B2O3-Li2O玻璃的制备与性能的研究

采用高温熔融法制备了不同配比的硼锂二元体系玻璃,并利用UVPC、NMR和DSC等手段研究了不同锂含量对玻璃透过率、结构和热稳定性的影响。结果表明:在硼酸盐玻璃中引入少量Li₂O,[BO₃]三面体会向[BO₄]四面体转变,使玻璃的网络结构有所加强,热稳定性提高,且玻璃中非桥氧数量降低,紫外透过率升高;当加入过量Li₂O时,产生断网结构,玻璃稳定性逐渐下降,非桥氧数量增加,导致紫外透过性能降低。     

TeO2对氟铝酸盐玻璃性质和结构的影响

以10MgF2—20CaF2—10SrF2—10BaF2—15YF3—35AlF3氟铝酸盐玻璃为基玻璃引入不同含量的TeO2得到了新的氟碲铝酸盐玻璃．用差热分析方法研究了TeO2对氟铝酸盐玻璃性能的影响，通过拉曼光谱和红外吸收谱来研究玻璃的结构变化．差热分析表明TeO2的增加使玻璃开始析晶温度瓦升高，融化温度％降低，成玻璃能力增加．玻璃结构分析表明氟碲铝酸盐玻璃的结构中存在[FnAl-O—AlFn]、[TeO3]、[TeO2F]和[TeOF2]等多面体，这些多面体由F^-和O^2-离子连接．这种新的氟碲铝酸盐玻璃有着良好的成玻璃能力，在0．75～5．00μm范围内玻璃具有很高的透过率，是一种具有应用前景的新的红外光学玻璃材料．     

耐摩擦和高透过SiO2/TiO2/SiO2-TiO2增透膜的设计和制备

通过膜层设计理论设计出以K9玻璃为基底的兼具高透过率和高耐摩擦性的三层宽带增透膜,并通过溶胶凝胶技术成功制备了所设计的增透膜.以正硅酸乙酯(TEOS)和钛酸丁酯(TTIP)为前驱体、以盐酸为催化剂制得SiO2和TiO2溶胶.将两种溶胶按一定比例混合得到SiO2-TiO2复合溶胶.实验结果表明:三层增透膜在可见光区的平均透过率达到98.7%,与未镀膜的K9玻璃基片相比提高了7.1%.增透膜经较强机械摩擦后透过率基本保持不变,表明该增透膜具有优良的耐摩擦性.采用六甲基二硅氮烷(HMDS)对增透膜表面进行进一步的修饰,修饰后增透膜与水的接触角提高至94.3°,增透膜的疏水性及环境稳定性得到较大的提高.     

添加Bi2O3对ZnO-B2O3-P2O5-SrO体系封接玻璃结构和性能的影响

采用熔融法制备了ZnO-B2O3-P2O5-SrO-Bi2O3系无铅磷酸盐封接玻璃,研究了Bi2O3对该体系玻璃的结构、特征温度、热膨胀系数和化学稳定性的影响。结果表明,随Bi2O3含量的增加,玻璃的密度增大,Tg、Tf先下降后趋于平缓,玻璃的热膨胀系数先上升后趋于平缓;化学稳定性先增强后降低,当Bi2O3为7mol时,达到极小值。     

BaO-SiO2-B2O3-TiO2系统玻璃的电子自旋共振研究

采用电子自旋共振(ESR)方法研究了钛在BaO-SiO2-B2O3-TiO2系统玻璃中的价态及Ti3+的结构状态.结果表明在正常空气气氛下熔制的玻璃中,钛主要以Ti4+形式存在,所产生的顺磁信号归因于玻璃的本征缺陷和熔制时TiO2中氧的逸出而形成的氧空位捕获电子引起,且随温度升高,氧空位浓度减少;在微还原性气氛下,有部分Ti3+形成,出现g┃=1.9954,g┸=1.9823两处顺磁峰,它们对温度有着不同的依从性,即随温度升高g┃ 峰增强,g┸峰降低;根据Ti3+的g┃ 、g┸)参数的性质,认为Ti3+是处于带四方畸变的八面体配位场中,形成[TiO6];即便在液氮温度下,也难以观察到Ti3+的超精细结构谱线.     

