[發明專利]一種逆磁性法拉第旋光玻璃的制備方法

有效

• 申請號: 201210237439.7
• 申請日: 2012-07-10
• 公開（公告）號: CN102745901A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 殷海榮;王順逆;董繼先;郭宏偉;劉新年;李啟甲;李忠利;劉盼
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C03C4/00
• 分類號: C03C4/00;C03C3/14
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明涉及一種旋光玻璃的制備方法，特別涉及一種逆磁性法拉第旋光玻璃的制備方法。

背景技術

磁光材料是磁光高科技領域中一種重要的高新技術密集產品的核心材料，主要包括磁光液體材料、磁光晶體材料和磁光玻璃材料。某些液體具有顯著的磁致雙折射效應，但是這些液體的科頓-蒙頓常數比其他光克爾常數小得多，實際上很少作為磁光介質來使用。磁光晶體具有突出的磁光效應，但晶體固有的缺陷，如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向異性而產生雙折射等，使其應用范圍受到很大限制。磁光玻璃材料具有較強的磁光效應。其結構上常由未成對電子的重金屬原子或有大的自旋和軌道磁矩的磁性分子組成。磁光玻璃材料分為逆磁性磁光玻璃材料和順磁性磁光玻璃材料。與其他磁光材料相比，逆磁性磁光玻璃具有如下優勢：①基質易于改變：玻璃成份可在很大范圍內變動，加入不同種類和數量的重金屬離子，為優化磁光性能提供了很好的前提；②各向同性：由于玻璃近程有序和遠程無序的結構特點，易獲得均勻、各向同性的玻璃介質；③易于制備和加工：應用成熟的光學玻璃工藝可以獲得光學性能好、尺寸大、透光性能優異的磁光玻璃；④無溫度效應，菲爾德常數不隨溫度的變化而變化，磁光效應穩定。

近年來，各國科研工作者對磁光玻璃材料進行了廣泛而深入的研究，從揭示磁光效應的本質到尋求更大Verdet常數的新玻璃基體，均已取得了一定的成果。但是，從總體上看，磁光玻璃的發展仍存在以下問題：

（1）磁光玻璃Verdet常數不能滿足市場需求：增大抗磁性離子在玻璃基體中的摩爾濃度可提高玻璃的Verdet常數，但抗磁性離子濃度的提高使玻璃的綜合性能（如成玻性能、熱穩性、化穩性等）下降；

（2）溫度效應是阻礙磁玻璃應用發展的主要因素，開發費爾德常數不隨溫度變化、磁光效應穩定的磁光玻璃是當前的重要任務；

（3）由于費爾德常數的測量裝置不夠規范，各國制造的磁光玻璃費爾德常數沒有一個統一的標準，而光學堿度與折射率和逆磁性有正相關關系，因此可采用光學堿度來衡量逆磁性磁光玻璃的逆磁性大小；

在外加磁場中，具有惰性氣體電子層結構的離子顯示出逆磁性。構成玻璃的網絡形成體和網絡外體離子都具有填滿的電子層結構，因此在磁場中顯示出逆磁性。玻璃中的離子具有大的離子半徑和易極化的外層電子結構，以及具有s²→sp(包括1s₀→1p₁、3p₁)電子躍遷模式，玻璃就有大的費爾德常數,因此在光學玻璃材料中有著廣泛而重要的應用。隨著信息技術、激光技術、電子技術和空間技術等的發展,各種光功能玻璃材料成為一個研究熱點。國內外在研究磁光玻璃時，通常研究順磁性磁光玻璃，但是順磁性磁光玻璃的費爾德常數會隨著溫度的發生變化而變化，磁光效應不穩定。逆磁性磁光玻璃的費爾德常數不隨溫度變化，磁光效應穩定，但是Verdet常數較小，遠遠滿足不了市場需求。有關逆磁性磁光玻璃的研究較主要以重火石玻璃為主，而關于重金屬氧化物逆磁性磁光玻璃的研究較少。有關銫摻雜重金屬逆磁性磁光玻璃的研究及應用未見報道。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種銫摻雜量高、配方組成少、透光率高、化學穩定性優良、費爾德常數不隨溫度變化的重金屬逆磁性法拉第旋光玻璃的制備方法。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

1）首先，按照摩爾分數將30~70%的Bi₂O₃，10~25%的Li₂O，10～50%的B₂O₃，5～25%的CsCl，0.1～1%的Sb₂O₃和0.5～1%的ZnO混合均勻后，形成配合料；

2）然后，將配合料的一半加入已經升溫至550℃的剛玉坩堝中，通過10分鐘升溫至800℃，并保溫20分鐘；然后，將剩余配合料再加入剛玉坩堝中，保溫60min后，采用攪料棒對玻璃液攪拌，再通過10分鐘升溫至850～950℃，保溫30min后，再次采用攪料棒對玻璃液攪拌，再次保溫30min后，將玻璃液澆注于已預熱至300℃的石墨磨具中成型；

3）最后，將成型后的試樣送入340℃的馬弗爐中保溫3h；以0.5～1℃/分鐘的速率，將試樣冷卻至室溫即得高摻量銫法拉第旋光玻璃。