[發明專利]一種高維爾德常數磁光玻璃及其制備方法

無效

• 申請號: 201010282393.1
• 申請日: 2010-09-15
• 公開（公告）號: CN101948246A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發明（設計）人: 殷海榮;汪濤;董繼先;胡寶云
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C03C3/068
• 分類號: C03C3/068
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 汪人和

技術領域

本發明涉及一種玻璃及其制備方法，涉及一種高維爾德常數磁光玻璃及其制備方法。

背景技術

自20世紀60年代以來，磁光玻璃由于其自身優良的磁光效應而一直是世界各國科學家研究的熱點，被廣泛用作磁光調制器、磁光傳感器、磁光隔離器和磁光開關等，是一種不可替代的重要材料。

雖然晶體磁光材料具有很高的Verdet常數和很好的磁光性能，然其本身存在各種缺陷，例如，由于組成晶體的空間點陣具有不同的固定形狀，宏觀上呈現為晶體具有不同的獨特幾何形狀，且不易改變，因此，晶體具有長程有序、各向異性、對稱性、自限性、解理性等特點，故，其不宜制成大體積塊材、不能形成復雜的形狀以及由于晶體的各項異性而產生雙折射等，使其應用范圍受到很大的限制。

國內外通常選用的玻璃基體是Al₂O₃-B₂O₃系統和Al₂O₃-B₂O₃-SiO₂系統，稀土離子的摻入量受到嚴重限制，實用玻璃的Verdet常數較小，遠遠滿足不了市場需求。此外，在特種光學玻璃熔制和大塊玻璃成形方面，我國技術尚不成熟。所以，增大玻璃基體中稀土離子的摻雜濃度，提高Verdet常數和大塊磁光玻璃成形技術成為制約高性能磁光玻璃研究與應用的關鍵技術。為了達到實用化的目的，必須開發生產成本低的大尺寸、高性能法拉第磁光玻璃的制備工藝。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種高維爾德常數磁光玻璃及其制備方法，本發明磁光玻璃的維爾德常數可達-0.425min/Oe·cm(632.8nm)，遠高于國際上通用的鋱玻璃。

為實現上述目的，本發明提供了一種高維爾德常數磁光玻璃，其原料組分以及摩爾百分比為：Tb₂O₃：15～40％；Dy₂O₃：0～25％；B₂O₃+SiO₂：30～60％；Ga₂O₃：0～30％；ZnO：0～10％；ZrO：0～8％；CaF₂：0～5％；P₂O₅：0～5％；TiO₂：0～10％。

為實現上述目的，本發明還提供了一種高維爾德常數磁光玻璃的制備方法，首先，將原料按照摩爾百分比稱取并混合；接著，調節加熱爐的溫度為1250℃后，依次將原料放置于加熱爐內的坩堝內，然后，升高溫度至1350～13800℃，攪拌3～5小時，再接著，爐冷至1250℃后，將加熱爐內的物料倒入模具內退火即可。

本發明高維爾德常數磁光玻璃及其制備方法至少具有以下優點：

(1)采用雙摻雜的辦法，即用Tb和Dy稀土離子共摻雜的辦法，既可以提高稀土離子在磁光玻璃基體中的摻入量，又可以節約成本，在本發明中，稀土離子的有效濃度N_R³⁺可以達到1.414×10²²/cm³；

(2)鋁硼硅酸鹽系基質玻璃中稀土離子的摻入量較其他體系的基質玻璃較多，而且玻璃的性質相對較好。但是過量硼的引入，會導致一系列問題，最難解決的是硼鋁反常，硼反常等。針對這一問題，本發明用鎵(Ga)來代替鋁(Al)，還可以采用少量磷(P)來改善玻璃的性能，以此解決由硼引起的反常問題。在GBS系統中，由于Ga₂O₃熔點低，且鎵氧多面體比鋁氧多面體的體積大，更利于玻璃熔制溫度的降低和稀土離子的摻入，使玻璃性能更好；

(3)本發明制備的磁光玻璃的維爾德(verdet)常數可達-0.425min/Oe·cm(632.8nm)，遠高于國際上通用的鋱玻璃。

附圖說明

圖1是本發明磁光玻璃的透射光譜圖；

圖2是本發明檢測用旋光儀的結構示意圖。

圖中標號與元件的對應關系如下：

1：He-Ne激光器；2：起偏器；3：第一磁鐵；4：第二磁鐵；5：檢偏器；

6：檢測儀；7：記錄儀。

具體實施方式

一種高維德常數磁光玻璃的原料及摩爾百分比如下：