Bi2O3-B2O3-BaO系玻璃的光学折射率与带隙

研究了Bi2O3-B2O3-BaO三元系统的玻璃形成区,给出了该三元系统玻璃形成范围.采用熔融淬冷法制备了60Bi2O3-(40-x)B2O3-xBaO(x=5,10,15,20)和65Bi2O3-25B2O3-10BaO(以摩尔计)的5组高Bi2O3含量的Bi2O3-B2O3-BaO玻璃样品.测试了玻璃样品的折射率和吸收光谱,根据经典的Tauc方程计算了间接允许光学带隙和直接允许光学带隙,计算了样品的能量带隙,并估算了它们之间的关系.研究结果表明;随着BaO含量的增加,玻璃样品折射率逐渐增大,但Ba2 对玻璃折射率的影响要远小于Bi3 ;玻璃样品的紫外吸收增强,光学带隙和能量带隙逐渐减小,光学带隙和能量带隙的比值约为1:1.2.     

P2O5对Na2O-Al2O3-SiO2系统玻璃结构和分相的影响

通过制备25Na2O-(25-x)Al2O3-50SiO2-xP2O5(x≤25mol％)系统玻璃,并且采用Raman和SEM,研究了高含量P2 O5对Na2 O-Al2 O3-SiO2系统玻璃结构和分相的影响.结果表明:随着P2 O5的不断加入,作为电价平衡体的Na+被逐渐释放,并且充当了网络改变体的角色,造成了硅酸盐网络结构聚合度降低,而磷酸盐网络结构聚合度增大.随着P2 O5的不断加入且Al/P<1时,该系统玻璃发生稳定分相,而且分相机理也由成核-生长转变为亚稳分解.     

碱土金属氧化物对掺铒磷酸盐玻璃光谱性质的影响

以摩尔组成为72P2O5-8Al2O3-20RO(R=Mg,Ca,Sr,Ba)和(77-x)P2O5-8Al2O3-(15 x)BaO(x=0,5,10,15,20)掺铒磷酸盐玻璃系统为研究对象,测量和计算了掺铒磷酸盐玻璃的各种光谱参数,探讨了不同网络修饰体及其含量对掺铒磷酸盐玻璃光谱性质的影响。结果表明：玻璃折射率nd、积分吸收截面∑sbs发射截面σemi,J-O强度参量Ωt以及自发辐射几率AR都有较强的成分依赖性,主要决定于Er^3 离子周围结构和Er-O键共价性的变化;减小Er-O键的共价性可得到较高的∑abs,σemi以及AR。     

Sm2O3掺杂对BaO-B2O3-Al2O3-SiO2玻璃形成及结构的影响

借助魔角旋转核磁共振技术,探讨掺Sm2O3后BaO-B2O3-Al2O3-SiO2(BBAS)玻璃(BBASS玻璃)的形成、结构及热处理条件下玻璃结构的变化情况.研究表明:随着稀土掺量的增加,BBASS玻璃的形成区域先扩大后缩小.在Sm2O3外掺摩尔分数为30%时BBASS玻璃具有最大的形成区域.在BBAS玻璃结构中,随着BaO含量的增加,硼氧三角体[BO3]逐渐向[BO4]转变,原先[AlO4],[AlO5],[AlO6]共存的铝氧多面体结构逐渐转变为大量[AlO4]和少量[AlO5]共存的结构.在BBASS玻璃结构中,随着5m2O3掺入量的增加,Sm2O3对铝氧多面体结构变化的影响与BaO类似;对硼氧多面体而言,Sm3 强大的积聚作用使玻璃结构中硼氧多面体形成了巨大的网络.以上差异说明了Al3 比B3 更容易进入稳定的四面体结构.热处理对玻璃结构影响甚微.     

P2O5-B2O3-V2O5无铅低熔玻璃形成能力和结构

以取代用作封接玻璃和电子浆料粘接相含铅低熔玻璃为目的,实验研究了P2O5-B2O3-V2O5体系玻璃的形成能力,结构和低熔性能.P2O5-B2O3-V2O5体系中,组成在B2O35%～30%、V2O50%～45%、P2O35%～50%(物质的量浓度,下同)区域内的玻璃具有较强的玻璃形成能力,较低的转变温度、良好的重熔流动性和抗析晶性能.优选玻璃组成为:15P2O5-35V2O5-25B2O3-3SiO2-2Al2O3-10ZnO-5SnO-7BaO-3Bi2O3,玻璃转变温度为308℃,在450℃玻璃细粉重熔熔体流动性好,适合用作在450～500℃烧结的封接玻璃和电子浆料的粘接相.红外光谱分析表明:玻璃结构是由大量孤立的[PO4]、[BO3]、[VO2]和[VO3]基团形成的层状结构,在层与层之间有少量的诸如B-O-B、P-O-P、P-O-V、P-O-B等桥氧键连接.     

P2O5对Bi2O3-B2O3-ZnO体系玻璃结构及热性能的影响

采用传统的熔融冷却的方法制备了(40-x)Bi2O3-30B2O3-30ZnO-xP2O5(0≤x≤15mo1％)体系玻璃.使用红外光谱、拉曼光谱、DSC和热膨胀仪研究了封接玻璃的结构和热性能.红外光谱及拉曼光谱结果表明,P2O5作为网络形成体,以[PO4]进入到玻璃的网络结构中,玻璃的网络结构性增强.玻璃结构中[BO3]三角体结构单元相对含量有增多趋势,[BO4]四面体、[BiO3]三角体、[BiO6]八面体结构单元相对含量减少.随着P2 O5含量的增加,玻璃化转变温度和玻璃的初始析晶温度升高;玻璃的密度减小.Bi2O3-B2O3-ZnO-P2O5体系封接玻璃热膨胀系数减小,从8.289×10-6℃-1减小到6.354×10-6℃-1.玻璃的软化点逐渐增大,从416℃升高到524℃.     

光学玻璃进展（三）

碲酸盐玻璃的化学组成 以TeO2为主要组成的碲酸盐玻璃具有高折射率的特点.在光学方面的应用包括折射率2.0以上的高折射率玻璃和声光玻璃.50年以前,C.Stanworth研究了简单碲酸盐玻璃系统的性质,在二元BaO·5TeO2和PbO·5TeO2组成中获得折射率2.08和2.25的玻璃.TeO2本身不形成玻璃,加入其它氧化物以后,都能在很广的组成范围内形成玻璃.加入氧化物BaO、PbO、Bi2O3、Ta2O5、WO3等,可以提高折射率.图10总结了一些简单碲酸盐玻璃系统在nd-νd图中的位置.     

P2O5含量对Al2O3-SiO2-P2O5系统玻璃结构和析晶性能的影响

采用高温熔融冷淬法制备Al2O3-SiO2-P2O(5ASP)系统玻璃,用原位晶化法获得了磷酸盐微晶玻璃;用IR、DSC、XRD、SEM等测试方法表征了玻璃结构及析晶性能,讨论了P2O5含量对ASP玻璃结构和析晶性能的影响。结果表明:P2O5含量在35～50%能形成稳定的ASP玻璃。在磷含量较低时,玻璃结构中的P5 主要以不含P=O双键的[PO4]四面体形式存在,P2O5含量较高时,结构中的P-O-键削弱,P=O双键加强,P5 部分以含P=O双键的[PO4]四面体形式存在。随着P2O5含量的增加,玻璃稳定性变差,析晶趋势增强;晶化后的玻璃以AlPO4为主晶相,同时含有少量的Al(PO)3晶相,当晶化温度由650℃升高到800℃时,晶相含量增加并出现YPO4晶相。     

