本發(fā)明涉及玻璃制品領(lǐng)域，尤其是涉及一種光學(xué)玻璃及其制備方法。
背景技術(shù)：
：能改變光的傳播方向，并能改變紫外、可見或紅外光的相對(duì)光譜分布的玻璃。狹義的光學(xué)玻璃是指無色光學(xué)玻璃；廣義的光學(xué)玻璃還包括有色光學(xué)玻璃、激光玻璃、石英光學(xué)玻璃、抗輻射玻璃、紫外紅外光學(xué)玻璃、纖維光學(xué)玻璃、聲光玻璃、磁光玻璃和光變色玻璃。光學(xué)玻璃可用于制造光學(xué)儀器中的透鏡、棱鏡、反射鏡及窗口等。由光學(xué)玻璃構(gòu)成的部件是光學(xué)儀器中的關(guān)鍵性元件。光學(xué)玻璃是光電技術(shù)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和重要組成部分。特別是在20世紀(jì)90年代以后，隨著光學(xué)與電子信息科學(xué)、新材料科學(xué)的不斷融合，作為光電子基礎(chǔ)材料的光學(xué)玻璃在光傳輸、光儲(chǔ)存和光電顯示三大領(lǐng)域的應(yīng)用更是突飛猛進(jìn)，成為社會(huì)信息化尤其是光電信息技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)條件之一。隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展，中國光學(xué)玻璃制造行業(yè)發(fā)展迅猛。根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2010年，光學(xué)玻璃制造行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)數(shù)量達(dá)246家，行業(yè)全年實(shí)現(xiàn)銷售收入為234.05億元，同比增長53.70%；實(shí)現(xiàn)利潤15.37億元，同比增長87.10%；資產(chǎn)規(guī)模達(dá)到264.50億元，同比增長77.49%。由于光學(xué)玻璃制造行業(yè)以國內(nèi)銷售為主，金融危機(jī)對(duì)其影響相對(duì)較小，行業(yè)依然表現(xiàn)出較好的增長勢(shì)頭。隨著光電產(chǎn)品市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)和發(fā)展，高產(chǎn)率、低成本的制造光學(xué)材料是每一個(gè)光學(xué)材料制造廠家的目標(biāo)。另一方面，近年來數(shù)碼相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、照相手機(jī)等日益流行，用于光學(xué)系統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備的集成度及功能迅速增加。在這種情況下，要求光學(xué)系統(tǒng)達(dá)到更高的準(zhǔn)確度、分辨率，并減輕光學(xué)系統(tǒng)的重量和尺寸。為了滿足高檔數(shù)碼產(chǎn)品高像素、小型輕便的要求，具有高折射、低色散等優(yōu)點(diǎn)的硅硼酸鹽鑭系類光學(xué)玻璃的需求越來越大。為了使玻璃具有以上性能，玻璃中的la2o3、tio2、nb2o5、zno等成分含量也在逐漸增大，但這些成分過多會(huì)導(dǎo)致玻璃粘度小、成型難度大、不易獲得較高質(zhì)量條紋以及析晶嚴(yán)重等缺陷。早期制作這類玻璃有的含有一定的ta2o5、gd2o3，由于稀土漲價(jià)造成ta2o5、gd2o3的價(jià)格急劇上升，對(duì)生產(chǎn)成本及其不利，但隨著光學(xué)玻璃制作工藝、技術(shù)水平的提高，實(shí)現(xiàn)這類玻璃的低ta2o5化并達(dá)到穩(wěn)定的工藝性能已成為可能。以二氧化硅為主要成分，具有耐高溫、膨脹系數(shù)低、機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)性能好等特點(diǎn)，用于制造對(duì)各種波段透過有特殊要求的棱鏡、透鏡、窗口和反射鏡等。此外，還有用于大規(guī)模集成電路制造的光掩膜板、液晶顯示器面板、影像光盤盤基薄板玻璃；光沿著磁力線方向通過玻璃時(shí)偏振面發(fā)生旋轉(zhuǎn)的磁光玻璃；光按一定方向通過傳輸超聲波的玻璃時(shí)，發(fā)生光的衍射、反射、匯聚或光頻移的聲光玻璃等。中國專利申請(qǐng)cn1448353a公開了一種折射率大于1.88，阿貝數(shù)為22～28的光學(xué)玻璃，其含有30～50重量%的nb2o5，由于nb2o5的原材料價(jià)格高導(dǎo)致光學(xué)玻璃的原材料成本高；中國專利申請(qǐng)cn1569706a公開了一種高折射率光學(xué)玻璃及熔制方法。該高折射率光學(xué)玻璃的主要組成中含有16.3～40.5重量%的bao。如果bao的含量太高，則在玻璃原料的熔解過程中，對(duì)熔煉裝置的侵蝕性強(qiáng)，不利于降低玻璃的生產(chǎn)成本，同時(shí)由于較高含量的bao具有強(qiáng)侵蝕性，因此難于熔煉出內(nèi)在質(zhì)量優(yōu)良的玻璃；中國專利申請(qǐng)cn1510002a公開了一種折射率在1.75～1.85、阿貝數(shù)在35以上的模壓成型用光學(xué)玻璃，其中含有15.5～25％的價(jià)格昂貴的ta2o5；中國專利申請(qǐng)cn101003417a公開了一種折射率在1.74～1.83、阿貝數(shù)在32～47的環(huán)保重鑭火石玻璃，其中含有5～20％的tio2，容易引起光致變色效應(yīng)，且不利于提高玻璃的光透過性能。