本发明涉及一种光学玻璃,尤其是涉及一种密度较低的光学玻璃,以及由其制成的玻璃预制件、光学元件和光学仪器。
背景技术:
1、近年来,使用光学系统的设备的高品质化与高清晰化飞速发展,在数码照相机与摄像机等摄影器材、投影仪与投影电视等视频播放(投影)设备等各种光学仪器领域中,对减少在光学系统中使用的透镜及棱镜等光学元件的数量,并将整体光学系统轻量化以及小型化的要求越来越高。为达到光学仪器轻量化的目的,除了减少光学系统中光学元件的数量外,降低光学玻璃的密度也是重要的途径。专利文献cn115385572a公开了一种折射率为1.55~1.62,阿贝数为55~62.97的光学玻璃,该光学玻璃的密度较高,不利于实现光学仪器的轻量化目标。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是提供一种具有较低密度的光学玻璃。
2、本发明解决技术问题所采用的技术方案是:
3、(1)光学玻璃,其组分以重量百分比表示,含有:sio2:17~32%;b2o3:18~32%;bao:12~27.5%;sro:2~15%;ln2o3:7.5~28%;al2o3:大于0但小于或等于10%;zro2:0~10%,其中(bao+sro)/(zro2+al2o3)为1.0~15.0,所述ln2o3为la2o3、gd2o3、y2o3、yb2o3的合计含量。
4、(2)根据(1)所述的光学玻璃,其组分以重量百分比表示,还含有:nb2o5:0~5%;和/或wo3:0~5%;和/或zno:0~4.5%;和/或rn2o:0~6.5%;和/或mgo:0~5%;和/或cao:0~4%;和/或tio2:0~5%;和/或ta2o5:0~5%;和/或p2o5:0~4%;和/或f:0~5%;和/或澄清剂:0~1%,所述rn2o为li2o、na2o、k2o中的一种或多种,澄清剂为sb2o3、sno2、sno、ceo2中的一种或多种。
5、(3)光学玻璃,其组分中含有sio2、b2o3、bao、sro和al2o3,其组分以重量百分比表示,含有7.5~28%的ln2o3和0~10%的zro2,其中(bao+sro)/(zro2+al2o3)为1.0~15.0,所述光学玻璃的折射率nd为1.59~1.655,阿贝数νd为55.5~61,密度ρ为3.60g/cm3以下,所述ln2o3为la2o3、gd2o3、y2o3、yb2o3的合计含量。
6、(4)根据(3)所述的光学玻璃,其组分以重量百分比表示,含有:sio2:17~32%;和/或b2o3:18~32%;和/或bao:12~27.5%;和/或sro:2~15%;和/或al2o3:大于0但小于或等于10%;和/或nb2o5:0~5%;和/或wo3:0~5%;和/或zno:0~4.5%;和/或rn2o:0~6.5%;和/或mgo:0~5%;和/或cao:0~4%;和/或tio2:0~5%;和/或ta2o5:0~5%;和/或p2o5:0~4%;和/或f:0~5%;和/或澄清剂:0~1%,所述rn2o为li2o、na2o、k2o中的一种或多种,澄清剂为sb2o3、sno2、sno、ceo2中的一种或多种。
7、(5)根据(1)~(4)任一所述的光学玻璃,其组分以重量百分比表示,其中:b2o3/sio2为0.7~1.7,优选b2o3/sio2为0.75~1.5,更优选b2o3/sio2为0.8~1.3,进一步优选b2o3/sio2为0.85~1.1;和/或al2o3/b2o3为0.01~0.45,优选al2o3/b2o3为0.05~0.4,更优选al2o3/b2o3为0.1~0.3;和/或zro2/sio2为0.01~0.4,优选zro2/sio2为0.05~0.35,更优选zro2/sio2为0.1~0.3;和/或al2o3/zro2为0.2~8.0,优选al2o3/zro2为0.5~6.0,更优选al2o3/zro2为0.8~4.0,进一步优选al2o3/zro2为1.0~2.0;和/或(bao+sro)/(zro2+al2o3)为1.5~10.0,优选(bao+sro)/(zro2+al2o3)为2.0~8.0,更优选(bao+sro)/(zro2+al2o3)为2.5~5.0。
