CN102390932B - 含氟化物纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷 - Google Patents

含氟化物纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷 Download PDF

Info

Publication number
CN102390932B
CN102390932B CN 201110214741 CN201110214741A CN102390932B CN 102390932 B CN102390932 B CN 102390932B CN 201110214741 CN201110214741 CN 201110214741 CN 201110214741 A CN201110214741 A CN 201110214741A CN 102390932 B CN102390932 B CN 102390932B
Authority
CN
China
Prior art keywords
tellurate glass
oxyfluoride tellurate
fluoride
nanocrystalline
transparent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN 201110214741
Other languages
English (en)
Other versions
CN102390932A (zh
Inventor
侯朝霞
薛召露
王少洪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenyang University
Original Assignee
Shenyang University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenyang University filed Critical Shenyang University
Priority to CN 201110214741 priority Critical patent/CN102390932B/zh
Publication of CN102390932A publication Critical patent/CN102390932A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102390932B publication Critical patent/CN102390932B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

一种含氟化物纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷，其组分及其含量如下：20～55mol％TeO2、0～30mol％SiO2、10～40mol％AlF3、10～20mol％MO和5～15mol％RF，其中：MO为CaO、BaO和SrO中一种化合物，RF为NaF、LiF和KF中一种或一种以上化合物；其制备方法为：选定原料配方，将原料在行星式球磨机中均匀混料30分钟后，倒入铂金坩埚，再放入硅碳棒电阻炉中熔制，熔制温度为850～1100℃，经熔化、均化、澄清，浇注在预热的不锈钢模具上进行成型，再退火，然后放入马弗炉中进行热处理。本发明不含有对人体和环境有害的PbF2和CdF2。

