[发明专利]多孔玻璃、多孔玻璃的制造方法、光学部件和摄像装置

说明书

技术领域

本发明涉及多孔玻璃和该多孔玻璃的制造方法。具体地，本发明涉及用于光学部件的多孔玻璃和该多孔玻璃的制造方法。而且，本发明涉及通过使用该多孔玻璃的摄像装置。

背景技术

关于多孔玻璃的制造方法，可提及利用相分离现象的方法。通常，利用相分离现象的多孔玻璃的基材是由二氧化硅、氧化硼、碱金属氧化物等制成的硼硅酸盐玻璃。关于制备，通过将成型的硼硅酸盐玻璃保持在恒定的温度下的热处理（以下称为相分离处理）来实现相分离现象，并且通过用酸溶液的蚀刻来将非富二氧化硅相洗脱。构成多孔玻璃的骨架主要为二氧化硅。相分离处理前的组成以及相分离处理的温度和时间显著地影响这样得到的多孔玻璃的骨架直径、孔隙直径和孔隙率。这样的相分离玻璃具有较高的强度。因此，相分离玻璃作为尽管低折射率但具有强度的光学材料受到关注。

关于具有高孔隙率的相分离玻璃，例如，NPL1中公开了由具有较小含量的二氧化硅组分的基材玻璃制备的玻璃。

此外，PTL1和PTL2公开了多种具有不同孔隙直径和孔隙率的多孔玻璃，尽管没有公开详细的组成。

[引用列表]

[专利文献]

PTL1：日本专利公开No.11-057432

PTL2：日本专利公开No.2007-242454

[非专利文献]

NPL1：Supervised by Tetsuro Izumitani，“Atarashii Garasu to Sono BusseiNew Glass and Properties Thereof）”，第2章

发明内容

技术问题

现有技术中对于相分离玻璃的相分离处理通过在恒定的温度下保持几小时至几十小时来进行。随着处理温度变高和处理时间变长，最终得到的多孔玻璃的骨架直径（结构体部分的厚度）和孔隙直径（孔的尺寸）增加，同时，孔隙率也增加。即，如果为了降低折射率而使孔隙率增加，骨架直径（结构体部分的厚度）增加并且孔隙直径（孔的尺寸）也增加，以致骨架部分变得粗糙并且强度降低。关于具有相同组成的玻璃，难以在使孔隙率增加的同时使骨架直径减小并且不使孔隙直径显著增加，即，难以在使孔隙率增加的同时尽可能使骨架部分致密。

NPL1中公开了一种玻璃，其中基材中二氧化硅组分的含量较小。PTL1和PTL2中公开的多孔玻璃自身具有低强度，通常将它们与支持体结合是必要的。

已需要能够单独用作光学部件并且具有高强度的多孔玻璃。而且，为了控制光学特性，特别是在采用低折射率材料的情况下，已需要在宽范围内控制孔隙率的相分离技术。

本发明提供具有高强度和低折射率的多孔玻璃、通过使用该多孔玻璃的光学部件和该多孔玻璃的制造方法。

问题的解决方案

根据本发明的多孔玻璃的制造方法包括以下步骤：在第一温度下对通过加热能够相分离并且由多种材料形成的玻璃体进行热处理以实现相分离；在比上述第一温度高的第二温度下对已在上述第一温度下进行了热处理的玻璃体进行热处理以实现相分离；和使已在上述第二温度下进行了热处理的玻璃体与水溶液接触，其中在上述第一温度下的热处理时间和在上述第二温度下的热处理时间的合计时间为7小时以上。

根据本发明的多孔玻璃具有10nm-100nm的骨架直径X和大于0.16X+32.4%且小于等于60%的孔隙率Y。

根据本发明的光学部件包括上述的多孔玻璃。

发明的有利效果

根据本发明，能够提供具有高强度和宽控制范围的低折射率的多孔玻璃。特别地，能够制备具有高强度和多孔结构的玻璃，该多孔结构具有增加的孔隙率。

附图说明

图1是实施例1中制备的多孔玻璃的表面的电子显微照片。

图2是用于解释骨架直径的图。

图3是表示实施例1-11和比较例1-8中得到的骨架直径和孔隙率之间的关系的图。

图4是比较例1中制备的多孔玻璃的表面的电子显微照片。

图5是现有技术中的多孔玻璃的表面的电子显微照片。

具体实施方式

本发明提供具有高强度并且实现低折射率的多孔玻璃、该多孔玻璃的制造方法和通过使用该多孔玻璃的光学部件。