8、(6)根据(1)~(4)任一所述的光学玻璃,其组分以重量百分比表示,其中:(la2o3+sro)/bao为0.5~2.5,优选(la2o3+sro)/bao为0.7~2.0,更优选(la2o3+sro)/bao为0.8~1.8,进一步优选(la2o3+sro)/bao为0.9~1.5;和/或sro/la2o3为0.1~1.5,优选sro/la2o3为0.2~1.2,更优选sro/la2o3为0.3~1.0,进一步优选sro/la2o3为0.35~0.8;和/或la2o3/sio2为0.3~1.2,优选la2o3/sio2为0.35~1.0,更优选la2o3/sio2为0.4~0.9,进一步优选la2o3/sio2为0.45~0.8;和/或
9、(y2o3+gd2o3+zno+cao+rn2o)/sro为1.0以下,优选
10、(y2o3+gd2o3+zno+cao+rn2o)/sro为0.8以下,更优选(y2o3+gd2o3+zno+cao+rn2o)/sro为0.5以下,进一步优选(y2o3+gd2o3+zno+cao+rn2o)/sro为0.3以下;和/或(zno+cao+rn2o)/la2o3为1.0以下,优选(zno+cao+rn2o)/la2o3为0.8以下,更优选(zno+cao+rn2o)/la2o3为0.5以下,进一步优选(zno+cao+rn2o)/la2o3为0.3以下,所述rn2o为li2o、na2o、k2o中的一种或多种。
11、(7)根据(1)~(4)任一所述的光学玻璃,其组分以重量百分比表示,其中:sio2:21~30%,优选sio2:22~28%;和/或b2o3:21~30%,优选b2o3:22~29%;和/或ln2o3:10~25%,优选ln2o3:11~20%;和/或bao:15~25%,优选bao:16~23%;和/或sro:3~13%,优选sro:5.5~11%;和/或al2o3:1~8%,优选al2o3:2~7%;和/或zro2:0.5~8%,优选zro2:1~7%;和/或nb2o5:0~3%,优选nb2o5:0~1%,更优选不含有nb2o5;和/或wo3:0~3%,优选wo3:0~1%,更优选不含有wo3;和/或zno:0~3%,优选zno:0~2%,更优选不含有zno;和/或rn2o:0~5%,优选rn2o:0~2%;和/或mgo:0~3%,优选mgo:0~2%,更优选不含有mgo;和/或cao:0~3%,优选cao:0~2%,更优选不含有cao;和/或tio2:0~3%,优选tio2:0~2%,更优选不含有tio2;和/或ta2o5:0~3%,优选ta2o5:0~1%,更优选不含有ta2o5;和/或p2o5:0~2%,优选p2o5:0~1%,更优选不含有p2o5;和/或f:0~3%,优选f:0~2%,更优选不含有f;和/或澄清剂:0~0.5%,优选澄清剂:0~0.2%,所述ln2o3为la2o3、gd2o3、y2o3、yb2o3的合计含量,rn2o为li2o、na2o、k2o中的一种或多种,澄清剂为sb2o3、sno2、sno、ceo2中的一种或多种。
12、(8)根据(1)~(4)任一所述的光学玻璃,其组分以重量百分比表示,其中:la2o3:7.5~23%,优选la2o3:11~20%,更优选la2o3:12~18%;和/或gd2o3:0~8%,优选gd2o3:0~5%,更优选gd2o3:0~1.5%,进一步优选不含有gd2o3;和/或y2o3:0~8%,优选y2o3:0~5%,更优选y2o3:0~1.5%,进一步优选不含有y2o3;和/或yb2o3:0~5%,优选yb2o3:0~3%,更优选yb2o3:0~2%,进一步优选不含有yb2o3;和/或li2o:0~5%,优选li2o:0~3%,更优选li2o:0~2%;和/或na2o:0~5%,优选na2o:0~3%,更优选na2o:0~2%,进一步优选不含有na2o;和/或k2o:0~5%,优选k2o:0~3%,更优选k2o:0~2%,进一步优选不含有k2o。
