本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種光學(xué)玻璃、制備方法及其應(yīng)用，所述光學(xué)玻璃按摩爾百分比計包含：Ga2O3：25～35％；GeO2：2～9.9％；∑RO：45～55％；∑M2O3：0～6％；∑MF3：1～6％；ZrO2：0～3％；Al2O3：0.1～5％。其中，R為Mg、Ca、Ba、Sr中的至少一種，M為La、Y中的至少一種。本發(fā)明專利技術(shù)的光學(xué)玻璃透過波段為0.3-7μm，且在5μm處透過率大于80％(2mm厚樣片)，相比鍺酸鹽玻璃具有更長的紅外截止波長，相比鎵酸鹽玻璃具有更好的成玻璃性能。可以用于制備大尺寸、高光學(xué)質(zhì)量和低成本的中紅外光學(xué)玻璃制品。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種光學(xué)玻璃、制備方法及其應(yīng)用，屬于光學(xué)玻璃
技術(shù)介紹
當(dāng)前許多傳感器或激光系統(tǒng)所使用的材料的光譜一般在可見-中紅外范圍(0.5-5μm)內(nèi)，這些設(shè)備都需要一個透可見及中紅外的保護窗口，主要應(yīng)用于飛機傳感器窗口、偵查窗口、吊艙和導(dǎo)彈整流罩等，另外在紅外光學(xué)透鏡方面也有部分應(yīng)用。常用透可見及中紅外的材料主要有晶體和玻璃。其中，晶體材料主要包括MgF2、BaF2、CaF2、尖晶石、藍(lán)寶石等，其中MgF2、尖晶石、藍(lán)寶石等材料的紅外透過率高，硬度大，但制造及加工難度高；BaF2、CaF2等材料透過率高，但化學(xué)穩(wěn)定性較差，晶體生長困難，制造、加工難度大。紅外玻璃材料主要包括二類：一是氟化物玻璃；二是重金屬氧化物玻璃。重金屬氧化物玻璃和氟化物玻璃在可見、近、中紅外波段都具有較好的透過性能，因此在航天、軍事及民用領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。氟化物玻璃具有低折射、低色散、透過率高、含水量少等優(yōu)點，但氟化物玻璃在析晶、機械強度、化學(xué)穩(wěn)定性等方面性能較差。重金屬氧化物玻璃中成玻璃性能最好的是鍺酸鹽玻璃，但受制于GeO2的聲子能量，在中紅外波段紅外透過率下降較快，尤其是在4.5μm以后，紅外透過率快速下降，并且由于GeO2的價格較高，含量過高時生產(chǎn)玻璃的成本高；鎵酸鹽玻璃成本較低，熔煉溫度相對較低，紅外透過波段長，透過率高，但成玻璃性能、化學(xué)穩(wěn)定性都較差。專利申請文件CN101164940A公開了一種透紅外鎵酸鹽玻璃，不含GeO2，以Ga2O3為玻璃網(wǎng)絡(luò)形成體，雖然玻璃的紅外透過性能較好，但成玻璃性能較差，玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性差。專利申請文件CN1884166A公開了一種透可見及中紅外的鍺鎵酸鹽玻璃，其含有摩爾百分比為10～35％的GeO2，以GeO2為主要玻璃形成體，成玻璃性能較好，但玻璃成本較高，隨著GeO2含量的增加，中波紅外透過性能降低。
技術(shù)實現(xiàn)思路
專利技術(shù)要解決的問題本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是提供一種紅外光學(xué)玻璃、制備方法及其應(yīng)用，所述紅外光學(xué)玻璃相比鍺酸鹽玻璃具有更長的紅外截止波長，相比普通鎵酸鹽玻璃具有更好的成玻璃性能。可以用于制備大尺寸、高光學(xué)質(zhì)量和低成本的中紅外光學(xué)玻璃制品。用于解決問題的方案本專利技術(shù)提供了一種光學(xué)玻璃，按摩爾百分比計包含：Ga2O3：25～35％；GeO2：2～9.9％；∑RO：45～55％；∑M2O3：0～6％；∑MF3：1～6％；ZrO2：0～3％；Al2O3：0.1～5％。其中，R為Mg、Ca、Ba、Sr中的至少一種，M為La、Y中的至少一種。根據(jù)本專利技術(shù)的光學(xué)玻璃，按摩爾百分比計所述Ga2O3的含量為26～33％。根據(jù)本專利技術(shù)的光學(xué)玻璃，其特征在于，按摩爾百分比計所述GeO2的含量為5～9.9％。根據(jù)本專利技術(shù)的光學(xué)玻璃，按摩爾百分比計所述∑RO的含量為46～53％。根據(jù)本專利技術(shù)的光學(xué)玻璃，按摩爾百分比計所述∑MF3的含量為2～5％。根據(jù)本專利技術(shù)的光學(xué)玻璃，按摩爾百分比計所述∑M2O3的含量為1～4％。根據(jù)本專利技術(shù)的光學(xué)玻璃，按摩爾百分比計所述Al2O3的含量為2～4％。根據(jù)本專利技術(shù)的光學(xué)玻璃，所述光學(xué)玻璃的紅外透過波段為0.3～7μm，且在5μm的波長處具有80％以上的透過率。本專利技術(shù)還提供了一種根據(jù)本專利技術(shù)的光學(xué)玻璃的制備方法，包括：將各組分按照比例稱量、混合均勻后進行熔煉，熔煉的同時在玻璃料液的表面和/或者內(nèi)部吹入干燥氣體，然后澆注或漏注在成型模具中成型，或者直接壓制成型。本專利技術(shù)還提供了一種根據(jù)本專利技術(shù)的光學(xué)玻璃在中紅外光學(xué)透鏡中的應(yīng)用。