本发明涉及玻璃，更具体地，本发明涉及光学玻璃以及由该光学玻璃制成的光学预制件、光学元件和光学仪器。
背景技术：
随着光学与电子信息科学、新材料科学的不断融合，作为光电子基础材料的光学玻璃在光传输、光储存和光电显示三大领域的应用突飞猛进。近年来，光学系统中的仪器向数字化和高精细化的方向迅速发展，对用于光学系统中的透镜等光学元件中的光学玻璃的要求越来越高。
在制作光学元件的光学玻璃中，特别是对能够实现光学元件的轻量化及小型化的要求非常高，这就需要光学玻璃具有较高的折射率和色散值。另外，光学元件在加工和装配使用过程中，由于光学玻璃的化学稳定性不佳，致使光学元件的抗腐蚀能力较差，在光学元件上产生不规则的点状或片状斑痕，这些斑痕具有很强的破坏性，会造成光学仪器的性能和功能不达标，直至光学性能的失真而报废，严重影响了光学仪器的使用寿命。因此光学玻璃的化学稳定性对于仪器的使用精度和寿命至关重要。
在满足折射率、阿贝数等光学常数的同时，使得成品光学玻璃具有优异的化学稳定性，以满足光学玻璃在光电子领域的应用。因此对于具有改进的上述特性的光学玻璃仍存在需求。
技术实现要素：
针对相关技术中的问题，本发明提供了一种高折射、高色散的光学玻璃。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：光学玻璃，其组分含量以重量百分比表示，包含15-35％的p2o5、1-10％的na2o、0-10％的k2o、0-8％的bao、10-25％的tio2和38-52％的nb2o5，所述光学玻璃的折射率(nd)为1.92-1.98，阿贝数(vd)为15-20。
进一步的，所述光学玻璃中组分含量以重量百分比表示，还包含0-5％的sio2、和/或0-5％的b2o3、和/或0-10％的zro2、和/或0-8％的zno、和/或0-8％的li2o、和/或0-5％的mgo、和/或0-5％的cao、和/或0-5％的sro、和/或0-8％的ln2o3、和/或0-6％的al2o3、和/或0-8％的wo3、和/或0-1％的澄清剂，其中ln2o3为la2o3、gd2o3、y2o3和yb2o3中的一种或多种。
本发明还提供了一种光学玻璃，其组分含量以重量百分比表示，由15-35％的p2o5、和/或1-10％的na2o、和/或0-10％的k2o、和/或0-8％的bao、和/或10-25％的tio2、和/或38-52％的nb2o5、和/或0-5％的sio2、和/或0-5％的b2o3、和/或0-10％的zro2、和/或0-8％的zno、和/或0-8％的li2o、和/或0-5％的mgo、和/或0-5％的cao、和/或0-5％的sro、和/或0-8％的ln2o3、和/或0-6％的a12o3、和/或0-8％的wo3、和/或0-1％的澄清剂组成，其中ln2o3为la2o3、gd2o3、y2o3和yb2o3中的一种或多种。
进一步的，其中：nb2o5/bao的范围为10-50；和/或p2o5/(k2o na2o)的范围为1.5-10.0；和/或nb2o5/(k2o na2o bao)的范围为1.5-20；和/或sio2/tio2的范围为大于0-0.3；和/或p2o5/na2o的范围为2-15；和/或k2o/tio2的范围为0-0.6；和/或na2o含量＞k2o含量＞li2o含量。
进一步的，所述光学玻璃中组分含量以重量百分比表示，包含20-30％的p2o5、和/或1-8％的na2o、和/或1-8％的k2o、和/或0.5-6％的bao、和/或0-4％的sio2、和/或0-4％的b2o3、和/或12-20％的tio2、和/或40-50％的nb2o5、和/或0-5％的zro2、和/或0-5％的zno、和/或0-5％的li2o、和/或0-3％的mgo、和/或0-3％的cao、和/或0-3％的sro、和/或0-5％的ln2o3、和/或0-4％的al2o3、和/或0-5％的wo3、和/或0-0.5％的澄清剂，其中ln2o3为la2o3、gd2o3、y2o3和yb2o3中的一种或多种。
进一步的，其中：nb2o5/bao的范围为12.5-30；和/或p2o5/(k2o na2o)的范围为2.0-9.0；和/或nb2o5/(k2o na2o bao)的范围为2-15；和/或sio2/tio2的范围为0.01-0.25；和/或p2o5/na2o的范围为3-10；和/或k2o/tio2的范围为0.1-0.5；和/或na2o含量＞k2o含量＞li2o含量。