13、(9)根据(1)~(4)任一所述的光学玻璃的折射率nd为1.59~1.655,优选为1.60~1.65,更优选为1.61~1.64;阿贝数νd为55.5~61,优选为56~60,更优选为57~59。
14、(10)根据(1)~(4)任一所述的光学玻璃的转变温度tg为650℃以下,优选为600~650℃,更优选为605~645℃,进一步优选为610~640℃;和/或耐水作用稳定性dw为3类以上,优选为2类以上,更优选为1类;和/或密度ρ为3.60g/cm3以下,优选为3.50g/cm3以下,更优选为3.40g/cm3以下;和/或努氏硬度hk为500×107pa以上,优选为515×107pa以上,更优选为530×107pa以上;和/或杨氏模量e为7000×107pa以上,优选为7300×107pa以上,更优选为7600×107pa以上;和/或磨耗度fa为200以下,优选为175以下,更优选为150以下;和/或热膨胀系数α20/300℃为90×10-7/k以下,优选为50×10-7/k~85×10-7/k,更优选为55×10-7/k~80×10-7/k,进一步优选为60×10-7/k~72×10-7/k;和/或1200℃的高温粘度为60dpas以下,优选为40dpas以下,更优选为30dpas以下;和/或抗析晶性能为b级以上,优选为a级。
15、(11)根据(1)~(4)任一所述的光学玻璃,12mm以下厚度的光学玻璃的400~800nm平均光透过率τ400~800nm为99.0%以上,优选为99.5%以上,更优选为99.7%以上;和/或12mm以下厚度的光学玻璃的400nm光透过率τ400nm为99.0%以上,优选为99.5%以上,更优选为99.7%以上。
16、(12)根据(11)所述的光学玻璃,所述光学玻璃的厚度为1~12mm,优选为2~12mm,更优选为5~10mm,进一步优选为2mm或5mm或8mm或10mm。
17、(13)玻璃预制件,采用(1)~(12)任一所述的光学玻璃制成。
18、(14)光学元件,采用(1)~(12)任一所述的光学玻璃或(13)所述的玻璃预制件制成。
19、(15)光学仪器,含有(1)~(12)任一所述的光学玻璃,或含有(14)所述的光学元件。
20、本发明的有益效果是:通过合理的组分设计,本发明获得的光学玻璃具有较低的密度,满足光学仪器轻量化的使用。
1.光学玻璃,其特征在于,其组分以重量百分比表示,含有:sio2:17~32%;b2o3:18~32%;bao:12~27.5%;sro:2~15%;ln2o3:7.5~28%;al2o3:大于0但小于或等于10%;zro2:0~10%,其中(bao+sro)/(zro2+al2o3)为1.0~15.0,所述ln2o3为la2o3、gd2o3、y2o3、yb2o3的合计含量。
2.根据权利要求1所述的光学玻璃,其特征在于,其组分以重量百分比表示,还含有:nb2o5:0~5%;和/或wo3:0~5%;和/或zno:0~4.5%;和/或rn2o:0~6.5%;和/或mgo:0~5%;和/或cao:0~4%;和/或tio2:0~5%;和/或ta2o5:0~5%;和/或p2o5:0~4%;和/或f:0~5%;和/或澄清剂:0~1%,所述rn2o为li2o、na2o、k2o中的一种或多种,澄清剂为sb2o3、sno2、sno、ceo2中的一种或多种。
