专利名称：透中红外氧氟铋酸盐玻璃及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种氧化物玻璃，更具体地说是涉及一种含有氧氟铋酸盐 的氧化物玻璃及其制备方法。
背景技术：
光透过波长超过4 ium的玻璃主要包括三类 一是重金属氧化物玻璃， 如碲酸盐，锗酸盐玻璃等；二是氟化物玻璃；三是硫系玻璃。其中透光范 围最宽的是硫系玻璃，优势主要在远红外波段透过(8 12)am)，但是硫系玻 璃制备相对困难，制备工艺复杂，成本相对较高，而且折射率高，透过率 偏低。重金属氧化物玻璃和氟化物玻璃的优势集中在近中红外波段透过 (2~7pm)，氟化物玻璃具有低折射、低色散、透过率高、含水量少的优点， 而且可以制备大块玻璃，但氟化物玻璃不仅抗失透能力、机械强度、热稳 定性、化学稳定性比重金属氧化物玻璃差，而且氟化物玻璃在高温熔制条 件下挥发很大。氧氟重金属玻璃除了透过范围可以满足红外材料的要求外， 在成玻璃能力、抗失透能力、热稳定性、机械强度和化学稳定性方面都要 优于氟化物玻璃，结合了重金属氧化物和氟化物玻璃的优点，在红外窗口 方面有望得到实际应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种透中红外的氧氟铋酸盐玻璃及 其制备方法，该玻璃结合了重金属氧化物和氟化物玻璃的优点，有较宽的
红外透过范围及较好的热稳定性。
本发明釆用的技术方案 一种透中红外氧氟铋酸盐玻璃，各组分的摩
尔百分比为
Bi203 40 ~50mol%
PbO 30~40mol% BaF2 9~20 mol%
Ge02 l~10mol% 。
上述透中红外氧氟铋酸盐玻璃的制备方法，包括下列步骤
a. 按BiA 40~50mol%、 PbO 30~40mol%、 BaF2 9 ~ 20 mol%、 Ge02 1~ 10mo"/。计算各组分的重量百分比，然后称取原料，混合均匀；
b. 将混合好的原料放入铂金坩埚中熔制，温度控制为1100~120(TC, 熔制时间15~25min;
c. 原料熔融后降温至1050 ~115(TC，通入高纯氧气除水得到玻璃液；
d. 将玻璃液升温到1100 120(TC进行澄清和均化，然后将玻璃液倒入 预热的模具中制得熟料；
e. 将熟料放入铂金坩埚中在真空炉中进行精制，控制熔制温度为 1050 ~1150°C,然后将玻璃液倒入预热的模具中；
f. 快速将玻璃放入已升温至玻璃转变温度的马弗炉中，保温2小时后 以15'C/小时的速度退火至15(TC左右，然后再降温到室温。
发明的有益效果，本发明通过两步熔融方法制备出一种透中红外氧氟 铋酸盐玻璃。该玻璃的转变温度为400 ~ 450°C，热稳定性参数〉85。C,红外 截至波长〉5jum,适合于制备红外光纤及红外材料。
图l是本发明透中红外的氧氟铋酸盐玻璃的红外光谱图。
具体实施例方式
下面通过附图和实施例对本发明进一步详细描述， 一种透中红外氧氟 铋酸盐玻璃，各组分的摩尔百分比为
Bi203 40 ~50mol%
Pb0 30 ~40mol%
BaF2 9~20 mol%
Ge02 l~10mol% 。
上述透中红外氧氟铋酸盐玻璃的制备方法，包括下列步骤
a. 按Bh03 40 ~50mol%、 PbO 30~40mol%、 BaF2 9 ~ 20 mol0/" Ge02 1~ 10moiy。计算各组分的重量百分比，然后称取原料，混合均匀；
b. 将混合好的原料放入铂金坩埚中熔制，温度控制为1100~120(TC, 熔制时间15~25min;
c. 原料熔融后降温至1050 ~1150°C，通入高纯氧气除水得到玻璃液；