Description

含氟化物纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷
技术领域
本发明涉及一种玻璃陶瓷及其制备方法。
背景技术
稀土掺杂透明氟氧化物玻璃陶瓷发光材料在数据传输、高密度数据存储、海底通信、显示技术、医疗诊断和光纤放大器及提高太阳能光电转换效率等领域有广泛的应用，尤其是上转换发光材料。而影响上转换发光的的因素有基质材料的声子能量、泵浦光子能量与激活离子或敏化离子能级之间匹配程度、基质玻璃材料的准场系数与稀土离子场系数之间的吻合度和敏化种类(直接或间接敏化上转换)及其效率等，其中最主要的因素是基质材料的声子能量。氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷具有较低的熔融温度，较低的声子能量(600～750cm-1)，较宽的红外透光范围(直到6μm)、稀土离子溶解性好、化学稳定性较好、较优异的光学性能(从波长0.4～5μm有极其低的光学损耗)和较高的折射率(约2.0)以及高的非线性折射率，与氟化物玻璃相比具有较好的稳定性。因此，含有氟化物纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷是上转换发光材料的理想基质之一。
在氟氧化物碲酸盐玻璃体系中，由于氟化物和碲酸盐本身容易析晶，增加了可控析晶制备透明玻璃陶瓷的难度。此外，近年来，氟氧化物玻璃陶瓷基质主要集中在硅酸盐、磷酸盐及锗酸盐体系，并且多含有对人体和环境有害的PbF2、CdF2等重金属氟化物。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含氟化物纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷，该透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷中不含有对人体和环境有害的PbF2和CdF2。
本发明具体的技术方案如下：
一种含有氟化物纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷，其组分及其含量如下：20～55mol％TeO2、0～30mol％SiO2、10～40mol％AlF3、10～20mol％MO和5～15mol％RF，其中：MO为CaO、BaO和SrO中一种化合物，RF为NaF、LiF和KF中一种或一种以上化合物。
一种含氟化物纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷的制备方法为：
1、根据上述含氟化物纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷的组分，选定含氟化物纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷的原料配方，按原料配方称量各原料，其中，TeO2为高纯原料，RF、SiO2、MO及AlF3均为分析纯原料；
2、将步骤1中的原料在行星式球磨机中均匀混料30分钟后，倒入铂金坩埚，并加盖；
3、将步骤2中加盖铂金坩埚放入硅碳棒电阻炉中熔制，熔制温度为850～1100℃，经熔化、均化、澄清，得到氟氧化物碲酸盐玻璃液；
4、将澄清后的氟氧化物碲酸盐玻璃液浇注在预热的不锈钢模具上进行成型，得到透明氟氧化物碲酸盐玻璃；
5、将成型后的透明氟氧化物碲酸盐玻璃迅速放入已升温至玻璃转变温度附近的马弗炉中退火以消除应力，退火程序是：先保温2小时，然后随炉降至室温；
6、将退火后的透明氟氧化物碲酸盐玻璃放入马弗炉中，以5～9℃/分钟的升温速率，升温至390～410℃，保温3～6小时，再以5～9℃/分钟的升温速率，升温至430～480℃，保温4～8小时，最终获得含氟化物纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷。
本发明提供一种含氟化物纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷，该透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷中不含有对人体和环境有害的PbF2和CdF2。该透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷集碲酸盐玻璃和氟化物单晶的优异性能于一身，与单晶基质相比，该透明玻璃陶瓷制备工艺简单、成本低、稀土离子掺杂浓度高；与碲酸盐玻璃相比，由于基质玻璃中微晶相的析出提高了材料的热导率和抗热震性能。该透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷是理想的上转换发光基质材料。
附图说明
图1是本发明含有氟化钙纳米晶透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷的XRD图谱。
图2是本发明含有氟化钙纳米晶透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷的SEM照片。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。给出本发明10个具体实施例的玻璃配方及其成玻璃陶瓷情况。
表1
Figure BDA0000079330090000021
实施例1
一种含氟化钙纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷，按照表1中第1组选定含氟化物纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷原料配方，即30TeO2-15SiO2-30AlF3-15CaO-10NaF(mol％)。其制备方法为：
1、根据上述含氟化钙纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷的组分，选定含氟化物纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷的原料配方，按原料配方称量各原料，其中，TeO2为高纯原料，NaF、SiO2、CaO及AlF3为分析纯原料；
2、在行星式球磨机中均匀混料30分钟后，倒入铂金坩埚，并加盖；
3、将步骤2中加盖铂金坩埚放入硅碳棒电阻炉中熔制，熔制温度860℃，原料完全熔化，然后于1010℃均化、澄清，得到氟氧化物碲酸盐玻璃液；
4、将澄清后的氟氧化物碲酸盐玻璃液浇注在预热的不锈钢模具上，得到透明氟氧化物碲酸盐玻璃；
5、将成型后的透明氟氧化物碲酸盐玻璃迅速放入已升温至玻璃转变温度附近的马弗炉中退火以消除应力，退火程序是：先保温2小时，然后随炉降至室温；
6、将退火后的透明氟氧化物碲酸盐玻璃放入马弗炉中，以5～9℃/分钟的升温速率，升温至390℃，保温5小时，再以5～9℃/分钟的升温速率，升温至430℃，保温5小时，最终获得含氟化钙纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷。
该实施例配方下制备的氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷样品的XRD图谱详见说明书附图图1，由图1可见明显的玻璃馒头峰，同时有微弱的析晶衍射峰存在，说明体系中有玻璃相和微晶相共存，所制备的材料为玻璃陶瓷。经与JSPDF标准样品的谱图(卡片03-065-0535)对比，确定该氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷体系中析出唯一氟化钙晶相。
该实施例配方下制备的氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷样品的SEM图谱详见说明书附图图2，由图2可见，该氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷体系中均匀析出晶粒尺寸在45nm左右的球形氟化钙纳米晶。
实施例2
一种含氟化钡纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷，按照表1中第2组选定含氟化物纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷原料配方，即25TeO2-15SiO2-35AlF3-15BaO-10NaF(mol％)。其制备方法为：
1、根据上述含氟化钡纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷的组分，选定含氟化物纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷的原料配方，按原料配方称量各原料，其中，TeO2为高纯原料，NaF、SiO2、BaO及AlF3为分析纯原料；
2、在行星式球磨机中均匀混料30分钟后，倒入铂金坩埚，并加盖；
3、将步骤2中加盖铂金坩埚放入硅碳棒电阻炉中熔制，熔制温度900℃，原料完全熔化，然后于1050℃均化、澄清，得到氟氧化物碲酸盐玻璃液；
4、将澄清后的氟氧化物碲酸盐玻璃液浇注在预热的不锈钢模具上，得到透明氟氧化物碲酸盐玻璃；
5、将成型后的透明氟氧化物碲酸盐玻璃迅速放入已升温至玻璃转变温度附近的马弗炉中退火以消除应力，退火程序是：先保温2小时，然后随炉降至室温；
6、将退火后的透明氟氧化物碲酸盐玻璃放入马弗炉中，以5～9℃/分钟的升温速率，升温至400℃，保温5小时，再以5～9℃/分钟的升温速率，升温至450℃，保温6小时，最终获得含氟化钡纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷。
实施例3
一种含氟化钙纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷，按照表1中第5组选定含氟化物纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷原料配方，即35TeO2-15SiO2-25AlF3-15CaO-5NaF-5LiF(mol％)。其制备方法为：
1、根据上述含氟化钙纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷的组分，选定含氟化物纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷的原料配方，按原料配方称量各原料，其中，TeO2为高纯原料，NaF、LiF、SiO2、CaO及AlF3为分析纯原料；
2、在行星式球磨机中均匀混料30分钟后，倒入铂金坩埚，并加盖；
3、将步骤2中加盖铂金坩埚放入硅碳棒电阻炉中熔制，熔制温度950℃，原料完全熔化，然后于1100℃均化、澄清，得到氟氧化物碲酸盐玻璃液；
4、将澄清后的氟氧化物碲酸盐玻璃液浇注在预热的不锈钢模具上，得到透明氟氧化物碲酸盐玻璃；
5、将成型后的透明氟氧化物碲酸盐玻璃迅速放入已升温至玻璃转变温度附近的马弗炉中退火以消除应力，退火程序是：先保温2小时，然后随炉降至室温；
6、将退火后的透明氟氧化物碲酸盐玻璃放入马弗炉中，以5～9℃/分钟的升温速率，升温至410℃，保温5小时，再以5～9℃/分钟的升温速率，升温至420℃，保温5小时，最终获得含氟化钙纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷。
实施例4
一种含氟化钙纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷，按照表1中第7组选定含氟化物纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷原料配方，即35TeO2-20SiO2-20AlF3-15CaO-10NaF(mol％)。其制备方法为：
1、根据上述含氟化钙纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷的组分，选定含氟化物纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷的原料配方，按原料配方称量各原料，其中，TeO2为高纯原料，NaF、SiO2、CaO及AlF3为分析纯原料；
2、在行星式球磨机中均匀混料30分钟后，倒入铂金坩埚，并加盖；
3、将步骤2中加盖铂金坩埚放入硅碳棒电阻炉中熔制，熔制温度960℃，原料完全熔化，然后于1060℃均化、澄清，得到氟氧化物碲酸盐玻璃液；
4、将澄清后的氟氧化物碲酸盐玻璃液浇注在预热的不锈钢模具上，得到透明氟氧化物碲酸盐玻璃；
5、将成型后的透明氟氧化物碲酸盐玻璃迅速放入已升温至玻璃转变温度附近的马弗炉中退火以消除应力，退火程序是：先保温2小时，然后随炉降至室温；
6、将退火后的透明氟氧化物碲酸盐玻璃放入马弗炉中，以5～9℃/分钟的升温速率，升温至410℃，保温5小时，再以5～9℃/分钟的升温速率，升温至450℃，保温4小时，最终获得含氟化钙纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷。
实施例5
一种含氟化锶纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷，按照表1中第10组选定含氟化物纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷原料配方，即35TeO2-20SiO2-20AlF3-15SrO-5NaF-5LiF(mol％)。其制备方法为：
1、根据上述含氟化锶纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷的组分，选定含氟化物纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷的原料配方，按原料配方称量各原料，其中，TeO2为高纯原料，NaF、LiF、SiO2、SrO及AlF3为分析纯原料；
2、在行星式球磨机中均匀混料30分钟后，倒入铂金坩埚，并加盖；
3、将步骤2中加盖铂金坩埚放入硅碳棒电阻炉中熔制，熔制温度980℃，原料完全熔化，然后于1070℃均化、澄清，得到氟氧化物碲酸盐玻璃液；
4、将澄清后的氟氧化物碲酸盐玻璃液浇注在预热的不锈钢模具上，得到透明氟氧化物碲酸盐玻璃；
5、将成型后的透明氟氧化物碲酸盐玻璃迅速放入已升温至玻璃转变温度附近的马弗炉中退火以消除应力，退火程序是：先保温2小时，然后随炉降至室温；
6、将退火后的透明氟氧化物碲酸盐玻璃放入马弗炉中，以5～9℃/分钟的升温速率，升温至410℃，保温5小时，再以5～9℃/分钟的升温速率，升温至450℃，保温6小时，最终获得含氟化锶纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷。