进一步的，所述光学玻璃中组分含量以重量百分比表示，包含22-27％的p2o5、和/或2-6％的na2o、和/或2-6％的k2o、和/或1-5％的bao、和/或0-2％的sio2、和/或0-2％的b2o3、和/或13-18％的tio2、和/或42-47％的nb2o5、和/或0-3％的zro2、和/或0-3％的zno、和/或0-3％的li2o、和/或0-2％的mgo、和/或0-2％的cao、和/或0-2％的sro、和/或0-3％的ln2o3、和/或0-3％的al2o3、和/或0-3％的wo3、和/或0-0.5％的sb2o3、和/或0-0.5％的sno2、和/或0-0.5％的sno、和/或0-0.5％的ceo2，其中ln2o3为la2o3、gd2o3、y2o3和yb2o3中的一种或多种。
进一步的，其中：nb2o5/bao的范围为15-26；和/或p2o5/(k2o na2o)的范围为3.2-7.0；和/或nb2o5/(k2o na2o bao)的范围为3-8；和/或sio2/tio2的范围为0.01-0.10；和/或p2o5/na2o的范围为5-9；和/或k2o/tio2的范围为0.2-0.4；和/或na2o含量＞k2o含量＞li2o含量。
进一步的，所述光学玻璃的折射率(nd)为1.92-1.98，优选为1.93-1.98，更优选为1.94-1.97；阿贝数(vd)为15-20，优选为16-19。
进一步的，所述光学玻璃的玻璃化转变温度(tg)为700℃以下，优选为690℃以下，更优选为680℃以下；和/或密度(ρ)为3.7g/cm3以下，优选为3.6g/cm3以下，更优选为3.55g/cm3以下；和/或耐水作用稳定性(dw)为2类以上，优选为1类；和/或耐酸作用稳定性(da)为2类以上，优选为1类；和/或热膨胀系数(α-30～70℃)为70×10-7/k以下，优选为65×10-7/k以下，更优选为60×10-7/k以下；和/或析晶上限温度为1200℃以下，优选为1180℃以下，更优选为1170℃以下；和/或气泡度为b级以上，优选为a级以上，更优选为a0级以上。
本发明还提供一种由本发明光学玻璃制成的光学预制件、由本发明光学玻璃或光学预制件制成的光学元件，以及含有上述光学玻璃或光学元件的光学仪器。
本发明的有益效果是：通过合理的组分配比，使得本发明的光学玻璃的折射率为(nd)为1.92-1.98，阿贝数为(vd)为15-20，具有优异的化学稳定性和低的热膨胀系数，光学玻璃的综合性能优异。
具体实施方式
以下对本发明的玻璃组分(成分)进行说明，在没有特别说明的情况下，各组分的含量为以氧化物为基准的重量％，其中，以氧化物为基准是指，假设作为本发明的玻璃组成成分的原料使用的氧化物、硝酸盐等熔融时全部分解转变成氧化物时，以生成的氧化物的总重量作为100重量％来表示玻璃中所含有的各成分的组成。
除非在具体情况下另外指出，本文所列出的数值范围包括上限和下限值，“以上”和“以下”包括端点值，在该范围内的所有整数和分数，而不限于所限定范围时所列的具体值。本文所使用的术语“约”指配方、参数和其他数量以及特征不是、且无需是精确的，如有需要，可以近似和/或更大或更低，这反映公差、换算因子和测量误差等。本文所称“和/或”是包含性的，例如“a和/或b”，是指只有a，或者只有b，或者同时有a和b。
[必要组分和任选组分]
在本发明中，p2o5是磷酸盐配方体系的骨架成分，作用主要是可以降低玻璃的熔化温度，提高玻璃的热稳定性。本发明的玻璃组分中要求引入至少15％的p2o5；当p2o5含量大于35％时，难以获得本发明的高折射率和高色散性能。因此，p2o5成分含有率的下限值为15％、优选为20％、更优选为22％，上限值为35％、优选为30％、更优选为27％。在一些实施方式中，可包含约15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％的p2o5。
nb2o5是获得本发明的高折射率和高色散性能的必要组分，也是一种提高玻璃化学稳定性的组分。当nb2o5的含量小于38％时，不能获得本发明的高折射率和高色散性能；当nb2o5含量超过52％时，玻璃的耐失透性下降。因此，nb2o5成分含有率的下限值为38％、优选为40％、更优选为42％，上限值为52％、优选为50％、更优选为47％。在一些实施方式中，可包含约38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％、51％、52％的nb2o5。