d. 将玻璃液升温到1100 120(TC进行澄清和均化，然后将玻璃液倒入 预热的模具中制得熟料；
e. 将熟料放入铂金坩埚中在真空炉中进行精制，控制熔制温度为 1050 ~1150°C，然后将玻璃液倒入预热的模具中；
f. 快速将玻璃放入已升温至玻璃转变温度的马弗炉中，保温2小时后 以15。C/小时的速度退火至15(TC左右，然后再降温到室温。
实施例1
(1) 按BiA 45mol%、 PbO 35mol%、 BaF2 17mol%、 Ge02 3moP/。计算各组分的
重量百分比，然后称取原料，混合均匀；
(2) 将混合料放入铂金坩埚中熔制，温度为IIO(TC,熔制时间控制在15min;
(3) 玻璃熔融后，降温至105(TC,通入髙纯氧气除水，通气时间5min;
(4) 停止通氧气，将玻璃液升温到IIO(TC进行澄清和均化，然后将玻璃液 倒入预热的模具中，制得熟料；
(5) 将熟料放入铂金坩埚后转移到真空炉中进行精制，熔制温度为IIOO'C。
然后将玻璃液倒入预热的模具中；(6)快速将玻璃放入已升温至转变温度(Tg)的马弗炉中，保温2小时后， 以15'C/小时的速度退火至15(TC左右，关闭马弗炉，降温至室温。 对该玻璃的测试结果如下取退火后的IO毫克的样品，用玛瑙研钵研成很 细的粉末，进行差热分析。测得的Tg为40(TC， T,为495。C。根据以上两个 特征温度可以计算出AT为95°C。把退火后的样品加工成两大面抛光的lmm 厚的玻璃片，测试红外透过光谱，见图l,测得红外截至波长为5jam。
实施例2
(1) 按Bi203衡)1%、 PbO 40mol%、 BaF2 16mol%、 Ge02 4mol。/。计算各组分的 重量百分比，然后称取原料，混合均匀；
(2) 将混合料放入铂金坩埚中熔制，温度为IIO(TC，熔制时间控制在15min;
(3) 玻璃熔融后，降温至105(TC,通入高纯氧气除水，通气时间5min;
(4) 停止通氧气，将玻璃液升温到IIO(TC进行澄清和均化，然后将玻璃液 倒入预热的模具中，制得熟料；
(5) 将熟料放入铂金坩埚后转移到真空炉中进行精制，熔制温度为IIO(TC。 然后将玻璃液倒入预热的模具中。
(6) 快速将玻璃放入已升温至转变温度(Tg)的马弗炉中，保温2小时后， 以15'C/小时的速度退火至15(TC左右，关闭马弗炉，降温至室温。 对该玻璃的测试结果如下取退火后的IO毫克的样品，用玛瑙研钵研成很 细的粉末，进行差热分析。测得的Tg为405。C， L为502i:。根据以上两个 特征温度可以计算出AT为97°C。把退火后的样品加工成两大面抛光的lmm 厚的玻璃片，测试红外透过光谱，测得红外截至波长为5. lym。
实施例3
(1) 按Bi2。3 45moiy。、 PbO 35mol°/。、 BaF2 14mol%、 Ge02 6mol。/。计算各组分的 重量百分比，然后称取原料，混合均匀；
(2) 将混合料放入铂金坩埚中熔制，温度为115(TC，熔制时间控制在20min;
(3) 玻璃熔融后，降温至115(TC，通入高纯氧气除水，通气时间10min;
(4) 停止通氧气，将玻璃液在115(TC进行澄清和均化，然后将玻璃液倒入 预热的模具中，制得熟料；
(5) 将熟料放入铂金坩埚后转移到真空炉中进行精制，熔制温度为115(TC。 然后将玻璃液倒入预热的模具中。