Claims (2)

1.一种含氟化物纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷，其特征是：其组分及其含量如下：20～55mol%TeO2、0～30mol%SiO2、10～40mol%AlF3、10～20mol%MO和5～15mol%RF，其中：MO为CaO、BaO和SrO中一种化合物，RF为NaF、LiF和KF中一种以上化合物。
2.根据权利要求1所述的一种含氟化物纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷，其特征是：其制备方法为：（1）、根据上述含氟化物纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷的组分，选定含氟化物纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷的原料配方，按原料配方称量各原料，其中，TeO2为高纯原料，RF、SiO2、MO及AlF3均为分析纯原料；（2）、将步骤1中的原料在行星式球磨机中均匀混料30分钟后，倒入铂金坩埚，并加盖；（3）、将步骤2中加盖铂金坩埚放入硅碳棒电阻炉中熔制，熔制温度为850～1100℃，经熔化、均化、澄清，得到氟氧化物碲酸盐玻璃液；（4）、将澄清后的氟氧化物碲酸盐玻璃液浇注在预热的不锈钢模具上进行成型，得到透明氟氧化物碲酸盐玻璃；（5）、将成型后的透明氟氧化物碲酸盐玻璃迅速放入已升温至玻璃转变温度的马弗炉中退火以消除应力，退火程序是：先保温2小时，然后随炉降至室温；（6）、将退火后的透明氟氧化物碲酸盐玻璃放入马弗炉中，以5～9℃/分钟的升温速率，升温至390～410℃，保温3～6小时，再以5～9℃/分钟的升温速率，升温至430～480℃，保温4～8小时，最终获得含氟化物纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷。
CN 201110214741 2011-07-28 2011-07-28 含氟化物纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷 Expired - Fee Related CN102390932B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110214741 CN102390932B (zh) 2011-07-28 2011-07-28 含氟化物纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110214741 CN102390932B (zh) 2011-07-28 2011-07-28 含氟化物纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102390932A CN102390932A (zh) 2012-03-28
CN102390932B true CN102390932B (zh) 2013-06-05