SO2提高太阳能玻璃透过率的作用机理分析

本文主要研究了SO2气氛下的热处理对太阳能玻璃透过率的影响,发现SO2气氛下热处理后的太阳能玻璃的透过率有所增加。通过紫外可见分光光度计测定了太阳能玻璃表面的反射光谱,利用场发射SEM观察其表面形貌和断面形貌,采用EPMA分析了太阳能玻璃的纵向成分分布,并探讨了SO2气氛下的热处理提高太阳能玻璃透过率的作用机理。     

Bi3.45Eu0.55Ti3O12铁电薄膜的光学性能

采用化学溶液沉积法在石英衬底上制备了Bi3.45Eu0.55Ti3O12(BEuT)铁电薄膜,研究了BEuT薄膜的结构和光学性能。XRD测试结果表明,BEuT薄膜皆形成铋层状钙钛矿型结构,其晶粒尺寸随着退火温度的提高而增加。薄膜的光学透过率曲线显示,在大于500nm的波段BEuT的透过率比较高,而其禁带宽度大约为3.61eV。BEuT薄膜的发光强度随着退火温度的提高,先是增强后减弱,在700℃时达到最大。这与薄膜的结晶状况有关。     

Er3+在TeO2-WO3-La2O3玻璃中的光谱性质和热稳定性研究

制备了掺铒的玻璃样品TeO2-WO3-La2O3．测试了样品的吸收光谱、荧光光谱以及玻璃的热稳定性．应用Juddo-Ofelt理论计算了玻璃的三个强度参数Ωt（t=2、4、6），电偶极跃迁谱线强度以及磁偶极跃迁谱线强度，分析了强度参数Ω2和玻璃成分变化的关系．应用McCumber理论计算了Er^3＋在1．5μm处的受激发射截面．TeO2-WO3-La2O3玻璃在La2O3的含量〉5mol％时，未发现析晶开始温度（Tx），说明这种玻璃材料适合于光纤的拉制．研究结果表明TeO2-WO3-La2O3是制备宽带光纤放大器的理想基质材料．     

La2O3对高钛高炉渣制备微晶泡沫玻璃的影响

利用高钛高炉水淬渣和废玻璃粉为基础原料,以CaCO_3为发泡剂,Na2B4O7·10H_2O为助熔剂,Na_3PO_4·12H_2O为稳泡剂,通过"一步法"烧结制备微晶泡沫玻璃,研究了La_2O_3的添加对微晶泡沫玻璃物相、结构及性能的影响。结果表明,添加La_2O_3对晶相种类改变不明显,但会提高晶化程度。随着La_2O_3添加量由0%(质量分数,下同)增至1.5%,微晶泡沫玻璃的气孔孔径减小,晶粒由粒状变为短棒状,微晶泡沫玻璃的体积密度、抗压强度升高,气孔率、吸水率和导热系数降低。La_2O_3添加量继续由1.5%增至3.5%,微晶泡沫玻璃的气孔孔径增大,晶粒尺寸逐渐变小直至呈现无规则形状,微晶泡沫玻璃的体积密度、抗压强度降低,气孔率、吸水率和导热系数升高。当La_2O_3添加量为1.5%时,所制得的微晶泡沫玻璃的综合性能最佳。     

复合持续时间对P2O5-Al2O3异相复合玻璃结构和力学性能的影响

近年来,分相玻璃以其独特的结构以及优异的物理化学性质引起了广泛关注。本研究结合气动雾化加料和机械搅拌,采用熔融冷却法制备了纳米SiO₂-Na₂O高硅玻璃颗粒增强的P₂O₅-Al₂O₃玻璃。通过改变复合持续时间,研究了玻璃的结构与力学性能之间的关系。结果表明,异相复合玻璃的杨氏模量高于P₂O₅-Al₂O₃玻璃,并且随着复合持续时间由10s增大到8min,玻璃的杨氏模量呈现先升高后降低的趋势,在复合持续时间为6min时,杨氏模量达到最大值80.7GPa。相比于P₂O₅-Al₂O₃玻璃,杨氏模量提高了18%。引入SiO₂-Na₂O高硅玻璃颗粒不仅能够在基体玻璃中形成第二相,而且会改变P₂O₅-Al     

