CN114195391A - 一种钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及微晶玻璃技术领域，尤其涉及一种钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃及其制备方法。所述制备方法包括：A)将摩尔比为20～50：8～50：9～23：2～16：0.002～0.5：0.003～0.9：0.002～0.7的SiO2、Al2O3、ZnO、TiO2、CoO、NiO和Mn2O3混合，熔化后，凝固成型；B)将凝固成型后的样品在540～560℃保温，再以0.8～1.2℃/min冷却至190～210℃后，自然冷却，得到玻璃样品；C)将所述玻璃样品切片，抛光，成核，析晶，得到钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃；所述析晶在电场存在的条件下进行。得到的纳米晶玻璃的透光性和力学性能较优。
Description
技术领域
本发明涉及微晶玻璃技术领域，尤其涉及一种钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃及其制备方法。
背景技术
锰、钴、镍掺杂ZnAl2O4尖晶石纳米玻璃主要应用于光学领域。玻璃在我们的生活中应用非常广泛，在建筑，医疗用品以及光学仪器上都有许多应用前景。同时尖晶石纳米玻璃具有优秀的力学性能，能够用于应用于强度器件。在传统的透明微晶玻璃制备过程中，需要通过不断调控尖晶石的组分，得到合适尺寸的尖晶石纳米玻璃，因此需要对玻璃的组分进行多次调控，非常消耗时间。同时为了获得高强度的尖晶石纳米玻璃，长时间的热处理的是必须的，然而这样就可能导致玻璃内部的晶体不断长大，晶体尺寸较大与玻璃相的膨胀系数不匹配会造成玻璃在使用过程中出现裂纹，降低玻璃的使用寿命。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃及其制备方法，本发明提供的钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃的透光性和力学性能较优。
本发明提供了一种钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃的制备方法，包括以下步骤：
A)将包括SiO2、Al2O3、ZnO、TiO2、CoO、NiO和Mn2O3的原料混合，熔化后，凝固成型；
所述SiO2、Al2O3、ZnO、TiO2、CoO、NiO和Mn2O3的摩尔比为20～50：8～50：9～23：2～16：0.002～0.5：0.003～0.9：0.002～0.7；
B)将凝固成型后的样品在540～560℃保温，再以0.8～1.2℃/min冷却至190～210℃后，自然冷却，得到玻璃样品；
C)将所述玻璃样品切片，抛光，成核，析晶，得到钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃；
所述析晶在电场存在的条件下进行。
优选的，步骤A)中，所述熔化的温度为1550～1650℃。
优选的，步骤A)中，所述熔化前，还包括：
将所述混合后的原料在1300～1400℃下预热，然后升温至熔化的温度；
所述升温的速率为8～12℃/min。
优选的，步骤A)中，所述凝固成型的温度为200～300℃。
优选的，步骤B)中，所述保温的时间为1.5～2.5h。
优选的，步骤B)中，所述自然冷却后的温度为室温。
优选的，步骤C)中，所述成核的温度为620～700℃，时间为1～3h。
优选的，步骤C)中，电场的电压为500～2000V，电压的频率为50～1000Hz。
优选的，步骤C)中，所述析晶的温度为760～880℃，时间为2～4h。
本发明还提供了一种上文所述的制备方法制得的钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃。
本发明提供了一种钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃的制备方法，包括以下步骤：A)将包括SiO2、Al2O3、ZnO、TiO2、CoO、NiO和Mn2O3的原料混合，熔化后，凝固成型；所述SiO2、Al2O3、ZnO、TiO2、CoO、NiO和Mn2O3的摩尔比为20～50：8～50：9～23：2～16：0.002～0.5：0.003～0.9：0.002～0.7；B)将凝固成型后的样品在540～560℃保温，再以0.8～1.2℃/min冷却至190～210℃后，自然冷却，得到玻璃样品；C)将所述玻璃样品切片，抛光，成核，析晶，得到钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃；所述析晶在电场存在的条件下进行。本发明通过控制控制Zn与Ti元素比例来获得足够多ZnTiO3晶核，再利用电场调控高场强Ti离子分布，使得ZnTiO3晶核在维持较多数量的同时能够均匀分布。同时电场能够提高离子跃迁速率，锰，钴，镍能够固溶到ZnAl2O4中。由于电场的瞬时引入可以实现在晶体生长过程能量补充来实现微晶玻璃析晶阶段的晶体调控，通过上述方式来实现对于微晶玻璃中的晶体的大小的调控，从而制备高结晶度，高透过，具有优秀发光性能和力学性能的尖晶石纳米玻璃。
附图说明
图1为本发明实施例1的钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃的XRD图；
图2为本发明实施例1的钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃的SEM图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃的制备方法，包括以下步骤：