然而，近年來，在成像透鏡的微型化和性能方面的改進(jìn)顯著進(jìn)步，并且需要在光學(xué)玻璃的折射率、低色散性和加工容易性方面的進(jìn)一步提高。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種低成本、高折射、低阿貝數(shù)、良好的抗失透性及性能的光學(xué)玻璃及其制備方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種光學(xué)玻璃，由按氧化物為基準(zhǔn)的以重量份計(jì)的以下組分制成：sio228-36份、b2o323-27份、la2o312-16份、bi2o38-10份、cao7-9份、al2o32-4份、sro1-3份、sb2o31-2份、zro21-2份、ta2o50.6-1份、gd2o30.4-0.8份。進(jìn)一步地，由按氧化物為基準(zhǔn)的以重量份計(jì)的以下組分制成：sio232份、b2o325份、la2o314份、bi2o39份、cao8份、al2o33份、sro2份、sb2o31.5份、zro21.5份、ta2o50.8份、gd2o30.6份。進(jìn)一步地，其中，以重量份計(jì)，∑(ta2o5+gd2o3)≤1.5份。進(jìn)一步地，所述光學(xué)玻璃的折射率nd為1.78-1.85，阿貝數(shù)υd為24-27。上述光學(xué)玻璃的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行：（1）將各原料按重量份數(shù)取出輸送至干粉混料機(jī)中混合均勻；（2）將步驟(1)混合均勻后的原料進(jìn)行輸送至電阻爐進(jìn)行熔制、澄清及均化處理；（3）將步驟(2)熔制好的玻璃液進(jìn)行澆鑄，之后，經(jīng)過退火及加工成型便得本發(fā)明的光學(xué)玻璃。進(jìn)一步地，所述電阻爐的熔煉溫度為830～950℃。作為本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)化方案，將熔融的玻璃液澆鑄后，保持溫度在380-420℃下30-40min后，以3℃/s的降溫速度進(jìn)行退火處理。作為本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)化方案，其中，原料b2o3以硼酸（h3bo3）形式引入，cao以碳酸鹽（caco3）形式引入，sro以硝酸鹽（sr(no3)2）形式引入，bao以碳酸鹽（baco3）和/或硝酸鹽（ba(no3)2）的形式引入，其余組分由各自的氧化物引入。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的有益效果：本發(fā)明原料配方中價(jià)格昂貴的gd2o3和ta2o5以及難熔物質(zhì)zro2+nb2o5的含量低，且不含有影響玻璃透過率的tio2和wo3以及影響玻璃熱學(xué)性能的堿金屬氧化物如li2o、na2o和k2o。因此，本發(fā)明的光學(xué)玻璃成本低且制備簡單，產(chǎn)品一致性好，具有高折射、低阿貝數(shù)、具有低的失透傾向和高透過率等優(yōu)良的性能，而且這類高折射、低阿貝數(shù)的玻璃可彌補(bǔ)和校正色差，使色差減小至更低的范圍內(nèi)，并且可在穩(wěn)定的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)低成本運(yùn)作和量產(chǎn)。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實(shí)施例1～3一、根據(jù)上述所述技術(shù)特征，確定本發(fā)明的光學(xué)玻璃組成成分（見下表1）。二、本發(fā)明的光學(xué)玻璃制備方法包括如下步驟：（1）將各原料按重量份數(shù)取出輸送至干粉混料機(jī)中混合均勻；（2）將步驟(1)混合均勻后的原料進(jìn)行輸送至電阻爐進(jìn)行熔制、澄清及均化處理；（3）將步驟(2)熔制好的玻璃液進(jìn)行澆鑄，之后，經(jīng)過退火及加工成型便得本發(fā)明的光學(xué)玻璃。表1：本發(fā)明的光學(xué)玻璃組分及性能類別實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3sio2（份數(shù)）283236b2o3（份數(shù)）232527la2o3（份數(shù)）121416bi2o3（份數(shù)）8910cao（份數(shù)）789al2o3（份數(shù)）234sro（份數(shù)）123sb2o3（份數(shù)）11.52zro2（份數(shù)）11.52ta2o5（份數(shù)）0.60.81gd2o3（份數(shù)）0.40.60.8折射率nd1.791.811.85阿貝數(shù)υd242527密度ρ（g/cm3）3.723.653.71熔煉溫度（℃）830910940轉(zhuǎn)變溫度（℃）782865901退火溫度（℃）380400420其中，以重量份計(jì)，∑(ta2o5+gd2o3)≤1.5份；所述光學(xué)玻璃的折射率nd為1.78-1.85，阿貝數(shù)υd為24-27。其中，原料b2o3以硼酸（h3bo3）形式引入，cao以碳酸鹽（caco3）形式引入，sro以硝酸鹽（sr(no3)2）形式引入，bao以碳酸鹽（baco3）和/或硝酸鹽（ba(no3)2）的形式引入，其余組分由各自的氧化物引入。本發(fā)明采取的退火方式是將熔融的玻璃液澆鑄后，保持溫度在380-420℃下30-40min后，以3℃/s的降溫速度進(jìn)行退火處理。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁12