CN106430951A - 一种氧化碲和氟化锑系统基质玻璃及其制备方法 - Google Patents

一种氧化碲和氟化锑系统基质玻璃及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106430951A
CN106430951A CN201610900895.3A CN201610900895A CN106430951A CN 106430951 A CN106430951 A CN 106430951A CN 201610900895 A CN201610900895 A CN 201610900895A CN 106430951 A CN106430951 A CN 106430951A
Authority
CN
China
Prior art keywords
glass
tellurium oxide
antimony fluoride
fluorotellurite
antimony
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.)
Granted
Application number
CN201610900895.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106430951B (zh
Inventor
李焕勇
张家豪
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.)
Northwestern Polytechnical University
Original Assignee
Northwestern Polytechnical 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 Northwestern Polytechnical University filed Critical Northwestern Polytechnical University
Priority to CN201610900895.3A priority Critical patent/CN106430951B/zh
Publication of CN106430951A publication Critical patent/CN106430951A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106430951B publication Critical patent/CN106430951B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/32—Non-oxide glass compositions, e.g. binary or ternary halides, sulfides or nitrides of germanium, selenium or tellurium
    • C03C3/325—Fluoride glasses
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B19/00—Other methods of shaping glass
    • C03B19/02—Other methods of shaping glass by casting molten glass, e.g. injection moulding

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

本发明涉及一种氟碲酸盐玻璃及其制备方法，成分比例简单易得，稳定性良好，并且引入的氟化锑中，作为重金属的锑离子可以明显改善碲酸盐系统的玻璃形成能力，并提高系统光学吸收能力，导致玻璃系统的红外截止向长波波段偏移，进而得到优良的光学性能，是一种优良的氧氟碲酸盐基质玻璃。本发明的涉及的氟碲酸盐玻璃成玻璃范围较小，由于TeO2和SbF3配比适中，玻璃的析晶倾向小，具有良好的物理化学稳定性，可以作为掺杂稀土离子的基体玻璃，也可通过添加其它氟化物或氧化物组成新的玻璃系统，具有良好的发展和技术应用前景。