A)将包括SiO2、Al2O3、ZnO、TiO2、CoO、NiO和Mn2O3的原料混合，熔化后，凝固成型；
所述SiO2、Al2O3、ZnO、TiO2、CoO、NiO和Mn2O3的摩尔比为20～50：8～50：9～23：2～16：0.002～0.5：0.003～0.9：0.002～0.7；
B)将凝固成型后的样品在540～560℃保温，再以0.8～1.2℃/min冷却至190～210℃后，自然冷却，得到玻璃样品；
C)将所述玻璃样品切片，抛光，成核，析晶，得到钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃；
所述析晶在电场存在的条件下进行。
步骤A)中：
在本发明的某些实施例中，所述SiO2、Al2O3、ZnO、TiO2、CoO、NiO和Mn2O3的摩尔比为20～50：8～50：9～23：2～16：0.002～0.5：0.003～0.9：0.002～0.7。在某些实施例中，所述SiO2、Al2O3、ZnO、TiO2、CoO、NiO和Mn2O3的摩尔比为25：50：23：2：0.002：0.003：0.002、50：25：9：16：0.5：0.9：0.7、50：25：14.6：10.4：0.02：0.04：0.06、50：25：17.6：7.4：0.05：0.1：0.3、50：25：19：2：0.08：0.07：0.08或50：25：10.3：14.7：0.05：0.3：0.009。
在本发明的某些实施例中，混合后的原料升温至熔化的温度的速率为8～12℃/min。在某些实施例中，所述升温的速率为10℃/min。
在本发明的某些实施例中，所述熔化前，还包括：
将所述混合后的原料在1300～1400℃下预热，然后升温至熔化的温度。
所述升温的速率为8～12℃/min。
在本发明的某些实施例中，所述预热的温度为1350℃。在某些实施例中，所述升温的速率为10℃/min。
在本发明的某些实施例中，所述熔化的温度为1550～1650℃。在本发明的某些实施例中，所述熔化的时间为2.5～3.5h。在某些实施例中，所述熔化的温度为1600℃，时间为3h。
在本发明的某些实施例中，所述凝固成型的温度为200～300℃。在某些实施例中，所述凝固成型的温度为250℃。在某些实施例中，所述凝固成型在铁板上进行。
步骤B)中：
在本发明的某些实施例中，所述保温的温度为550℃。在本发明的某些实施例中，所述保温的时间为1.5～2.5h。在某些实施例中，所述保温的时间为2h。所述保温可以消除玻璃样品的内应力。
在本发明的某些实施例中，所述冷却的速率为1℃/min。
在本发明的某些实施例中，所述冷却后的温度为200℃。
在本发明的某些实施例中，所述自然冷却后的温度为室温。
在本发明的某些实施例中，所述步骤B)在退火炉中进行。
步骤C)中：
在本发明的某些实施例中，所述切片后的薄片尺寸为2cm×2cm×0.5cm。在某些实施例中，所述切片采用线切割机。
在本发明的某些实施例中，所述抛光为将薄片的上下表面抛光成镜面。
在本发明的某些实施例中，所述抛光后，还包括：升温至成核温度。所述升温的速率为8～12℃/min。在某些实施例中，所述升温的速率为10℃/min。
在本发明的某些实施例中，所述成核的温度为620～700℃，时间为1～3h。在某些实施例中，所述成核的温度为650℃或620℃，时间为2h。
在本发明的某些实施例中，所述成核后，还包括：升温至析晶温度。所述升温的速率为8～12℃/min。在某些实施例中，所述升温的速率为10℃/min。
在本发明的某些实施例中，电场的电压为500～2000V，电压的频率为50～1000Hz。在某些实施例中，电场的电压为500V、1000V或2000V，电压的频率为50Hz、300Hz、1000Hz或500Hz。
在本发明的某些实施例中，所述析晶的温度为760～880℃，时间为2～4h。在某些实施例中，所述析晶的温度为780℃、800℃、880℃或760℃，时间为2h。
所述析晶的过程中施加电场，是为了提供晶体生长的能量，从而调控晶体的生长。根据玻璃中Zn与Ti元素比例不同，电场对玻璃中晶核ZnTiO3影响也会发生变化，晶体呈现出不同的尺寸。同时锰钴镍掺杂进入玻璃中，玻璃的发光性能也发生变化。
在本发明的某些实施例中，所述析晶完成后，还包括：冷却。所述冷却可以为随炉冷却。
本发明对上文采用的原料来源并无特殊的限制，可以为一般市售。
本发明还提供了一种上文所述的制备方法制得的钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃。所述钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃的晶体为ZnAl2O4尖晶石晶体。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃及其制备方法进行详细描述，但不能将其理解为对本发明保护范围的限定。
以下实施例中，制备原料均采用分析纯。
实施例1
1)选取摩尔比为25：50：23：2：0.002：0.003：0.002的SiO2、Al2O3、ZnO、TiO2、CoO、NiO和Mn2O3的原料在氧化铝坩埚中混合，放入1350℃的硅钼棒炉中进行预热，然后以10℃/min升温到1600℃，保温熔化3h，然后倒入250℃铁板凝固成型；
2)将凝固成型后的样品放入到退火炉中，在550℃保温2h，再以1℃/min冷却到200℃，关闭退火炉，自然冷却到室温，得到玻璃样品；