3.光学玻璃,其特征在于,其组分中含有sio2、b2o3、bao、sro和al2o3,其组分以重量百分比表示,含有7.5~28%的ln2o3和0~10%的zro2,其中(bao+sro)/(zro2+al2o3)为1.0~15.0,所述光学玻璃的折射率nd为1.59~1.655,阿贝数νd为55.5~61,密度ρ为3.60g/cm3以下,所述ln2o3为la2o3、gd2o3、y2o3、yb2o3的合计含量。
4.根据权利要求3所述的光学玻璃,其特征在于,其组分以重量百分比表示,含有:sio2:17~32%;和/或b2o3:18~32%;和/或bao:12~27.5%;和/或sro:2~15%;和/或al2o3:大于0但小于或等于10%;和/或nb2o5:0~5%;和/或wo3:0~5%;和/或zno:0~4.5%;和/或rn2o:0~6.5%;和/或mgo:0~5%;和/或cao:0~4%;和/或tio2:0~5%;和/或ta2o5:0~5%;和/或p2o5:0~4%;和/或f:0~5%;和/或澄清剂:0~1%,所述rn2o为li2o、na2o、k2o中的一种或多种,澄清剂为sb2o3、sno2、sno、ceo2中的一种或多种。
5.根据权利要求1~4任一所述的光学玻璃,其特征在于,其组分以重量百分比表示,其中:b2o3/sio2为0.7~1.7,优选b2o3/sio2为0.75~1.5,更优选b2o3/sio2为0.8~1.3,进一步优选b2o3/sio2为0.85~1.1;和/或al2o3/b2o3为0.01~0.45,优选al2o3/b2o3为0.05~0.4,更优选al2o3/b2o3为0.1~0.3;和/或zro2/sio2为0.01~0.4,优选zro2/sio2为0.05~0.35,更优选zro2/sio2为0.1~0.3;和/或al2o3/zro2为0.2~8.0,优选al2o3/zro2为0.5~6.0,更优选al2o3/zro2为0.8~4.0,进一步优选al2o3/zro2为1.0~2.0;和/或(bao+sro)/(zro2+al2o3)为1.5~10.0,优选(bao+sro)/(zro2+al2o3)为2.0~8.0,更优选(bao+sro)/(zro2+al2o3)为2.5~5.0。
6.根据权利要求1~4任一所述的光学玻璃,其特征在于,其组分以重量百分比表示,其中:(la2o3+sro)/bao为0.5~2.5,优选(la2o3+sro)/bao为0.7~2.0,更优选(la2o3+sro)/bao为0.8~1.8,进一步优选(la2o3+sro)/bao为0.9~1.5;和/或sro/la2o3为0.1~1.5,优选sro/la2o3为0.2~1.2,更优选sro/la2o3为0.3~1.0,进一步优选sro/la2o3为0.35~0.8;和/或la2o3/sio2为0.3~1.2,优选la2o3/sio2为0.35~1.0,更优选la2o3/sio2为0.4~0.9,进一步优选la2o3/sio2为0.45~0.8;和/或(y2o3+gd2o3+zno+cao+rn2o)/sro为1.0以下,优选(y2o3+gd2o3+zno+cao+rn2o)/sro为0.8以下,更优选
7.根据权利要求1~4任一所述的光学玻璃,其特征在于,其组分以重量百分比表示,其中:sio2:21~30%,优选sio2:22~28%;和/或b2o3:21~30%,优选b2o3:22~29%;和/或ln2o3:10~25%,优选ln2o3:11~20%;和/或bao:15~25%,优选bao:16~23%;和/或sro:3~13%,优选sro:5.5~11%;和/或al2o3:1~8%,优选al2o3:2~7%;和/或zro2:0.5~8%,优选zro2:1~7%;和/或nb2o5:0~3%,优选nb2o5:0~1%,更优选不含有nb2o5;和/或wo3:0~3%,优选wo3:0~1%,更优选不含有wo3;和/或zno:0~3%,优选zno:0~2%,更优选不含有zno;和/或rn2o:0~5%,优选rn2o:0~2%;和/或mgo:0~3%,优选mgo:0~2%,更优选