[發(fā)明專利]一種碲酸鹽透紅外玻璃及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910548334.5
• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN110240404B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳玉棟;陳嘉慧;張芬香
• 申請（專利權(quán)）人: 魯米星特種玻璃科技股份有限公司
• 主分類號: C03C3/23
• 分類號: C03C3/23;C03C4/10;C03B5/16
• 代理公司: 無錫市才標(biāo)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32323
• 代理人: 張迎召

本發(fā)明公開了一種碲酸鹽透紅外玻璃材料，該碲酸鹽透紅外玻璃由以下摩爾百分含量的組分組成：30?40％TeO₂，25?35％BaO，11?15％ZnO，10?15％Gd₂O₃，2?9％V₂O₅，1?5％ZnF₂，1?5％BaF₂，0.1?1％Sb₂O₃，0?5％SrO，0?1％La₂O₃，0?1％Bi₂O₃。本發(fā)明還提供了一種碲酸鹽透紅外玻璃的制備方法，包括以下步驟：配料前將玻璃原材料進(jìn)行高溫灼燒脫水處理，然后根據(jù)各組分的重量百分比稱取各原料；將玻璃配合料研磨混合均勻制成混合料放入鉑金坩堝中，然后放入800℃?950℃的玻璃熔化爐中加熱10～90分鐘；待玻璃熔融均勻后，將熔融后的玻璃液倒入到預(yù)熱好的模具中澆注成規(guī)定的規(guī)格，然后放入退火爐中退火處理，隨爐冷卻至室溫，冷卻即得到碲酸鹽透紅外玻璃材料。本發(fā)明制備方法簡單，加工性能優(yōu)良、紅外透過率高、紅外截止波長長、抗析晶能力強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種特種玻璃材料及其制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種碲酸鹽透紅外玻璃及其制備方法。

背景技術(shù)

目前應(yīng)用的透紅外光譜的材料主要是晶體材料，如ZnS單晶、CaF₂單晶等，但是晶體生長困難，制備條件較為苛刻，而且其不能制備大尺寸的紅外光學(xué)器件，制備成本昂貴，且無法用于拉制光纖，限制了其進(jìn)一步的應(yīng)用。而透紅外的玻璃材料具有易于加工成復(fù)雜外形，易于制備大尺寸光學(xué)器件而受到越來越多的重視，現(xiàn)有的透紅外玻璃材料主要包括三類：一是重金屬氧化物玻璃，如硅酸鹽、硼酸鹽、鍺酸鹽等玻璃材料，但其紅外截止波長較短，光學(xué)透過窗口較窄，不能滿足中紅外的紅外光學(xué)器件的制作要求；二是鹵化物玻璃材料，如氟化物玻璃，但鹵化物玻璃材料的玻璃形成能力差、加工性能差、折射率低、抗析晶能力差，所以其難以制成有效的實(shí)用化器件；三是硫系玻璃，但是硫系玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性較差，制備工藝復(fù)雜，加工性能差，難以加工制成復(fù)雜外形的光學(xué)器件，這些問題都極大的限制了透紅外玻璃在光學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。

2.0-5.0μm波段在大氣中有著相對較高的透過率，可以用來進(jìn)行光通信、衛(wèi)星遙感、大氣污染檢測等領(lǐng)域，也可用于生物醫(yī)療診斷、激光手術(shù)等醫(yī)療領(lǐng)域。而碲酸鹽玻璃在可見波段和7μm以內(nèi)的紅外波段范圍的透過率高，且具有折射率高、色散高、熔點(diǎn)低、良好的化學(xué)穩(wěn)定性、抗析晶能力強(qiáng)、紅外截止波長長以及稀土離子摻雜含量高等優(yōu)點(diǎn)，相對于鹵化物玻璃和硫系玻璃，具有更優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，是應(yīng)用在紅外光纖、光纖激光器、光纖通信等領(lǐng)域的先進(jìn)材料，可用于光通訊系統(tǒng)的紅外窗口材料、光纖材料及濾波器件等方面，也適合制作大尺寸的紅外制品，可制成透紅外罩體應(yīng)用在紅外成像、傳感器、整流罩等軍民兩用方面，被認(rèn)為是理想的中紅外窗口材料和光纖材料。但是目前已經(jīng)報(bào)道的碲酸鹽系統(tǒng)玻璃的玻璃轉(zhuǎn)變溫度較低，熱穩(wěn)定性差，玻璃抗析晶能力差，進(jìn)而導(dǎo)致玻璃脆性大、易炸裂，不易加工制備大尺寸玻璃，限制了碲酸鹽玻璃的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服目前現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種加工性能優(yōu)良、紅外透過率高、紅外截止波長長、抗析晶能力強(qiáng)、制備方法簡單的碲酸鹽透紅外玻璃材料及其制備方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：本發(fā)明所述的一種碲酸鹽透紅外玻璃，其特征在于，由以下摩爾百分含量的組分組成：

進(jìn)一步地，組分上不含有[OH]^-離子，也不含有可能帶入羥基離子的SiO₂、GeO₂、P₂O₅、B₂O₃、Al₂O₃，即使含有也是由于其他原料或者制備過程中空氣中水分帶入的；