Description

一种氧化碲和氟化锑系统基质玻璃及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种氟碲酸盐玻璃及其制备方法，具体涉及一种氧化碲和氟化锑系统基质玻璃及其制备方法。
背景技术
碲酸盐玻璃通常具有声子能量低,能降低多声子弛豫方式产生的非辐射跃迁几率而提高其量子效率,并且有较高的折射率、高的绝缘系数、低熔化温度和较宽的红外传输范围等优良性能,因而在光通信、低熔点玻璃领域具有广泛的技术应用。
相较之传统的硅酸盐系统玻璃，碲酸盐系统玻璃比具有高的稀土离子溶解度，其稳定性与耐腐蚀性也优于氟化物玻璃，是理想的上转换发光基质材料。将氟化物引入碲酸盐玻璃中形成氟碲酸盐玻璃系统，可以使其在较低的声子能量方面更具有优势，在不影响玻璃的机械性能的前提下，有望得到更强的发光。因此，一种良好的氟碲酸盐玻璃系统可以作为稀土离子掺杂基质，进而获得更多优良的光学性能。另外，作为重金属的锑离子可以明显改善碲酸盐系统的玻璃形成能力，并提高系统光学吸收能力，导致玻璃系统的红外截止向长波波段偏移。
国际上虽然有多篇关于碲酸盐玻璃的专利：
1、JHA A,RICHARDS B D O,“Glass used as phosphor or gain medium usedfor laser assembly comprises dysprosium-doped tellurite or germanate whichhas fluorescence peak in mid-infrared spectrum”WO2014147398-A1；
2、KIM M,PARK J,HYUN W,et al“Encapsulation sheet useful to formencapsulation layer that is used to manufacture organic light emittingdisplay device,comprises a carrier film,and a first sheet formed on thecarrier film and comprising e.g.tin fluorophosphates glass”US2014065344-A1；
3、CHURBANOV M F,DIANOV E M,DOROFEEV V V,et al,“Method of producinghigh-purity tellurite glass for fiber optics,involves oxidating volatilecompounds of starting components with oxygen in gas phase,and carrying outoxidation and deposition of reaction products inside support tube”RU2455243-C1；
分别介绍了三种不同系统的碲酸盐玻璃及其制备方法和应用前景，但以上专利不涉及氧化碲和氟化锑系统玻璃。
另外，虽然有多篇研究文献也研究了不同系统碲酸盐玻璃，如文献1“Ondrejet al.Influence of composition and preparation conditions on somephysical properties of TeO2–Sb2O3–PbCl2Glasses[J].Journal of Non-CrystallineSolids,Volume 377,2013,Pages 74–78”中涉及氧化碲和氧化锑系统玻璃。文献2“FT-IRand Raman spectroscopic studies of ZnF2–ZnO–As2O3–TeO2glasses[J]Journal ofTaibah University for Science,Volume 10,Issue 3,May 2016,Pages 329–339”中涉及氧化碲与氟化锌等的系统玻璃。
目前已报道的碲酸盐的玻璃转变温度较低、热稳定性差、玻璃容易析晶和分相，进而导致玻璃脆性大、易开裂、难以制备大块玻璃。虽然有少数研究得到一些含氟碲酸盐玻璃，但大多比例成分复杂且稳定性不好，不宜批量重复制备和保存，阻碍其进一步的应用。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种氧化碲和氟化锑系统基质玻璃及其制备方法，并以期作为稀土离子或其它氧化物及氟化物掺杂的基质玻璃系统，获得更多优良的光学性能。
技术方案
一种氧化碲和氟化锑系统基质玻璃，其特征在于氧化碲和氟化锑系统玻璃的摩尔百分比组成为：种TeO2：70～80mol％，SbF3：20～30mol％，两者组分和为100mol％。
所述氧化碲和氟化锑为分析纯级氟化锑和氧化碲粉末原料。
一种制备所述氧化碲和氟化锑系统基质玻璃的方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：将氟化锑和氧化碲按物质的量百分比TeO2:SbF3＝(0.7～0.8):(0.2～0.3)研磨混合后放入到坩埚中；
步骤2：将玻璃熔制炉升温至900～1100℃时，将装有配料的坩埚放入，用搅拌器以20转/min搅拌熔体，并保温30～60min；得到碲酸盐玻璃熔体；
步骤3：取出坩埚，将坩埚内的玻璃熔体浇铸在模具上，并在5分钟内将凝固的玻璃放入温度为250～300℃的马弗炉中退火保温2h，保温结束后随炉冷却至室温。得到TeO2-SbF3系统氟碲酸盐玻璃。
步骤2中所述玻璃熔制炉的升温速率为10～20℃/min。
有益效果
本发明提出的一种氧化碲和氟化锑系统基质玻璃及其制备方法，成分比例简单易得，稳定性良好，并且引入的氟化锑中，作为重金属的锑离子可以明显改善碲酸盐系统的玻璃形成能力，并提高系统光学吸收能力，导致玻璃系统的红外截止向长波波段偏移，进而得到优良的光学性能，是一种优良的氧氟碲酸盐基质玻璃。
本发明的涉及的氟碲酸盐玻璃成玻璃范围较小，由于TeO2和SbF3配比适中，玻璃的析晶倾向小，具有良好的物理化学稳定性，可以作为掺杂稀土离子的基体玻璃，也可通过添加其它氟化物或氧化物组成新的玻璃系统，具有良好的发展和技术应用前景。
具体实施方式
现结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1
步骤1原料称量与混合
按物质的量百分比TeO2:SbF3＝0.3:0.7分别称取分析纯级氟化锑2.8克和氧化碲粉末6.0克，经研磨混合均匀后将混合料放入到刚玉坩埚中。
步骤2氟碲酸盐系统玻璃熔制
将玻璃熔制炉以10℃/min升温至900℃时，将装有配料的刚玉坩埚放入玻璃熔制炉，用搅拌器以20转/min搅拌熔体，并保温60min；得到氟碲酸盐玻璃熔体，保温结束后，将坩埚取出，将澄清的玻璃熔体浇铸在不锈钢模具上，并在5分钟内将凝固的玻璃放入温度为250℃的马弗炉中退火保温2h，保温结束后随炉冷却至室温。取出得到TeO2-SbF3系统氟碲酸盐玻璃。
实施例2
步骤1原料称量与混合
按物质的量百分比TeO2:SbF3＝0.25:0.75分别称取分析纯级氟化锑2.23克和氧化碲粉末6.2克，经研磨混合均匀后将混合料放入到刚玉坩埚中。
步骤2碲酸盐系统玻璃熔制
将玻璃熔制炉以20℃/min升温至1100℃时，将装有配料的刚玉坩埚放入玻璃熔制炉，用搅拌器以20转/min搅拌熔体，并保温30min；得到氟碲酸盐玻璃熔体，保温结束后，将坩埚取出，将澄清的玻璃熔体浇铸在不锈钢模具上，并在5分钟内将凝固的玻璃放入温度为300℃的马弗炉中退火保温2h，保温结束后随炉冷却至室温。取出得到TeO2-SbF3系统氟碲酸盐玻璃。
实施例3
步骤1原料称量与混合
按物质的量百分比TeO2:SbF3＝0.2:0.8分别称取分析纯级氟化锑1.6克和氧化碲粉末6.8克，经研磨混合均匀后将混合料放入到刚玉坩埚中。
步骤2碲酸盐系统玻璃熔制
将玻璃熔制炉以15℃/min升温至1000℃时，将装有配料的刚玉坩埚放入玻璃熔制炉，用搅拌器以20转/min搅拌熔体，并保温40min；得到氟碲酸盐玻璃熔体，保温结束后，将坩埚取出，将澄清的玻璃熔体浇铸在不锈钢模具上，并在5分钟内将凝固的玻璃放入温度为280℃的马弗炉中退火保温2h，保温结束后随炉冷却至室温。取出得到TeO2-SbF3系统氟碲酸盐玻璃。
以上的具体数值是通过大量实验经过经验总结摸索出来的，例如：熔制温度在900～1100℃，保温时间30～60min，低于范围则熔制不完全、玻璃内会有气泡或没有熔融的杂质；高于该范围则会造成能源浪费，并对坩埚带来不必要的过度侵蚀。