Family

ID=45858341

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201110214741 Expired - Fee Related CN102390932B (zh) 2011-07-28 2011-07-28 含氟化物纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102390932B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104445957A (zh) * 2014-11-17 2015-03-25 沈阳大学 一种氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷
CN106220179A (zh) * 2016-07-10 2016-12-14 九江学院 一种Ba2LaF7:Er3+上转换透明陶瓷的制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1522979A (zh) * 2003-09-05 2004-08-25 中国科学院上海光学精密机械研究所 透红外的氧氟化物玻璃
CN101412581A (zh) * 2008-11-11 2009-04-22 上海应用技术学院 透红外多元氧卤碲酸盐玻璃及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1522979A (zh) * 2003-09-05 2004-08-25 中国科学院上海光学精密机械研究所 透红外的氧氟化物玻璃
CN101412581A (zh) * 2008-11-11 2009-04-22 上海应用技术学院 透红外多元氧卤碲酸盐玻璃及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TeO2-AlF3氟碲酸盐玻璃的性质和结构;袁新强等;《硅酸盐学报》;20051231;第33卷(第12期);1494-1498 *
袁新强等.TeO2-AlF3氟碲酸盐玻璃的性质和结构.《硅酸盐学报》.2005,第33卷(第12期),1494-1498.

Also Published As

Publication number Publication date
CN102390932A (zh) 2012-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102603194A (zh) 析出β-NaGdF4纳米晶的稀土掺杂微晶玻璃及其制备方法
CN101239783A (zh) 稀土掺杂氧氟碲酸盐微晶玻璃及其制备方法
CN110040967B (zh) 具有单色上转换发光特性的透明微晶玻璃及制备方法
CN101723594A (zh) 稀土离子掺杂的透明氧氟锗酸盐微晶玻璃及其制备方法
CN101265026B (zh) 一种析出La2O3纳米晶的微晶玻璃及其制备方法
CN102765883A (zh) 一种钇铝石榴石微晶玻璃的制备方法
CN102390932B (zh) 含氟化物纳米晶的透明氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷
Bai et al. Non-isothermal crystallization kinetics of stoichiometric lithium disilicate-based glasses with Al2O3 additives
CN106977095A (zh) 一种无水氧卤碲酸盐玻璃及其制备方法
CN101293737A (zh) 一种高发射截面的掺镱氟磷酸盐激光玻璃及其制备方法
CN108892375B (zh) 一种硅锗酸盐玻璃及其制备方法
CN108409148B (zh) 红外非相干LED激发的上转换NaLuF4玻璃陶瓷及其制备方法
CN109354417A (zh) 一种析出NaTbF4纳米晶的锗硅酸盐微晶玻璃及其制备方法
CN1209309C (zh) 氧氟碲酸盐玻璃及其制备方法
CN102351423B (zh) 一种低热膨胀高热稳定性的碲酸盐玻璃及其制备方法
CN109369024A (zh) 一种析出BaEuF5纳米晶的锗硅酸盐微晶玻璃及其制备方法
CN105152537A (zh) 一种稀土掺杂多孔氟氧硅酸盐玻璃陶瓷及其制备方法
CN101412586A (zh) 透红外氧卤碲酸盐微晶玻璃及其制备方法
CN103723919A (zh) 低羟基含量的氟氧玻璃及其制备方法
CN103058516A (zh) 高浓度铒离子掺杂中红外2.7μm发光碲钨酸盐玻璃
CN100584785C (zh) 透红外的无铅氧卤碲酸盐玻璃及其制备方法
CN101412581B (zh) 透红外多元氧卤碲酸盐玻璃及其制备方法
CN104445957A (zh) 一种氟氧化物碲酸盐玻璃陶瓷
CN102358681B (zh) 透明氟氧化物碲酸盐玻璃
CN102515514B (zh) 一种透明碲酸盐玻璃

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130605

Termination date: 20140728

EXPY Termination of patent right or utility model