P2O5-V2O5-B2O3-ZnO系无铅低熔电子封接玻璃的性能

研究了P2O5-V2O5-B2O3-ZnO系无铅封接材料,考察了V2O5和B2O3含量对低熔玻璃软化温度、热膨胀系数及热稳定性的影响. 结果表明,玻璃的软化点随V2O5含量增加而降低,提高B2O3含量使软化温度先升高后降低,出现硼反常现象. 当V2O5和B2O3摩尔含量为15%和8%时,低熔玻璃的软化温度、热膨胀系数及热稳定性能满足低温封接要求,但化学稳定性较差,而添加少量Al2O3和Fe2O3能明显提高低熔玻璃的化学稳定性. 优化组成为26.0P2O5-17.3V2O5-7.7B2O3-45.0ZnO-2.0Al2O3-2.0Fe2O3的玻璃转变温度为340℃,热膨胀系数为7.5×10-6 ℃-1 (25~300℃),在90℃的去离子水中恒温10 h,失重为0.63 mg/cm2,化学稳定性与传统的含铅封接玻璃相当,综合性能基本满足无铅低熔玻璃的要求.     

TeO2-Nb2O5系统玻璃的析晶性能研究

TeO2-Nb2O5系统重金属氧化物玻璃以其优良的三阶非线性光学效应、超快光学响应和较宽透过窗口而成为一种极具应用潜力的非线性光学玻璃材料.本文利用DTA、XRD等分析手段研究了玻璃组成对TeO2-Nb2O5系统玻璃形成能力和析晶性能的影响.研究发现,随着系统中Nb2O5含量的增加,玻璃转变温度和析晶温度均有所上升,玻璃形成能力逐渐增加;但当Nb2O5含量超过25mol%时玻璃的析晶倾向急剧增加.同时在TeO2-Nb2O5系统玻璃中存在多重析晶现象,随着Nb2O5含量的逐渐增加,DTA中的多重析晶峰逐渐靠拢,最终在玻璃中析出单一晶相.     

含Nb2O5和La2O3系统玻璃形成区

用新的玻璃形成区探索方法研究了Ｌａ２Ｏ３的质量分数分别为１％,５％,１０％时含Ｎｂ２Ｏ５,Ｌａ２Ｏ３系统玻璃的形成区（玻璃生成体分别为Ｐ２Ｏ５,ＳｉＯ２,Ｂ２Ｏ３,ＴｅＯ２＋ＧｅＯ２,修饰体为ＢａＯ,ＺｎＯ）,这些系统可作为激光激活离子Ｎｄ＾３＋,Ｙｂ＾３＋,Ｈｏ＾３＋,Ｔｍ＾３＋,Ｅｒ＾３＋等掺杂的理想基质。     

P2O5-BaO-Nb2O5三元系统玻璃的形成及性能的研究

研究P     

BaO—ZnO—La2O3—B2O3系统玻璃配位状态和网络结构

ＺｎＯ－Ｌａ２Ｏ３－Ｂ２Ｏ３ＧＨＧＹ２ＨＷ具有高折射率,低色散的特点,但该系统玻璃容易析晶失透常需加入高价金属氧化研究表明。加入少量ＢａＯ使玻璃网络中「ＢＯ４」和「ＺｎＯ４数量上升,非桥氧数量下降,玻璃网趋于稳定,玻璃形成能力提高。实验表明,在ＢａＯ－Ｚｎｏ－Ｌａ２Ｏ３－Ｂ２Ｏ３玻璃网络中Ｚｎ＾２＋离子的配位与ＢａＯ加入有密切关系,可以」ＺｎＯ４「四面体形式进入玻璃网络。     

ZnO-P2O5-Sb2O3-B2O3系统玻璃的形成与性能优化研究

采用熔体冷却的方法制备了xZnO-yP2O5-zSb2O3-20B2O3(x=10～30 mol%,y=10～45 mol%,z=10～50 mol%)系统无铅玻璃,研究了该体系玻璃的形成区。采用热膨胀仪、失重法等研究了xZnO-yP2O5-zSb2O3-20B2O3系统玻璃的性能和含有MnO2的20ZnO-40Sb2O3-20P2O5-20B2O3体系玻璃的性能。结果表明,随着Sb2O3含量的增加,xZnO-yP2O5-zSb2O3-20B2O3系统玻璃的转变温度降低。xZnO-yP2O5-zSb2O3-20B2O3系统玻璃的失重随P2O5含量的增加而增加。MnO2的引入降低了20ZnO-40Sb2O3-20P2O5-20B2O3系统玻璃的热膨胀系数和失重。     