3)利用线切割机将所述玻璃样品切成2cm×2cm×0.5cm的薄片，并将上下表面进行抛光成镜面，放入热电耦合装置中，并启动升温程序，以10℃/min升温至650℃，在650℃成核2h，以10℃/min升温至780℃，在780℃析晶并在这个阶段施加电场，施加电压为500V，频率为50Hz，析晶2h后，停止加热，随炉冷却，得到钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃。
对得到的钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃进行XRD分析，结果如图1所示。图1为本发明实施例1的钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃的XRD图。从图1可知，所述晶体为ZnAl2O4尖晶石晶体，说明本发明成功合成了ZnAl2O4尖晶石晶体。
对得到的钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃进行SEM分析，结果如表2所示。图2为本发明实施例1的钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃的SEM图。从图2中可知，所述ZnAl2O4晶粒的尺寸为50～60nm。
将钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃磨成粉末进行XRD测试，在根据XRD中数据，利用Jade软件中结晶度拟合公式计算纳米晶玻璃中结晶度，结晶度为85％。
测试2cm×2cm×0.5cm钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃维氏硬度，使用是棱形金刚石压头，载荷为9.8N，加载时间为15s，测试不同区域的五个样点，计算平均值，实施例1测试结果为9GPa。
将钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃2cm*2cm*0.5cm，利用激光切割机加工成直径1cm，厚度为0.1cm的玻璃圆片，使用紫外-可见光分光光度计测试其400nm～800nm波长的透过率，平均透过率为87％。
将钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃切成直径1cm，厚度为0.1cm的玻璃圆片放置在FLS980荧光光谱仪上，测试其激发波长和荧光寿命，测试结果为激发光波长512nm，荧光寿命为50ns。
实施例2
1)选取摩尔比为50：25：9：16：0.5：0.9：0.7的SiO2、Al2O3、ZnO、TiO2、CoO、NiO和Mn2O3的原料在氧化铝坩埚中混合，放入1350℃的硅钼棒炉中进行预热，然后以10℃/min升温到1600℃，保温熔化3h，然后倒入250℃铁板凝固成型；
2)将凝固成型后的样品放入到退火炉中，在550℃保温2h，再以1℃/min冷却到200℃，关闭退火炉，自然冷却到室温，得到玻璃样品；
3)利用线切割机将所述玻璃样品切成2cm×2cm×0.5cm的薄片，并将上下表面进行抛光成镜面，放入热电耦合装置中，并启动升温程序，以10℃/min升温至620℃，在620℃成核2h，以10℃/min升温至800℃，在800℃析晶并在这个阶段施加电场，施加电压为500V，频率为50Hz，析晶2h后，停止加热，随炉冷却，得到钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃。
对得到的钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃进行SEM分析可知，所述ZnAl2O4晶粒的尺寸为40～50nm。
将钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃磨成粉末进行XRD测试，在根据XRD中数据，利用Jade软件中结晶度拟合公式计算纳米晶玻璃中结晶度，结晶度为79％。
测试2cm×2cm×0.5cm钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃维氏硬度，使用是棱形金刚石压头，载荷为9.8N，加载时间为15s，测试不同区域的五个样点，计算平均值，实施例2测试结果为7GPa。
将钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃2cm*2cm*0.5cm，利用激光切割机加工成直径1cm，厚度为0.1cm的玻璃圆片，使用紫外-可见光分光光度计测试其400nm～800nm波长的透过率，平均透过率为81％。
将钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃切成直径1cm，厚度为0.1cm的玻璃圆片放置在FLS980荧光光谱仪上，测试其激发波长和荧光寿命，测试结果为激发光波长511nm，荧光寿命为23ns。
实施例3
1)选取摩尔比为50：25：14.6：10.4：0.02：0.04：0.06的SiO2、Al2O3、ZnO、TiO2、CoO、NiO和Mn2O3的原料在氧化铝坩埚中混合，放入1350℃的硅钼棒炉中进行预热，然后以10℃/min升温到1600℃，保温熔化3h，然后倒入250℃铁板凝固成型；
2)将凝固成型后的样品放入到退火炉中，在550℃保温2h，再以1℃/min冷却到200℃，关闭退火炉，自然冷却到室温，得到玻璃样品；
3)利用线切割机将所述玻璃样品切成2cm×2cm×0.5cm的薄片，并将上下表面进行抛光成镜面，放入热电耦合装置中，并启动升温程序，以10℃/min升温至650℃，在650℃成核2h，以10℃/min升温至800℃，在800℃析晶并在这个阶段施加电场，施加电压为1000V，频率为300Hz，析晶2h后，停止加热，随炉冷却，得到钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃。