tio2是提高玻璃的化学稳定性，同时提高玻璃的折射率和色散值的必要组分。本发明的玻璃组分中要求引入不低于10％的tio2，当其含量超过25％时，玻璃的耐失透性能降低，同时引起玻璃着色，导致玻璃在可见光区的透过率降低。因此，tio2成分含有率的下限值为10％、优选为12％、更优选为13％，上限值为25％、优选为20％、更优选为18％。在一些实施方式中，可包含约10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％的tio2。
na2o可以降低玻璃的转变温度，提高玻璃的熔融性能，在本发明中是必要组分，当其含量低于1％时，难以达到以上效果，当其含量高于10％时，玻璃折射率下降，难以获得本发明所需的高折射率。因此本申请中na2o含量为1-10％，优选为1-8％，更优选为2-6％。在一些实施方式中，可包含约1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％的na2o。
在一些实施方式中，通过使p2o5/na2o的值在2-15的范围内，可降低玻璃的转变温度和热膨胀系数，优选p2o5/na2o的值为3-10，更优选p2o5/na2o的值为5-9。在一些实施方式中，p2o5/na2o的值可为2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15。
k2o可以提高玻璃的稳定性和熔融性，但当其含量超过10％时，玻璃的耐失透性下降，折射率下降，因此本申请中k2o含量为0-10％，优选为1-8％，更优选为2-6％。在一些实施方式中，可包含约0％、大于0％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％的k2o。
在一些实施方式中，通过使k2o/tio2的范围为0-0.6，可获得较低的密度，提高玻璃的熔融性能，在一些实施方式中，进一步的，通过使k2o/tio2的范围为0.1-0.5还可提高玻璃的气泡度，更优选k2o/tio2的范围为0.2-0.4。在一些实施方式中，k2o/tio2的值可为0、0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6。
本发明中，通过使p2o5/(k2o na2o)的范围为1.5-10.0，可使本发明光学玻璃获得较低的转变温度，在一些实施方式中，当p2o5/(k2o na2o)的范围为2.0-9.0时，可优化玻璃的抗析晶性能，进一步的，在一些实施方式中，当p2o5/(k2o na2o)的范围为3.2-7.0时，可优化玻璃的气泡度。在一些实施方式中，p2o5/(k2o na2o)的值可为1.5、2、2.5、3、3.2、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10。
bao可提高玻璃耐失透性能和化学稳定性，同时也能改善玻璃的熔融性能，在一定程度上调整玻璃的粘度，但含量超过8％时，玻璃的耐失透性能反而降低。因此，bao成分含有率为0-8％，优选为0.5-6％，更优选为1-5％。在一些实施方式中，可包含约0％、大于0％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％的bao。
发明人通过大量实验研究发现，当本系统光学玻璃中nb2o5/bao的值满足10.0-50.0时，可提高玻璃的化学稳定性，降低玻璃的热膨胀系数，优选nb2o5/bao为12.5-30.0，更优选为15.0-26.0。在一些实施方式中，nb2o5/bao的值可为10、11、12、12.5、13、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50。
在一些实施方式中，通过控制nb2o5/(k2o na2o bao)的范围为1.5-20，可使玻璃较易获得高折射高色散的性能，在一些实施方式中，优选nb2o5/(k2o na2o bao)的范围为2-15时，可使光学玻璃进一步获得优异的化学稳定性，更优选为3-8。在一些实施方式中，nb2o5/(k2o na2o bao)的值可为1.5、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20。
sio2是减少玻璃着色，提高对短波长可见光的透射率，同时促进形成稳定玻璃且提高玻璃耐失透性的成分，但含量超过5％时，容易导致玻璃难熔。因此，sio2成分含有率的上限值为5％、优选为4％、更优选为2％。在一些实施方式中，可包含约0％、大于0％、0.1％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％的sio2。
