B2O3—La2O3—BaO—Nb2O5系统的玻璃生成范围及其性质

本文研究了在B₂O₃-La₂O₃-BaO-Nb₂O₅四元系统中当B₂O₃含量分别为25、30、35wt%时,该系统的玻璃生成范围和它们的光性、密度等变化规律。结果表明,随着B₂O₃含量的增加,系统的玻璃生成范围向贫Nb₂O₅边界扩充,富Nb₂O₅边表现收缩。工作中得出了该系统分别以SiO₂代B₂O₃、Al₂O₃代BaO后的析晶、折射率、色散及密度等性质的变化规律。最后应用该系统研制定型了713/538玻璃。     

Al2O3/CaO 对锗酸盐系统玻璃物理化学性质的影响

锗酸盐系统玻璃具有一系列优越的物理化学性质。玻璃折射率高,在1-6μ波段具有良好的红外透过率,是很好的红外光学材料。但是,由于GeO₂原料的价格较贵,玻璃成本高,使锗酸盐玻璃的应用受到限制。本工作探讨了铝钙玻璃的形成规律,系统地研究了将Al₂O₃、CaO两种氧化物引入到锗酸盐系统玻璃中,对玻璃析晶、化性、透射光谱、密度、硬度、折射率、色散、热膨胀系数、光吸收系数、软化温度等十项物理化学性质的影响。     

铌硼酸盐玻璃分相与TiO2的作用

关于铌硼酸盐玻璃的分相。以前研究的很少,最近,我们采用SAXS、LAXS、RTEM等技术,研究了铌硼酸盐玻璃分相的结构和动力学特征。发现玻璃分相特征为成核——生长型,其分散相粒子长大过程服从于扩散控制机制;玻璃产生的SAXS散射强度表明在其母相与分散相粒子间的电子密度差是足够高的。这是因为分相后,分别形成了富B₂O₃和富Nb₂O₅的织构相所致。本文着重介绍了铌硼酸盐玻璃加入TiO₂后玻璃形成特点和光学常数变化规律,最后,依据实验结果讨论了玻璃中的Nb⁵⁺和Ti⁴⁺离子结构状态。     

氧化铌对B2O3-La2O3-ZnO系统玻璃生成能力的影响

本文在铌、硼、镧,锌氧化物玻璃研究一文基础上,进一步介绍了Nb₂O₅对B₂O₃—La₂O₃—ZnO系统玻璃生成能力影响的变化规律和玻璃析出结晶相分析结果.由高温熔化浇注法所确定的一组玻璃生成范围图中,我们发现Nb₂O₅的加入量不同对B₂O₃—La₂O₃—ZnO系统玻璃生成区域的扩展的程度也不同,其扩展范围的大小存在着明显的转折.当Nb₂O₅加入量为10%(克分子比)时,玻璃生成区域扩展的最大.当加入量大于或小于10%mol时,玻璃生成区域扩展的范围均有所收缩.对玻璃析出的结晶相物质,通过X射线粉末衍射和差热分析进行了鉴别.其结果表明:在高硼区为铌镧化合物(La₃NbO₇)及硼镧化合物(LaBO₃);在高锌低硼区为α-5ZnO·2B₂O₃和La₃BO₆等化合物.最后,根据晶子—无规则网络学说,讨论了玻璃扩展区域的转折特性与Nb₂O₅形成[NbO₄]和[NbO₆]及两者相互转变过程时所需的不同条件以及玻璃析晶变化规律和化学组成变化与某些特定的玻璃成份之间的关系.     

Nb2O5-B2O3-K2O三元系统玻璃分相与电导的跃变

本文报导了Nb₂O₅-B₂O₃-K₂O三元系统玻璃分相导致的电导突跃现象。从“界面效应”出发,阐明了这一现象的实质,并进一步说明了同成份物质的非晶态比晶态有较高电导的可能原因。     

SiO2-BaO-La2O3-RmOn系统玻璃的光吸收

本文系统地研究了,SiO₂-BaO-La₂O₃-R_mO_n系统玻璃的光吸收。通过选用不同硅硼比值及引入适宜的Nb₂O₅含量获得了紫外区透过率好,抗析晶性能好的玻璃。     

Na2O-B2O3-Ta2O5系统玻璃红外光谱的研究

本文首次系统地研究了Na₂O—B₂O₃—Ta₂O₅。三元新系统的红外光谱,分析了B₂O₃、Ta₂O₅含量的变化对玻璃结构的影响。结果表明:随着Na₂O/B₂O₃比值的减小,结构中:[BO₄]四面体减小,[BO₃]三角体增加。随着Ta₂O₅含量的增加,[BO₄]四面体的数量增多,非桥氧的数量减少,表明Ta⁵⁺可以连结非桥氧,形成网络。     