Sn对Ge-Se-Te玻璃结构与光学特性的影响

采用熔融淬冷法制备了系列Ge₃Se₅Te₂Sn_x(x=0、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0, mol%)硫系玻璃。采用X射线衍射(XRD)图谱、差示扫描量热曲线(DSC)、可见/近红外光谱、傅里叶红外(FTIR)光谱、显微拉曼光谱等手段对玻璃的物化性能及结构进行表征, 研究发现Sn的引入导致Ge-Se-Te玻璃系统物化性能的变化: 玻璃的转变温度T_g降低、红外截止波长发生红移, 并有效地降低了杂质吸收峰对样品红外透过率的影响。利用Philips网络约束理论计算的玻璃平均配位数及拉曼光谱的变化, 讨论了引入Sn对Ge-Se-Te玻璃的影响。     

R2O3对装饰乳浊玻璃结构与性能的影响

通过将两种不同颜色的Na2O-CaO-SiO2系统乳浊玻璃在熔融状态时进行完全混合,获得类似天然石材条纹的乳浊玻璃。采用XRD、SEM等测试手段研究乳浊玻璃的分相过程,分析了R2O3(R=Al,B)含量变化对乳浊玻璃的显微结构及性能的影响。研究结果表明,该系统乳浊玻璃的乳浊机理是分相乳浊,着色剂对玻璃微观结构无显著影响;随着Al2O3含量增加,富磷相数量减少但其液滴尺寸增大。B2O3含量提高使富磷相尺寸减小,液滴尺寸和分布趋向均匀;Al2O3含量增加使玻璃的耐水性有所提高;而B2O3含量增加降低了玻璃的耐水性。     

激光器用Yb3+掺杂钨锌镧碲酸盐玻璃的热学、光谱和激光性质

设计组成为70TeO2—(20—x)ZnO—xWO3—5La2O3—2．5K2O—2．5Na2O—1Yb2O3(x=0，5，10，15和20mol％)的碲酸盐激光玻璃，测试了物理性质、吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命，计算了Yb^3 离子的吸收截面、受激发射截面、荧光有效线宽等参数．结果表明，随着WO3含量的增加，玻璃的热稳定性下降；当x=15mol％时，具有体系中最好的光谱性质：高的受激发射截面(1．32pm^2)、长的荧光寿命(0．93ms)和宽的荧光有效线宽(74．5nm)，通过激光性能评价，最小泵浦强度为0．92kW／cm^2，表明掺Yb^3 该组分碲酸盐玻璃是实现高能短脉冲可调谐激光器的理想增益介质。     

离子交换对硼硅玻璃光学性能的影响

利用电子探针、分光光度计和干涉显微镜等手段,研究了离子交换对硼硅玻璃光学性能的影响。结果表明,离子交换后硼硅玻璃的K+含量沿玻璃厚度方向逐渐降低。当交换时间≤8h时,交换层厚度与交换时间呈线性增加;当交换时间8h时,交换层厚度增加缓慢。离子交换增强后,硼硅玻璃的透过率小幅度下降,但仍保持在91%以上。离子交换后硼硅玻璃中折射率从玻璃表面向内部呈指数降低,这与K+离子在玻璃中的不均匀分布相关。综合考虑应用器件对强度和光学均匀性要求,硼硅玻璃的离子交换时间应不大于3h。     

SiO2玻璃原位反应合成Al/Al2O3复合材料

利用SiO₂玻璃具有易近成型、致密及各向同性的特点,通过SiO₂玻璃与铝熔体间的反应合成了Al/Al₂O₃复合材料,克服长期以来在合成Al/Al₂O₃复合材料时均采用颗粒反应物的局限。反应产物是一种组织均匀致密的Al 与Al₂O₃互为网络的Al/Al₂O₃陶瓷基复合材料。反应温度升高,整个反应产物中的Al的体积分数上升。Al/Al₂O₃复合组织在三维空间的真实形态中存在着Al相被Al₂O₃完全包围的形态,证明了网络状Al₂O₃组织形成的烧结机理。与合成Al/Al₂O₃的其它工艺相比,本工艺可在1000℃的较低温度进行,并具有反应速度快、断裂韧性和抗弯强度值高的特点。     