在一些实施方式中，通过优选使sio2/tio2的范围为大于0但小于等于0.3，可提高玻璃的抗析晶性能，更优选sio2/tio2的范围为0.01-0.25，进一步优选sio2/tio2的范围为0.01-0.10。在一些实施方式中，sio2/tio2的值可为大于0、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19、0.2、0.21、0.22、0.23、0.24、0.25、0.26、0.27、0.28、0.29、0.3。
b2o3是形成玻璃网络且提高玻璃耐失透性的成分，但含量超过5％时，玻璃的折射率和色散值降低。因此，b2o3成分含有率的上限值为5％、优选为4％、更优选为2％。一些实施方式中，可包含约0％、大于0％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％的b2o3。
zro2是减少着色，提高对短波长可见光透过率，同时促进形成稳定玻璃，提高玻璃耐失透性的成分，是本发明光学玻璃中的任选成分。通过使zro2成分的含有率为10％以下，可以抑制zro2成分导致的折射率降低，容易得到期望的高折射率。因此，zro2成分含有率的上限值为10％、优选为5％、更优选为3％。在一些实施方式中，可包含约0％、大于0％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％的zro2。
zno是提高玻璃折射率，改善玻璃稳定性、熔融性、加压成形性、降低玻璃转变温度的成分。通过使zno成分的含有率为8％以下，容易得到期望的高折射率和高色散值。因此，zno成分含有率的上限值为8％、优选为5％、更优选为3％。在一些实施方式中，可包含约0％、大于0％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％的zno。
li2o是提高玻璃的熔融性和降低玻璃转变温度的成分，是本发明光学玻璃中的任选成分。通过使li2o成分的含有率为8％以下，容易得到期望的高折射率，同时能降低玻璃的析晶上限温度而提高玻璃的稳定性。因此，li2o成分含有率的上限值为8％、优选为5％、更优选为3％。在一些实施方式中，可包含约0％、大于0％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％的li2o。
虽然li2o、na2o和k2o都是碱金属氧化物，但由于其在光学玻璃中的作用不同，且其对玻璃的性能影响大小不同，因此其引入量有差别，本发明中通过优选使na2o含量＞k2o含量＞li2o含量，可提高玻璃的抗析晶性能。
mgo、cao、sro是降低玻璃的析晶限温度，提高玻璃耐失透性的成分，是本发明光学玻璃中的任选成分。通过使mgo、和/或cao、和/或sro成分的含有率为5％以下，容易得到期望的高折射率和高色散值，并且可以抑制玻璃耐失透性和化学稳定性的降低。因此，mgo成分含有率的上限值为5％、优选为3％、更优选为2％、和/或cao成分含有率的上限值为5％、优选为3％、更优选为2％、和/或sro成分含有率的上限值为5％、优选为3％、更优选为2％。在一些实施方式中，可包含约0％、大于0％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％的mgo。在一些实施方式中，可包含约0％、大于0％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％的cao。在一些实施方式中，可包含约0％、大于0％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％的sro。
al2o3是改善玻璃的化学稳定性，提高玻璃熔融时粘度的成分，是本发明光学玻璃中的任选成分。通过使al2o3成分的含有率为6％以下，可以提高玻璃的熔融性，并且减弱玻璃的失透倾向。因此，al2o3成分含有率的上限值为6％、优选为4％、更优选为3％。在一些实施方式中，可包含约0％、大于0％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％的al2o3。
wo3是提高玻璃折射率并且提高玻璃色散值的成分，是本发明光学玻璃中的任选成分。通过使wo3成分的含有率为8％以下，可以抑制玻璃对短波长可见光的透射率，容易得到期望的高折射率和高色散值。因此，wo3成分含有率的上限值为8％、优选为5％、更优选为3％。在一些实施方式中，可包含约0％、大于0％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％的wo3。