SiO2对钛铌硼酸盐玻璃析晶分相的影响

钛铌硼酸盐玻璃具有高色散和相对低的折射率等光学性质。它是光学设计者用来改善宽视场光学系统成像质量和消除色差所需的理想材料之一。但是,这类玻璃在成型温度范围内析晶分相比较严重,影响玻璃熔制规模的扩大。本工作采用DTA,LAXS,SEM和高温偏光显微镜(HTPOM)等分析测定手段,研究了外加SiQ₂及SiO₂/B₂O₃比值对15Nb₂O₅48B₂O₃27K₂O10TiO₃玻璃析晶分相和光学常数变化规律的影响。     

铌硼酸盐玻璃熔体结构和性质的研究

本工作采用高温红外光谱,高温Raman光谱,高温偏光显微镜,以及原子径向分布函数,(RDF),DSC-7差热分析仪,粘度计等技术,研究了Nb₂O₅-B₂O₃-K₂O系统玻璃的高温熔体结构与性质。根据硼酸盐与铌硼酸盐玻璃高温熔体与常温玻璃结构的对比实验得出了在硼玻璃中,B^Ⅲ-O-B^Ⅳ为缺电子离域大σ键结合,并且,极不稳定。当向硼玻璃中引入Nb₂O₅,随着Nb₂O₅含量增加,将形成稳定的B^Ⅳ-O-Nb化学键,由于熔体中的环状结构逐渐增多,从而改善了玻璃的稳定性和各种机械性质。文章还论述了两类玻璃的析晶速度与其熔体结构和温度的相关性。     

铌硼酸盐玻璃网络结构的研究

用径向分布函数和红外光谱分析方法研究了2Nb₂O₅·4B₂O₃·4K₂O和1.5Nb₂O₅·45B₂O₃·3.5K₂O·0.5TiO₂等玻璃的网络结构.得出了铌原子和硼原子的配位数分别为5.8～5.6及3或4.在原子分布函数g(r)和径向分布函数RDF(r)曲线中得出了Nb-O键平均键长为1.92～1.88Å.位于3.11,3.17和3.85Å的其它峰分别是Nb-B,O-O,和Nb-Nb原子对间的距离.红外光谱表明每种玻璃对应的各吸收峰,归结为=B-O(1440和1220cm^-1),≡B-O(1040或920cm^-1),Nb-O(870、730cm^-1)及Nb-O-B(1330cm^-1)的键振动.也就是说,在网络结构中六配位的铌原子与四配位和三配位的硼原子是共存的.这里,四配位的硼分数N₄决定于K₂O和Nb₂O₅的含量.而且与布雷用核磁共振法在B₂O₃-K₂O系统玻璃中的研究结果相符.最后,在对实验数据的分析和计算的基础上提出了NBK玻璃网络结构的一个可能的模型.认为铌硼酸盐玻璃的网络结构是由NbO₅、BO₄和BO₂共同组成的六节和四节环状结构单位元所构成的.     

Ta2O5对B2O3-La2O3-CaO系统玻璃生成范围的影响

本文研究了在B₂O₃—La₂O—CaO三元系统中,当Ta₂0₅的含量分别为5、10、15、20wt%时,该系统的玻璃生成范围.结果表明,随着Ta₂O₅含量的增加,系统的玻璃生成范围向贫B₂O₃,富La₂O₃边界扩充.当Ta₂O₅的含量为10wt%时,玻璃的生成区域最大.通过差热分析确定了玻璃析晶温度,并用X射线衍射进行了物相鉴定.结果表明,随Ta₂O₅取代La₂₃其主结晶相的放热峰或吸热峰的位置变化不同,所析出的结晶物质亦不同.     

Mg(PO3)2-BaF2-AlF3系统玻璃的振动谱研究

应用红外及拉曼光谱研究了Mg(PO₃)₂-BaF₂-AlF₃系统氟磷玻璃的结构特征.证实了双键氧(P=O)及由Al(O.F)₄四面体和P(O.F)₄四面体所混合构成的网络结构存在于玻璃之中.在拉曼光谱中,V_Ba-F、V_Mg-F和V_Al-F振动吸收峰分别出现在480-510cm^-1、530-550cm^-1和580cm^-1处.根据红外及拉曼光谱的结果得出:随系统中氟化物含量的增加,玻璃结构逐渐由聚磷酸盐转变为焦磷酸盐和一氟正磷酸盐混合物,同时双键氧(P=O)消失.     