Claims (4)

1.一种氧化碲和氟化锑系统基质玻璃，其特征在于氧化碲和氟化锑系统玻璃的摩尔百分比组成为：种TeO2：70～80mol％，SbF3：20～30mol％，两者组分和为100mol％。
2.根据权利要求1所述氧化碲和氟化锑系统基质玻璃，其特征在于：所述氧化碲和氟化锑为分析纯级氟化锑和氧化碲粉末原料。
3.一种制备权利要求1或2所述氧化碲和氟化锑系统基质玻璃的方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：将氟化锑和氧化碲按物质的量百分比TeO2:SbF3＝(0.7～0.8):(0.2～0.3)研磨混合后放入到坩埚中；
步骤2：将玻璃熔制炉升温至900～1100℃时，将装有配料的坩埚放入，用搅拌器以20转/min搅拌熔体，并保温30～60min；得到碲酸盐玻璃熔体；
步骤3：取出坩埚，将坩埚内的玻璃熔体浇铸在模具上，并在5分钟内将凝固的玻璃放入温度为250～300℃的马弗炉中退火保温2h，保温结束后随炉冷却至室温。得到TeO2-SbF3系统氟碲酸盐玻璃。
4.根据权利要求3所述方法，其特征在于：步骤2中所述玻璃熔制炉的升温速率为10～20℃/min。
CN201610900895.3A 2016-10-17 2016-10-17 一种氧化碲和氟化锑系统基质玻璃及其制备方法 Expired - Fee Related CN106430951B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610900895.3A CN106430951B (zh) 2016-10-17 2016-10-17 一种氧化碲和氟化锑系统基质玻璃及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610900895.3A CN106430951B (zh) 2016-10-17 2016-10-17 一种氧化碲和氟化锑系统基质玻璃及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106430951A true CN106430951A (zh) 2017-02-22
CN106430951B CN106430951B (zh) 2019-06-04