ln2o3是提高玻璃折射率，且提高玻璃化学稳定性的成分，是本发明光学玻璃中的任选成分，其中ln2o3为la2o3、gd2o3、y2o3、yb2o3中的一种或多种。通过使ln2o3成分的含有率为8％以下，容易得到期望的高折射率和高色散值，并且可以提高玻璃的耐失透性能。因此，ln2o3成分含有率的上限值为8％、优选为5％、更优选为3％。在一些实施方式中，可包含约0％、大于0％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％的ln2o3。
通过加入0～1％的sb2o3、sno2、sno和ceo2中的一种或几种组分作为澄清剂，可以提高玻璃的澄清效果。但当sb2o3含量超过1％时，玻璃有澄清性能降低的倾向，同时由于其强氧化作用促进了成型模具的恶化，因此本发明sb2o3的添加量为1％以下，优选为0.5％以下。sno2、sno也可以作为澄清剂来添加，但当其含量超过1％时，玻璃会着色，或者当加热、软化玻璃并进行模压成形等再次成形时，sn会成为晶核生成的起点，产生失透的倾向，因此本发明的sno2和sno的分别含量为1％以下，优选为0.5％以下，进一步优选不添加。ceo2的作用及添加量比例与sno2一致，其含量为1％以下，优选为0.5％以下，进一步优选不添加。在一些实施方式中，以上4种澄清剂中的一种或一种以上的含量约为0％、大于0％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1.0％。
[关于不应含有的组分]
在不损害本发明的玻璃特性的范围内，根据需要能够添加上述未曾提及的其他成分。但是v、cr、mn、fe、co、ni、cu、ag以及mo等过渡金属成分，即使单独或复合地少量含有的情况下，玻璃也会被着色，在可见光区域的特定的波长产生吸收，从而减弱本发明的提高可见光透过率效果的性质，因此，特别是对于可见光区域波长的透过率有要求的光学玻璃，优选实际上不包含。
th、cd、tl、os、be以及se的阳离子，近年来作为有害的化学物质而有控制使用的倾向，不仅在玻璃的制造工序，直至加工工序以及产品化后的处置上对环境保护的措施是必需的。因此，在重视对环境的影响的情况下，除了不可避免地混入以外，优选实际上不含有它们。由此，光学玻璃变得实际上不包含污染环境的物质。因此，即使不采取特殊的环境对策上的措施，本发明的光学玻璃也能够进行制造、加工以及废弃。
需要特别强调的是，本发明不含有as2o3和pbo组分。虽然as2o3具有消除气泡和较好的防止玻璃着色的效果，但as2o3的加入会加大玻璃对熔炉特别是对铂金熔炉的铂金侵蚀，导致更多的铂金离子进入玻璃，对铂金熔炉的使用寿命造成不利影响。pbo可显著提高玻璃的折射率和色散性能，但pbo和as2o3都是可造成环境污染的物质。
本发明的玻璃都采用常规原料生产，使用磷酸、偏磷酸盐、焦磷酸盐或五氧化二磷作为p2o5原料，使用碳酸盐、硝酸盐、氧化物等为其他组分原料。按常规方法配料后，将配好的炉料投入到1200-1280℃的熔炼炉中熔制，经澄清和充分均化后，在1150-1200℃浇注或漏注成型，即可获得本发明的光学玻璃。本领域技术人员能够根据实际需要，适当地选择原料、工艺方法和工艺参数。
按照如下方法测定本发明的光学玻璃的性能参数。
[折射率与阿贝数]
折射率(nd)与阿贝数(vd)按照gb/t7962.1-2010测试。
本发明的光学玻璃的折射率(nd)为1.92-1.98，优选为1.93-1.98，更优选为1.94-1.97；本发明的光学玻璃的阿贝数(vd)为15-20，优选为16-19。
[转变温度]
转变温度(tg)按照gb/t7962.16-2010测试。
本发明的光学玻璃的玻璃化转变温度(tg)为700℃以下，优选为690℃以下，更优选为680℃以下。
[密度]
密度(ρ)按照gb/t7962.20-2010测试。
本发明的光学玻璃的密度(p)为3.7g/cm3以下，优选为3.6g/cm3以下，更优选为3.55g/cm3以下。
[化学稳定性]
本发明中化学稳定性包含耐水作用稳定性(dw)和耐酸作用稳定性(da)，其按照gb/t17129测试。
本发明的光学玻璃的耐水作用稳定性(dw)为2类以上，优选为1类；本发明的光学玻璃的耐酸作用稳定性(da)为2类以上，优选为1类。
[热膨胀系数]
热膨胀系数(α-30～70℃)按照gb/t7962.16-2010测试。
本发明的光学玻璃的热膨胀系数(α-30～70℃)为70×10-7/k以下，优选为65×10-7/k以下，更优选为60×10-7/k以下。