CsCl对Ge23Se67Sb10红外玻璃组织和性能的影响

采用DSC、XRD、SEM、FT-IR、维氏显微硬度计和阿基米德法研究了CsCl对Ge23Se67Sb10玻璃特征温度、微观组织,红外透过率、显微硬度和密度的影响规律。研究结果发现,向Ge23Se67Sb10玻璃中加入CsCl,可在玻璃基体中析出GeSe2和Sb2Se3晶体相,析晶相的尺寸随CsCl含量的增加而增大;随着CsCl含量的增加,试样的特征温度降低、密度减小、红外透过率下降;Ge23Se67Sb10玻璃的显微硬度随CsCl含量的增加具有先增大后减小的规律,CsCl含量为2%时,显微硬度达到了208MPa,比基体玻璃提高了近16%。     

含钛磷酸盐玻璃NaTi2(PO4)3-0.9Ca3(PO4)2的析晶行为

利用差热分析、X射线衍射仪、液氮吸附BET孔经测试仪对组成为NaTi2(PO4)3-0.9 Ca3(PO4)2的含钛磷酸盐玻璃的析晶行为进行了研究.通过对该玻璃相继进行成核、析晶和酸浸泡处理制备了NaTi2(PO4)3骨架多孔微晶玻璃.证明该玻璃在646℃8h成核处理过程中产生了旋节分解特征的成分偏聚,形成了富TiO2玻璃相和富CaO玻璃相交错生长的连通结构,成核处理后的玻璃在738℃析晶过程中依次在富钛相和富钙相中析出NaTi2(PO4)3和β-Ca3(PO4)2.成核过程对析晶的促进作用是通过促进NaTi2(PO4)3的析出而实现的.     

TeO2-Nb2O5-BaCl2-AlF3玻璃系统结构及光学性能研究

用传统熔融法制备了一种新型的氧卤碲酸盐玻璃:(80-x)TeO2-10Nb2O5-10BaCl2-xAlF3(x=10、20和30),用密度比重天平、玻璃热膨胀仪、棱镜耦合仪、显微拉曼光谱仪和红外-可见-紫外分光光度计研究了组分变化对物理性能、结构及光学性质的影响。研究结果表明,随着玻璃中AlF3含量增加,玻璃的密度和折射率减小;在Tg温度前,玻璃的平均线膨胀系数α减小;玻璃的热稳定性增强;玻璃结构中的双三角锥体[TeO4]和变形的双三角锥体[TeO3+1]以及三角棱锥体[TeO3]相对含量都相应减少;玻璃在紫外吸收边出现了蓝移现象,玻璃的直接和间接光学帯隙都增大。     

B2O3对氟化物乳浊玻璃微结构和性能的影响

以钠钙硅系统玻璃为基体,以氟硅酸钠作为乳浊剂,利用传统熔融法制备乳浊玻璃。采用SEM、XRD和透过率测试分别对其微结构、析晶及乳浊性能进行表征,分析讨论了B2O3对乳浊玻璃微结构和性能的影响。研究结果表明:添加适量的B2O3可有效控制玻璃的析晶尺寸和析晶密度,有利于制备出微结构均匀、乳浊程度可控的乳浊玻璃,其主晶相为CaF2。B2O3的引入可降低玻璃的析晶倾向,且随着B2O3引入量的增加乳浊玻璃的晶粒密度、尺寸相应减小,乳浊程度下降。     

Bi2O3纳米晶玻璃三阶非线性光吸收性质的研究

利用溶胶凝胶法结合气氛控制方式合成了含Bi2O3纳米晶钠硼硅玻璃.利用X射线粉末衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、X射线能量色散谱(EDX)、扫描模式透射电子显微镜(STEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)以及选区电子衍射(SAED)对掺杂在钠硼硅玻璃中Bi2O3纳米晶的形貌和微结构进行了表征,同时,利用飞秒开孔Z-scan技术详细地研究了Bi2O3纳米晶玻璃在800 nm处不同激发光强度下的三阶非线性光吸收性质.结果表明,在钠硼硅玻璃中形成了尺寸小于10 nm的Bi2O3单斜晶系纳米晶.随着激发光强度的增强,该玻璃的三阶非线性光吸收性质产生由饱和吸收向反饱和吸收的转变.进一步,计算得到的该玻璃三阶非线性极化率χ(3)的数量级范围在10-19~10-18m2/V2之间.这一结果说明该玻璃具有良好的非线性光学性能,并且在光限幅器等非线性光学领域具有潜在的应用价值.