不含有mgo;和/或cao:0~3%,优选cao:0~2%,更优选不含有cao;和/或tio2:0~3%,优选tio2:0~2%,更优选不含有tio2;和/或ta2o5:0~3%,优选ta2o5:0~1%,更优选不含有ta2o5;和/或p2o5:0~2%,优选p2o5:0~1%,更优选不含有p2o5;和/或f:0~3%,优选f:0~2%,更优选不含有f;和/或澄清剂:0~0.5%,优选澄清剂:0~0.2%,所述ln2o3为la2o3、gd2o3、y2o3、yb2o3的合计含量,rn2o为li2o、na2o、k2o中的一种或多种,澄清剂为sb2o3、sno2、sno、ceo2中的一种或多种。
8.根据权利要求1~4任一所述的光学玻璃,其特征在于,其组分以重量百分比表示,其中:la2o3:7.5~23%,优选la2o3:11~20%,更优选la2o3:12~18%;和/或gd2o3:0~8%,优选gd2o3:0~5%,更优选gd2o3:0~1.5%,进一步优选不含有gd2o3;和/或y2o3:0~8%,优选y2o3:0~5%,更优选y2o3:0~1.5%,进一步优选不含有y2o3;和/或yb2o3:0~5%,优选yb2o3:0~3%,更优选yb2o3:0~2%,进一步优选不含有yb2o3;和/或li2o:0~5%,优选li2o:0~3%,更优选li2o:0~2%;和/或na2o:0~5%,优选na2o:0~3%,更优选na2o:0~2%,进一步优选不含有na2o;和/或k2o:0~5%,优选k2o:0~3%,更优选k2o:0~2%,进一步优选不含有k2o。
9.根据权利要求1~4任一所述的光学玻璃,其特征在于,所述光学玻璃的折射率nd为1.59~1.655,优选为1.60~1.65,更优选为1.61~1.64;阿贝数νd为55.5~61,优选为56~60,更优选为57~59。
10.根据权利要求1~4任一所述的光学玻璃,其特征在于,所述光学玻璃的转变温度tg为650℃以下,优选为600~650℃,更优选为605~645℃,进一步优选为610~640℃;和/或耐水作用稳定性dw为3类以上,优选为2类以上,更优选为1类;和/或密度ρ为3.60g/cm3以下,优选为3.50g/cm3以下,更优选为3.40g/cm3以下;和/或努氏硬度hk为500×107pa以上,优选为515×107pa以上,更优选为530×107pa以上;和/或杨氏模量e为7000×107pa以上,优选为7300×107pa以上,更优选为7600×107pa以上;和/或磨耗度fa为200以下,优选为175以下,更优选为150以下;和/或热膨胀系数α20/300℃为90×10-7/k以下,优选为50×10-7/k~85×10-7/k,更优选为55×10-7/k~80×10-7/k,进一步优选为60×10-7/k~72×10-7/k;和/或1200℃的高温粘度为60dpas以下,优选为40dpas以下,更优选为30dpas以下;和/或抗析晶性能为b级以上,优选为a级。
11.根据权利要求1~4任一所述的光学玻璃,其特征在于,12mm以下厚度的光学玻璃的400~800nm平均光透过率τ400~800nm为99.0%以上,优选为99.5%以上,更优选为99.7%以上;和/或12mm以下厚度的光学玻璃的400nm光透过率τ400nm为99.0%以上,优选为99.5%以上,更优选为99.7%以上。
12.根据权利要求11所述的光学玻璃,其特征在于,所述光学玻璃的厚度为1~12mm,优选为2~12mm,更优选为5~10mm,进一步优选为2mm或5mm或8mm或10mm。
13.玻璃预制件,其特征在于,采用权利要求1~12任一所述的光学玻璃制成。
14.光学元件,其特征在于,采用权利要求1~12任一所述的光学玻璃或权利要求13所述的玻璃预制件制成。
15.光学仪器,其特征在于,含有权利要求1~12任一所述的光学玻璃,或含有权利要求14所述的光学元件。