对得到的钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃进行SEM分析可知，所述ZnAl2O4晶粒的尺寸为30～40nm。
将钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃磨成粉末进行XRD测试，在根据XRD中数据，利用Jade软件中结晶度拟合公式计算纳米晶玻璃中结晶度，结晶度为91％。
测试2cm×2cm×0.5cm钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃维氏硬度，使用是棱形金刚石压头，载荷为9.8N，加载时间为15s，测试不同区域的五个样点，计算平均值，实施例1测试结果为12GPa。
将钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃2cm*2cm*0.5cm，利用激光切割机加工成直径1cm，厚度为0.1cm的玻璃圆片，使用紫外-可见光分光光度计测试其400nm～800nm波长的透过率，平均透过率为85％。
将钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃切成直径1cm，厚度为0.1cm的玻璃圆片放置在FLS980荧光光谱仪上，测试其激发波长和荧光寿命，测试结果为激发光波长514nm，荧光寿命为43ns。
实施例4
1)选取摩尔比为50：25：17.6：7.4：0.05：0.1：0.3的SiO2、Al2O3、ZnO、TiO2、CoO、NiO和Mn2O3的原料在氧化铝坩埚中混合，放入1350℃的硅钼棒炉中进行预热，然后以10℃/min升温到1600℃，保温熔化3h，然后倒入250℃铁板凝固成型；
2)将凝固成型后的样品放入到退火炉中，在550℃保温2h，再以1℃/min冷却到200℃，关闭退火炉，自然冷却到室温，得到玻璃样品；
3)利用线切割机将所述玻璃样品切成2cm×2cm×0.5cm的薄片，并将上下表面进行抛光成镜面，放入热电耦合装置中，并启动升温程序，以10℃/min升温至650℃，在650℃成核2h，以10℃/min升温至880℃，在880℃析晶并在这个阶段施加电场，施加电压为500V，频率为50Hz，析晶2h后，停止加热，随炉冷却，得到钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃。
对得到的钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃进行SEM分析可知，所述ZnAl2O4晶粒的尺寸为20～30nm。
将钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃磨成粉末进行XRD测试，在根据XRD中数据，利用Jade软件中结晶度拟合公式计算纳米晶玻璃中结晶度，结晶度为89％。
测试2cm×2cm×0.5cm钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃维氏硬度，使用是棱形金刚石压头，载荷为9.8N，加载时间为15s，测试不同区域的五个样点，计算平均值，实施例1测试结果为11GPa。
将钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃2cm*2cm*0.5cm，利用激光切割机加工成直径1cm，厚度为0.1cm的玻璃圆片，使用紫外-可见光分光光度计测试其400nm～800nm波长的透过率，平均透过率为85％。
将钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃切成直径1cm，厚度为0.1cm的玻璃圆片放置在FLS980荧光光谱仪上，测试其激发波长和荧光寿命，测试结果为激发光波长510nm，荧光寿命为41ns。
实施例5
1)选取摩尔比为50：25：19：2：0.08：0.07：0.08的SiO2、Al2O3、ZnO、TiO2、CoO、NiO和Mn2O3的原料在氧化铝坩埚中混合，放入1350℃的硅钼棒炉中进行预热，然后以10℃/min升温到1600℃，保温熔化3h，然后倒入250℃铁板凝固成型；
2)将凝固成型后的样品放入到退火炉中，在550℃保温2h，再以1℃/min冷却到200℃，关闭退火炉，自然冷却到室温，得到玻璃样品；
3)利用线切割机将所述玻璃样品切成2cm×2cm×0.5cm的薄片，并将上下表面进行抛光成镜面，放入热电耦合装置中，并启动升温程序，以10℃/min升温至650℃，在650℃成核2h，以10℃/min升温至800℃，在800℃析晶并在这个阶段施加电场，施加电压为2000V，频率为1000Hz，析晶2h后，停止加热，随炉冷却，得到钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃。
对得到的钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃进行SEM分析可知，所述ZnAl2O4晶粒的尺寸为50～70nm。
将钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃磨成粉末进行XRD测试，在根据XRD中数据，利用Jade软件中结晶度拟合公式计算纳米晶玻璃中结晶度，结晶度为83％。
测试2cm×2cm×0.5cm钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃维氏硬度，使用是棱形金刚石压头，载荷为9.8N，加载时间为15s，测试不同区域的五个样点，计算平均值，实施例1测试结果为10GPa。
将钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃2cm*2cm*0.5cm，利用激光切割机加工成直径1cm，厚度为0.1cm的玻璃圆片，使用紫外-可见光分光光度计测试其400nm～800nm波长的透过率，平均透过率为87％。
将钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃切成直径1cm，厚度为0.1cm的玻璃圆片放置在FLS980荧光光谱仪上，测试其激发波长和荧光寿命，测试结果为激发光波长514nm，荧光寿命为38ns。
实施例6
1)选取摩尔比为50：25：10.3：14.7：0.05：0.3：0.009的SiO2、Al2O3、ZnO、TiO2、CoO、NiO和Mn2O3的原料在氧化铝坩埚中混合，放入1350℃的硅钼棒炉中进行预热，然后以10℃/min升温到1600℃，保温熔化3h，然后倒入250℃铁板凝固成型；
2)将凝固成型后的样品放入到退火炉中，在550℃保温2h，再以1℃/min冷却到200℃，关闭退火炉，自然冷却到室温，得到玻璃样品；
3)利用线切割机将所述玻璃样品切成2cm×2cm×0.5cm的薄片，并将上下表面进行抛光成镜面，放入热电耦合装置中，并启动升温程序，以10℃/min升温至650℃，在650℃成核2h，以10℃/min升温至760℃，在760℃析晶并在这个阶段施加电场，施加电压为500V，频率为500Hz，析晶2h后，停止加热，随炉冷却，得到钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃。
对得到的钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃进行SEM分析可知，所述ZnAl2O4晶粒的尺寸为10～30nm。
将钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃磨成粉末进行XRD测试，在根据XRD中数据，利用Jade软件中结晶度拟合公式计算纳米晶玻璃中结晶度，结晶度为80％。
测试2cm×2cm×0.5cm钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃维氏硬度，使用是棱形金刚石压头，载荷为9.8N，加载时间为15s，测试不同区域的五个样点，计算平均值，实施例1测试结果为8GPa。
将钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃2cm*2cm*0.5cm，利用激光切割机加工成直径1cm，厚度为0.1cm的玻璃圆片，使用紫外-可见光分光光度计测试其400nm～800nm波长的透过率，平均透过率为86％。
将钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃切成直径1cm，厚度为0.1cm的玻璃圆片放置在FLS980荧光光谱仪上，测试其激发波长和荧光寿命，测试结果为激发光波长518nm，荧光寿命为54ns。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃的制备方法，包括以下步骤：
A)将包括SiO2、Al2O3、ZnO、TiO2、CoO、NiO和Mn2O3的原料混合，熔化后，凝固成型；
所述SiO2、Al2O3、ZnO、TiO2、CoO、NiO和Mn2O3的摩尔比为20～50：8～50：9～23：2～16：0.002～0.5：0.003～0.9：0.002～0.7；
B)将凝固成型后的样品在540～560℃保温，再以0.8～1.2℃/min冷却至190～210℃后，自然冷却，得到玻璃样品；
C)将所述玻璃样品切片，抛光，成核，析晶，得到钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃；
所述析晶在电场存在的条件下进行。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤A)中，所述熔化的温度为1550～1650℃。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤A)中，所述熔化前，还包括：
将所述混合后的原料在1300～1400℃下预热，然后升温至熔化的温度；
所述升温的速率为8～12℃/min。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤A)中，所述凝固成型的温度为200～300℃。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤B)中，所述保温的时间为1.5～2.5h。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤B)中，所述自然冷却后的温度为室温。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤C)中，所述成核的温度为620～700℃，时间为1～3h。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤C)中，电场的电压为500～2000V，电压的频率为50～1000Hz。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤C)中，所述析晶的温度为760～880℃，时间为2～4h。
10.权利要求1～9任意一项所述的制备方法制得的钴镍共掺杂ZnAl2O4纳米晶玻璃。
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