VUV稀有气体电离室和Al2O3光电二极管的研究

描述了应用光学实验室研制的 VUV 稀有气体电离室及 Al₂O₃光电二极管的设计、结构和性能,讨论了电离室和光电二极管应用时的测量误差,给出了 Al₂O₃光电二极管的绝对量子效率.     

软X线—真空紫外AI2O3光电二极管的研究

Al₂O₃光电二极管由于光谱响应波段较宽,性能稳定,经稀有气体电离室定标后,常用作软X线-真空紫外波段的光谱辐射传递标堆探测器。描述我们研制的Al₂O₃光电二极管的结构原理及Al₂O₃光阴极制备工艺,讨论性能测试方法与装置,给出测试结果。     

激光清洗硅片表面Al2O3颗粒的试验和理论分析

以KrF准分子激光器为激光源,对目前工业上常用的硅片研磨抛光液的主要成分Al₂O₃颗粒进行激光清洗的试验和理论分析。建立一维热传导模型,利用有限元分析软件MSC.MarC模拟硅片表面的温度随激光作用时间和能量密度的分布。通过理论计算,量化了颗粒所受到的清洗力以及其与硅片表面之间的粘附力,理论预测出1 μm Al₂O₃颗粒的激光清洗阈值为60 mJ/cm²。在理论分析的指导下,利用248 nm、30 ns的KrF准分子激光进行单因素试验,研究激光能量密度、脉冲个数、激光束入射角度对激光干法清洗效率的影响,并且实验验证了清洗模型以及场增强效应对激光清洗结果的影响。     

多元铌硅酸盐玻璃和熔体的结构与性质

本工作为开发具有特殊性能的新型铌硅酸盐光学玻璃系列,扩展玻璃实用配方设计的系统和组成,提供玻璃和熔体的结构特征的理论依据。在铌酸盐,铌硼和镧硼酸盐光学玻璃熔融挥发与均化等研究成果基础上,进一步开展了(x/2)(Nb₂O₅·K₂O)·(1/4)(100-x)(3SiO₂·BaO)多元玻璃(x值从4到52)和熔体的结构与性质变化规律的研究。     

CW可调谐单频环形染料激光器β-BaB2O4晶体内腔倍频

本文论述了利用β-BaB₂O₄晶体进行内腔连续波环形染料激光器倍频,获得了可调谐单频紫外相干辐射。在292nm附近,用3WAr⁺激光(全谱线)泵浦,得到非线性转换系数～8.33×10^-4W^-1。通过改变相位匹配角,在288～302nm范围内输出连续可调谐紫外谐波。β-BaB₂O₄晶体角灵敏度～27cm^-1/mrad。     

铌硼酸盐玻璃熔体的高温红外光谱

本文首次采用高温红外光谱及DSC—7差热分析技术研究了Nb₂O₅—B₂O₃—K₂O系统玻璃熔体结构,并建立了该系统玻璃和高温熔体结构模型。     

稀土光学玻璃着色的研究

本文系统地测定了第一过渡金属(Fe,Co,Ni,Cu,Cr,Mn 等)离子和稀土(Ce,Pr,Nd,Sm 等)着色离子在 B₂O₃-BaO,B₂O₃-La₂O₃-BaO,B₂O₃-BaO-SiO₂,B₂O₃-BaO-SiO₂-La₂O₃及氟磷等系统玻璃中的吸收光谱。比较了各种着色离子对不同系统玻璃的着色情况。阐述了3d 轨道部分填充的过渡金属离子及具有4f 壳层受5s,5p 电子层屏蔽的 Ce,Pr,Nd,Sm 离子在玻璃中的着色机理。并讨论了玻璃生成体B^a+,si⁴⁺,P⁵⁺阳离子及网络外体离子 La³⁺,F^-对玻璃着色的影响。最后提出了稀土玻璃中稀土杂质含量的允许值。     

模拟高能空间环境对光学材料在1050埃到3000埃之间紫外透过率的影响

在辐照前和第一次在1.0兆电子伏而第二次在2.0兆电子伏用10¹⁴电子/厘米²辐照之后从1050埃到3000埃范围测量了 LiF、MgF₂、CaF₂、BaF₂、Al₂O₃、和熔石英的透过率.当采用 Al₂O₃使熔石英,二氢化铵磷酸盐(ADP),方解石和 Corning 玻璃滤光片9—54和7—54屏蔽开直射电子束的时候,在2.0兆电子伏用10¹⁴电子/厘米²作了类似的测量.