PbBr2-PbCl2-PbF2-PbO-P2O5系统玻璃形成特性的研究

研究了ＰｂＢｒ２－ＰｂＣｌ２－ＰｂＦ２－ＰｂＯ－Ｐ２Ｏ５系统的玻璃形成能力和系统的玻璃形成区,测试了一些玻璃的特征温度,结果表明,加入５％ＰｂＯ的５％ＰｂＦ２都使玻璃转变温度升高,玻璃形成区缩小,并向ＰｂＢｒ２方向偏移,同时加入２．５％ＰｂＯ和２．５％ＰｂＦ２同样提高了玻璃转变温度,但却增大了玻璃形成区;继续提高ＰｂＯ和ＰｂＦ２的加入量,玻璃形成区显著减小。     

复相陶瓷(0.5BaO0.5SrO)[(1-y)TiO2yNb2O5]的介电性能研究

通过对组成进行一定的过量控制，利用传统陶瓷工艺，成功制备了具有钙钛矿相钛酸锶钡固溶体和钨青铜相铌酸锶钡固溶体两相稳定共存的(0.5BaO0.5SrO)[(1-y)TiO2yNb2O5](BSTN)复相陶瓷.用Riguaku D/max-2400型X射线衍射仪和KEITHLEY 3330阻抗分析仪对所得样品的相结构状态及介电性能进行了测试.结果表明：Y值在0.1～0.7之间的BSTN复相陶瓷为钙钛矿相和钨青铜相两相稳定共存的复合相；在该范围以外，则为单一相的钛酸锶钡与Nb或铌酸锶钡与Ti的固溶体.复相陶瓷的介电性能取决于钙钛矿相和钨青铜相的相对含量及其固溶度，当组成y约为0.7时，介电常数达到最大值；随测试频率的提高，介电常数和损耗降低.复相陶瓷中钨青铜相的铁电/顺电相转变温度与钨青铜相中固溶TiO2量相关，随固溶量增加，转变温度降低.同时，受复相陶瓷中钙钛矿相的影响，随钙钛矿相相对含量的增加，转变温度升高；钨青铜相的最低铁电/顺电相转变温度出现在约110℃，比Sr0.5Ba0.5Nb2O6下降约240℃.     

Sb2O5和Bi2O3添加剂对Ag(Nb1-xTax)O3陶瓷结构、形貌和性能的影响

研究了Sb2O5和Bi2O3添加剂对Ag(Nb1-xTax)O3陶瓷材料的结构、形貌和介电性能的影响.结果表明:当Sb2O5和Bi2O3的质量分数较少(＜2.5%)时,不会影响Ag(Nb1-xTax)O3的钙钛矿结构,但能促进其烧结,使所得陶瓷样品更均匀致密.添加适量的Sb2O5和Bi2O3均可使Ag(Nb1-xTax)O3的介电常数(ε)增大,介电损耗(tgδ)减小,介电性能的温度稳定性得到改善.Bi2O3较Sb2O5对降低Ag(Nb1-xTax)O3陶瓷损耗及改善温度稳定性的效果更佳.     

Nb5+掺杂改性CaBi4Ti4O15压电陶瓷的研究

采用传统固相烧结法,制备了CaBi4Ti(1-x)NbxO1(5x=0.00-0.05,CBT-N)系铋层状结构无铅压电陶瓷。研究了Nb5+掺杂对CBT压电陶瓷压电与介电性能的影响。研究结果表明:添加Nb5+离子,改善了CBT陶瓷的烧结特性,提高了瓷体的致密度。Nb2O5的引入降低了CBT系列陶瓷的介质损耗,改善了陶瓷的压电与介电性能。当掺入量x=0.04(CaBi4Ti0.96Nb0.04O15)时制备的CBT基铋层状压电陶瓷具有优异的压电性能:d33=14pC/N,Qm=3086,εr=212,tanδ=0.0041,kt/kp=1.681。