[气泡度]
气泡度按照gb/t7962.8-2010测试。
本发明的光学玻璃的气泡度为b级以上，优选为a级以上，更优选为a0级以上。
[析晶上限温度]
采用梯温炉法测定玻璃的析晶性能，将玻璃制成180*10*10mm的样品，侧面抛光，放入带有温度梯度(5℃/cm)的炉内升温至1400℃保温4小时后取出自然冷却到室温，在显微镜下观察玻璃析晶情况，玻璃出现晶体对应的最高温度即为玻璃的析晶上限温度。
本发明的光学玻璃的析晶上限温度为1200℃以下，优选为1180℃以下，更优选为1170℃以下。
本发明的光学预制件与光学元件均由上述本发明的光学玻璃形成。本发明的光学预制件具有光学玻璃所具有的优异特性；本发明的光学元件具有光学玻璃所具有的优异特性，能够提供光学价值高的各种透镜、棱镜等光学元件。
作为透镜的例子，可举出透镜面为球面或非球面的凹弯月形透镜、凸弯月形透镜、双凸透镜、双凹透镜、平凸透镜、平凹透镜等各种透镜。
另外，对于棱镜来说，由于折射率相对较高，因此通过组合在摄像光学体系中，通过弯曲光路，朝向所需的方向，即可实现紧凑、广角的光学体系。
本发明光学玻璃所形成的光学元件可制作如照相设备、摄像设备、显示设备和监控设备等光学仪器。
以下结合多个实施例详细描述本发明。
在以下实施例和比较例中，按照如下方法制备光学玻璃：
将各光学玻璃组分所对应的原料按比例称量，充分混合后加入铂金坩埚，在1200-1280℃的温度下使原料融化、澄清、均化后降温；在1150-1200℃的温度下将熔融的玻璃浇注到预热后的金属模中；将熔融玻璃和金属模一起置于退火炉内，徐冷退火后得到光学玻璃。按照前文中所述的测试方法测量光学玻璃的各项性能参数。
下表1和表2中分别示出了实施例1-30和比较例1-6的光学玻璃的组成和对应性能。
从上述表1和表2中能够看出，当光学玻璃中各组分的重量百分比以及各组分之间的比值在本发明所述范围内时，玻璃具有优异的化学稳定性。同时，所制成的光学玻璃在光学性能、可加工性、成玻稳定性、化学稳定性、密度、抗形变、抗析晶性和低气泡度等方面也获得了显著改进。
当光学玻璃中各组分的重量百分比以及各组分之间的比值在本发明所述范围内时，使得光学玻璃在具备折射率、阿贝数等光学常数的同时，能够以较低的温度加工成型，且成品光学玻璃具有较好的化学稳定性、低热膨胀系数等特性，以满足光学玻璃在光电子领域的应用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.光学玻璃，其特征在于，其组分含量以重量百分比表示，包含15-35％的p2o5、1-10％的na2o、0-10％的k2o、0-8％的bao、10-25％的tio2和38-52％的nb2o5，所述光学玻璃的折射率(nd)为1.92-1.98，阿贝数(vd)为15-20。
2.根据权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，所述光学玻璃中组分含量以重量百分比表示，还包含0-5％的sio2、和/或0-5％的b2o3、和/或0-10％的zro2、和/或0-8％的zno、和/或0-8％的li2o、和/或0-5％的mgo、和/或0-5％的cao、和/或0-5％的sro、和/或0-8％的ln2o3、和/或0-6％的al2o3、和/或0-8％的wo3、和/或0-1％的澄清剂，其中ln2o3为la2o3、gd2o3、y2o3和yb2o3中的一种或多种。
3.光学玻璃，其特征在于，其组分含量以重量百分比表示，由15-35％的p2o5、和/或1-10％的na2o、和/或0-10％的k2o、和/或0-8％的bao、和/或10-25％的tio2、和/或38-52％的nb2o5、和/或0-5％的sio2、和/或0-5％的b2o3、和/或0-10％的zro2、和/或0-8％的zno、和/或0-8％的li2o、和/或0-5％的mgo、和/或0-5％的cao、和/或0-5％的sro、和/或0-8％的ln2o3、和/或0-6％的al2o3、和/或0-8％的wo3、和/或0-1％的澄清剂组成，其中ln2o3为la2o3、gd2o3、y2o3和yb2o3中的一种或多种。
4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，其中：nb2o5/bao的范围为10-50；和/或p2o5/(k2o na2o)的范围为1.5-10.0；和/或nb2o5/(k2o na2o bao)的范围为1.5-20；和/或sio2/tio2的范围为大于0-0.3；和/或p2o5/na2o的范围为2-15；和/或k2o/tio2的范围为0-0.6；和/或na2o含量>k2o含量>li2o含量。