專利技術(shù)的效果本專利技術(shù)的光學(xué)玻璃成玻璃性能好，并且截止波長大于6.5mm，且紅外透過波段為0.3-7μm，并且在5μm的波長處具有80％以上的透過率。適用于制備紅外吊艙、保護窗口以及紅外透鏡等。附圖說明圖1是本專利技術(shù)實施例1的紅外光譜透過曲線圖。具體實施方式本專利技術(shù)提供了一種光學(xué)玻璃，按摩爾百分比計包含：Ga2O3：25～35％；GeO2：2～9.9％；∑RO：45～55％；∑M2O3：0～6％；∑MF3：1～6％；ZrO2：0～3％Al2O3：0.1～5％；其中，R為Mg、Ca、Ba、Sr中的至少一種，M為La、Y中的至少一種。Ga2O3可以作為玻璃形成體，與RO等結(jié)合形成鎵酸鹽玻璃，Ga2O3含量大于35％時容易析晶，含量低于25％時，成玻璃能力差，不易形成穩(wěn)定的玻璃系統(tǒng)，所以Ga2O3的含量(以摩爾百分比計)控制在25～35％，優(yōu)選26～33％。GeO2在玻璃中是網(wǎng)絡(luò)形成體，所述GeO2的含量(以摩爾百分比計)控制在2～9.9％，優(yōu)選5～9.9％。在以Ga2O3-RO為組成的鎵酸鹽玻璃的基礎(chǔ)上，引入GeO2的組成成分，可以提高光學(xué)玻璃的形成能力、化學(xué)穩(wěn)定性以及物化性能；但是，若GeO2的含量過高，則會降低玻璃在中波波段的透過性能，并且會增加制備玻璃的成本。RO作為玻璃調(diào)整體，在鎵酸鹽玻璃體系中形成Ga-R-O結(jié)構(gòu)，能夠提高玻璃的成玻璃能力，其中，R為Mg、Ca、Ba、Sr中的至少一種。但RO的含量超過55％后，玻璃化學(xué)穩(wěn)定性、成玻璃性能變差，RO的含量低于45％，成玻璃性能差，玻璃易失透，所以∑RO的含量(以摩爾百分比計)控制在45～55％，優(yōu)選46～53％。M2O3屬于稀土氧化物，在鎵鍺酸鹽玻璃中作為網(wǎng)絡(luò)外體雜化玻璃組分，可以優(yōu)化玻璃物化性能，其中，M為La、Y中的至少一種。但M2O3的含量不能過多，否則成玻璃性能反而變差。所以∑M2O3的含量(以摩爾百分比計)控制在0～6％，優(yōu)選1～4％。MF3可以作為玻璃的網(wǎng)絡(luò)形成體，從而提高玻璃的形成能力(成玻璃性能)；還可以將氫氧鍵破壞，形成氫氟鍵，從而消除玻璃料液中的氫氧基，減少玻璃的光吸收損失，提高玻璃的紅外透過性能，其中，M為La、Y中的至少一種。但MF3的含量不能過多，否則玻璃析晶嚴(yán)重，反而破壞玻璃的形成能力，MF3的含量過少，對消除氫氧基的效果不明顯。另外MF3中的陽離子(La3+、Y3+)作為網(wǎng)絡(luò)外體可以起到雜化作用，改善玻璃的性能。所述∑MF3的含量(以摩爾百分比計)控制在1～6％，優(yōu)選2～5％。Al2O3作為網(wǎng)絡(luò)中間體，與RO組合起到網(wǎng)絡(luò)形成體的作用，提高玻璃的形成能力。若Al2O3的含量過高，會降低玻璃的紅外截止波長和透過率，所以Al2O3的含量(以摩爾百分比計)控制在0.1～5％，優(yōu)選2～4％。ZrO2具有提高玻本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種光學(xué)玻璃，其特征在于，按摩爾百分比計包含：Ga2O3：25～35％；GeO2：2～9.9％；∑RO：45～55％；∑M2O3：0～6％；∑MF3：1～6％；ZrO2：0～3％；Al2O3：0.1～5％；其中，R為Mg、Ca、Ba、Sr中的至少一種，M為La、Y中的至少一種。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種光學(xué)玻璃，其特征在于，按摩爾百分比計包含：
Ga2O3：25～35％；
GeO2：2～9.9％；
∑RO：45～55％；
∑M2O3：0～6％；
∑MF3：1～6％；
ZrO2：0～3％；
Al2O3：0.1～5％；
其中，R為Mg、Ca、Ba、Sr中的至少一種，M為La、Y中的至少一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，其特征在于，按摩爾百分比計所
述Ga2O3的含量為26～33％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)玻璃，其特征在于，按摩爾百分比
計所述GeO2的含量為5～9.9％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的光學(xué)玻璃，其特征在于，按摩爾百
分比計所述∑RO的含量為46～53％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的光學(xué)玻璃，其特征在于，按摩爾百
分比計所述∑M...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙仲勛，張小東，黃國雅，唐博博，何蓉，
申請(專利權(quán))人：湖北新華光信息材料有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：湖北;42
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。