(6) 快速将玻璃放入已升温至转变温度(Tg)的马弗炉中，保温2小时后， 以15。C/小时的速度退火至15(TC左右，关闭马弗炉，降温至室温。 对该坡璃的测试结果如下取退火后的IO毫克的样品，用玛瑙研钵研成很 细的粉末，进行差热分析。测得的L为443。C, L为547。C。根据以上两个 特征温度可以计算出AT为104'C。把退火后的样品加工成两大面抛光的1, 厚的坡璃片，测试红外透过光谱，测得红外截至波长为5. ljLim。
实施例4
(1) 按81203 50mol%、 PbO 30mol%、 BaF2 12mol%、 Ge02 8mol。/。计算各组分的 重量百分比，然后称取原料，混合均勻；
(2) 将混合料放入铂金坩埚中熔制，温度为120(TC，熔制时间控制在20min;
(3) 玻璃熔融后，降温至110(TC，通入高纯氧气除水，通气时间10min;
(4) 停止通氧气，将玻璃液升温到115(TC进行澄清和均化，然后将坡璃液 倒入预热的模具中，制得熟料；
(5) 将熟料放入铂金坩埚后转移到真空炉中进行精制，熔制温度为U5(TC。 然后将玻璃液倒入预热的模具中。
(6) 快速将玻璃放入已升温至转变温度(Tg)的马弗炉中，保温2小时后， 以15X:/小时的速度退火至15(TC左右，关闭马弗炉，降温至室温。 对该玻璃的测试结果如下取退火后的IO毫克的样品，用玛瑙研钵研成很 细的粉末，进行差热分析。测得的Tg为449'C, T,为552'C。根据以上两个 特征温度可以计算出AT为103。C。把退火后的样品加工成两大面抛光的lmm 厚的玻璃片，测试红外透过光谱，测得红外截至波长为5. 2ym。
以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方 案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种透中红外氧氟铋酸盐玻璃，各组分的摩尔百分比为Bi2O3 40～50mol％PbO 30～40mol％BaF29～20mol％GeO21～10mol％
2. 上述透中红外氧氟铋酸盐玻璃的制备方法，包括下列步骤a. 按Bi203 40 ~50mol%、 PbO 30~40mol%、 BaF2 9 ~ 20 mol%、 Ge02 1~ 10mol。/。计算各组分的重量百分比，然后称取原料，混合均勻；b. 将混合好的原料放入铂金坩埚中熔制，温度控制为1100~ 1200°C， 熔制时间15~25min;c. 原料熔融后降温至1050 ~1150°C，通入高纯氧气除水得到玻璃液；d. 将玻璃液升温到1100 120(TC进行澄清和均化，然后将玻璃液倒入预热的模具中制得熟料；e. 将熟料放入铂金坩埚中在真空炉中进行精制，控制熔制温度为 1050 ~115(TC，然后将玻璃液倒入预热的模具中；f. 快速将玻璃放入已升温至玻璃转变温度的马弗炉中，保温2小时后 以15。C/小时的速度退火至15(TC左右，然后再降温到室温。
全文摘要
本发明公开了一种透中红外氧氟铋酸盐玻璃，各组分的摩尔百分比为Bi<sub>2</sub>O<sub>3</sub>40～50mol％、PbO 30～40mol％、BaF<sub>2</sub> 9～20mol％、GeO<sub>2</sub> 1～10mol％。本发明通过两步熔融方法制备出一种透中红外氧氟铋酸盐玻璃。该玻璃的转变温度为400～450℃，热稳定性参数＞85℃，红外截至波长＞5μm，适合于制备红外光纤及红外材料。
文档编号C03C3/12GK101172775SQ200710047559
公开日2008年5月7日 申请日期2007年10月30日 优先权日2007年10月30日
发明者刘晓荣, 叶永健, 姚国英, 房永征, 潘嘉祺, 潘寅磊, 王占勇, 胡丽丽, 金鸣林, 瑜 陈, 魏立群 申请人:上海应用技术学院