Family

ID=58174193

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610900895.3A Expired - Fee Related CN106430951B (zh) 2016-10-17 2016-10-17 一种氧化碲和氟化锑系统基质玻璃及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106430951B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108529875A (zh) * 2018-06-04 2018-09-14 西北工业大学 一种三元系统多颜色玻璃及制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030161599A1 (en) * 2000-08-14 2003-08-28 Broderick Neil Gregory Raphael Holey optical fibres of non-silica based glass
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
CN101239783A (zh) * 2008-03-12 2008-08-13 中国科学院上海光学精密机械研究所 稀土掺杂氧氟碲酸盐微晶玻璃及其制备方法
CN102358681A (zh) * 2011-07-28 2012-02-22 沈阳大学 透明氟氧化物碲酸盐玻璃

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030161599A1 (en) * 2000-08-14 2003-08-28 Broderick Neil Gregory Raphael Holey optical fibres of non-silica based glass
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
CN101239783A (zh) * 2008-03-12 2008-08-13 中国科学院上海光学精密机械研究所 稀土掺杂氧氟碲酸盐微晶玻璃及其制备方法
CN102358681A (zh) * 2011-07-28 2012-02-22 沈阳大学 透明氟氧化物碲酸盐玻璃

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108529875A (zh) * 2018-06-04 2018-09-14 西北工业大学 一种三元系统多颜色玻璃及制备方法
CN108529875B (zh) * 2018-06-04 2021-07-27 西北工业大学 一种三元系统多颜色玻璃及制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106430951B (zh) 2019-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Nalin et al. Antimony oxide based glasses
Shinozaki et al. High quantum yield and low concentration quenching of Eu3+ emission in oxyfluoride glass with high BaF2 and Al2O3 contents
Stambouli et al. Energy transfer induced Eu3+ photoluminescence enhancement in tellurite glass
Dousti et al. Er3+-doped zinc tellurite glasses revisited: Concentration dependent chemical durability, thermal stability and spectroscopic properties
CN103666475A (zh) 一种稀土掺杂玻璃频率转换发光材料及制备方法
Zhang et al. Effects of GeO2 on the thermal stability and optical properties of Er3+/Yb3+-codoped oxyfluoride tellurite glasses
JP2002510595A (ja) 光学活性を有する酸化アンチモンガラス
CN100513339C (zh) 掺杂稀土的镓锗铋铅发光玻璃材料及其制备方法和应用
Cheng et al. Thermal stability and optical properties of a novel Tm3+ doped fluorotellurite glass
Machado et al. Erbium 1.55 μm luminescence enhancement due to copper nanoparticles plasmonic activity in tellurite glasses
Wang et al. Glass‐forming regions and enhanced 2.7 μm emission by Er3+ heavily doping in TeO2–Ga2O3–R2O (or MO) glasses
CN103011593A (zh) 中红外2.7μm发光的铒钕离子共掺杂碲氟化物玻璃
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
CN110240404B (zh) 一种碲酸盐透红外玻璃及其制备方法
CN102887641B (zh) 一种Bi2O3-SiO2体系的玻璃及其制备方法
CN101121574B (zh) 一种掺铥锗酸盐激光玻璃及其制备方法
CN106430951A (zh) 一种氧化碲和氟化锑系统基质玻璃及其制备方法
CN108892375B (zh) 一种硅锗酸盐玻璃及其制备方法
CN105271727A (zh) 铒掺杂中红外发光氟锆锌基玻璃及其制备方法
Liao et al. Stability against crystallization and spectroscopic properties of Tm3+ doped fluorophosphate glasses
CN103058516A (zh) 高浓度铒离子掺杂中红外2.7μm发光碲钨酸盐玻璃
Farahinia et al. Optical properties and luminescence behavior of Tb3+-Doped SiO2–Al2O3–BaO–BaF2 oxyfluoride glasses and glass ceramics
Rao et al. Upconversion luminescence in Er3+/Yb3+ codoped lead bismuth indium borate glasses
CN103708726B (zh) 一种顺磁性旋光玻璃及其制备方法
Yusof et al. Modified absorption features of titania-erbium incorporated plasmonic tellurite glass system

Legal Events

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

Granted publication date: 20190604

Termination date: 20191017

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee