[发明专利]透红外氧氟碲酸盐玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种透红外氧氟碲酸盐玻璃及其制备方法。

背景技术

红外窗口材料主要集中在晶体和玻璃两大类材料上，目前应用较多的红外窗口材料主要是晶体材料，如蓝宝石单晶、ZnS多晶、CaF₂晶体等。晶体作为红外窗口面临一些问题，这些问题包括制造红外窗口的昂贵成本。由于晶体生长问题，能否制备出大型晶体窗口还是个疑问，即使技术问题能够解决，这些窗口的高造价也将妨碍其广泛的应用。与晶体材料相比，透红外玻璃材料具有更大的发展优势。这是因为玻璃不仅容易制成大尺寸和复杂形状，而且成本低、制备工艺相对简单、容易加工。氧氟碲酸盐玻璃以其较宽红外透过范围、高透过率、良好的玻璃稳定性以及较低的制备成本等优势而逐渐成为当前红外窗口材料研究的热点。氧氟碲酸盐玻璃不仅可应用在光纤放大器及光调制器等光通信元器件上面，而且可制成红外罩、红外窗口、滤光片、整流罩及红外光纤等红外光学材料，这些红外光学材料因其在热成像、化学分析、传感器、红外激光传输、红外武器等军用和民用方面具有重要的应用前景而倍受人们关注。通过向氧氟碲酸盐玻璃系统中引入其它组分可以改善玻璃的形成能力及综合性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种透红外氧氟碲酸盐玻璃及其制备方法，该玻璃结合了重金属氧化物玻璃和氟化物玻璃的优点，在中红外波段具有较高的透过率，有较高的热稳定性及机械强度。

本发明技术方案：一种透红外氧氟碲酸盐玻璃，其摩尔百分比组成为：

TeO₂                            65～70mol％

ZnO                             15～20mo l％

ZnF₂                            1～5mol％

La₂O₃                           1～5mol％

Bi₂O₃                           1～5mol％。

上述透红外氧氟碲酸盐玻璃的制备方法，包括下列步骤：

(1)按照下列玻璃组成的摩尔百分比(mol％)计算出玻璃的重量百分比，然后称取原料，混合均匀，

TeO₂                           65～70mol％

ZnO                            15～20mo l％

ZnF₂                           1～5mol％

La₂O₃                          1～5mo l％

Bi₂O₃                          1～5mol％；

(2)将混合料放入铂金坩埚中熔制，温度为850～950℃，熔制过程中通入高纯氧气除水，并同时进行搅拌，熔制时间控制在15～25min；

(3)停止通氧气，继续在850～950℃下加热10～15min，以进行澄清和均化，然后将玻璃液倒入预热的模具中，制得熟料；

(4)将熟料放入铂金坩埚后转移到真空炉中进行精制，熔制温度为850～950℃，时间为10～15min，然后将玻璃液倒入预热的模具中；

(5)快速将玻璃放入已升温至转变温度(T_g)的马弗炉中，保温2小时后，以10℃/小时的速度退火至100℃左右，关闭马弗炉，降温至室温，得到所述透红外氧氟碲酸盐玻璃。

发明的有益效果：本发明通过两步熔融方法制备出一种透红外氧氟碲酸盐玻璃。该玻璃转变温度为300～350℃，热稳定性参数90～110℃，红外截至波长>6μm，红外透过率>75％，维氏硬度>380，适合于制备中红外波段的光学窗口材料。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进一步详细描述，一种透红外氧氟碲酸盐玻璃，其摩尔百分比组成为：

TeO₂                        65～70mol％

ZnO                         15～20mol％