5.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，所述光学玻璃中组分含量以重量百分比表示，包含20-30％的p2o5、和/或1-8％的na2o、和/或1-8％的k2o、和/或0.5-6％的bao、和/或0-4％的sio2、和/或0-4％的b2o3、和/或12-20％的tio2、和/或40-50％的nb2o5、和/或0-5％的zro2、和/或0-5％的zno、和/或0-5％的li2o、和/或0-3％的mgo、和/或0-3％的cao、和/或0-3％的sro、和/或0-5％的ln2o3、和/或0-4％的al2o3、和/或0-5％的wo3、和/或0-0.5％的澄清剂，其中ln2o3为la2o3、gd2o3、y2o3和yb2o3中的一种或多种。
6.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，其中：nb2o5/bao的范围为12.5-30；和/或p2o5/(k2o na2o)的范围为2.0-9.0；和/或nb2o5/(k2o na2o bao)的范围为2-15；和/或sio2/tio2的范围为0.01-0.25；和/或p2o5/na2o的范围为3-10；和/或k2o/tio2的范围为0.1-0.5；和/或na2o含量>k2o含量>li2o含量。
7.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，所述光学玻璃中组分含量以重量百分比表示，包含22-27％的p2o5、和/或2-6％的na2o、和/或2-6％的k2o、和/或1-5％的bao、和/或0-2％的sio2、和/或0-2％的b2o3、和/或13-18％的tio2、和/或42-47％的nb2o5、和/或0-3％的zro2、和/或0-3％的zno、和/或0-3％的li2o、和/或0-2％的mgo、和/或0-2％的cao、和/或0-2％的sro、和/或0-3％的ln2o3、和/或0-3％的al2o3、和/或0-3％的wo3、和/或0-0.5％的sb2o3、和/或0-0.5％的sno2、和/或0-0.5％的sno、和/或0-0.5％的ceo2，其中ln2o3为la2o3、gd2o3、y2o3和yb2o3中的一种或多种。
8.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，其中：nb2o5/bao的范围为15-26；和/或p2o5/(k2o na2o)的范围为3.2-7.0；和/或nb2o5/(k2o na2o bao)的范围为3-8；和/或sio2/tio2的范围为0.01-0.10；和/或p2o5/na2o的范围为5-9；和/或k2o/tio2的范围为0.2-0.4；和/或na2o含量>k2o含量>li2o含量。
9.根据权利要求1-8中任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，所述光学玻璃的折射率(nd)为1.92-1.98，优选为1.93-1.98，更优选为1.94-1.97；阿贝数(vd)为15-20，优选为16-19。
10.根据权利要求1-8中任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，所述光学玻璃的玻璃化转变温度(tg)为700℃以下，优选为690℃以下，更优选为680℃以下；和/或密度(ρ)为3.7g/cm3以下，优选为3.6g/cm3以下，更优选为3.55g/cm3以下；和/或耐水作用稳定性(dw)为2类以上，优选为1类；和/或耐酸作用稳定性(da)为2类以上，优选为1类；和/或热膨胀系数(α-30～70℃)为70×10-7/k以下，优选为65×10-7/k以下，更优选为60×10-7/k以下；和/或析晶上限温度为1200℃以下，优选为1180℃以下，更优选为1170℃以下；和/或气泡度为b级以上，优选为a级以上，更优选为a0级以上。
11.光学预制件，其特征在于，由权利要求1-10中任一权利要求所述的光学玻璃制成。
12.光学元件，其特征在于，由权利要求1-10中任一权利要求所述的光学玻璃或权利要求11所述的光学预制件制成。
13.光学仪器，其特征在于，含有权利要求1-10中任一权利要求所述的光学玻璃，或含有权利要求12所述的光学元件。
技术总结