摻Sr、Sn的PbF-,2--GaF-,3--InF-,3--CdF-,2--ZnF-,2-玻璃的制備及性能研究.pdf

1、含鎵氟化物玻璃具有較其它氟化物玻璃更寬的紅外透過范圍和更低的聲子能量，是一種優(yōu)質(zhì)的光纖材料。特別是它們?cè)诠獯鎯?chǔ)系統(tǒng)、光通訊系統(tǒng)、激光醫(yī)療儀器和傳感器等方面的應(yīng)用潛力很大。因此，含鎵氟化物玻璃逐漸成為這一研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。在本文中，我們采用差示掃描量熱儀(DSC)、x射線粉末衍射法(XRD)、紅外分光光度計(jì)(IR)、偏光顯微鏡、金相顯微鏡等，著重討論了PbF2-GaF3-InF3-CdF2-ZnF2-SnF2-XF2(PGICZX，

2、X=Sr、Sn)玻璃的光學(xué)性質(zhì)及穩(wěn)定性。 首先，在實(shí)驗(yàn)中，我們成功地制備出分別摻Sr、Sn的PbF2-GaF3-InF3-CdF2-ZnF2-XF2新系統(tǒng)(PGICZX，X=Sr、Sn)的玻璃樣品。在現(xiàn)有的工藝條件下，能制得厚度在(0．20～0．56)mm范圍內(nèi)的透明塊狀玻璃。而且也實(shí)現(xiàn)了通過玻璃組成的變化來降低玻璃的折射率，成功地使得玻璃的折射率由原來基玻璃的1．614降到1．575。在基本不影響其透過范圍的基礎(chǔ)上，制得的

3、20PbF2-20GaF3-15InF3-20CdF2-15ZnF2-10SnF2(B2#)玻璃具有較低的折射率(n=1．584)、較高的透過率(T=74％，d=0．26mm)、紅外截止波長(zhǎng)為11．1μm，可用于(2．5～1０)μm范圍內(nèi)的超低損耗的光纖，有望成為一種新型的長(zhǎng)距離無中繼光通訊材料。 在總結(jié)分析前人提出的各種穩(wěn)定性判據(jù)和析晶動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)上，考慮使用綜合了析晶動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)兩方面因素的新判據(jù)kb(T)。通過對(duì)易析晶的

4、氟鎵酸鹽玻璃GaF3-SrF2-CdF2-ZnF2-MFn(GSCZM，M=AI、Ba、Ca、Gd、Mg、Th和Zr))的穩(wěn)定性的析晶動(dòng)力學(xué)研究,用Augis-Bennett法和修正Kissinger法獲得的析晶動(dòng)力學(xué)參數(shù)v和E，當(dāng)溫度取Tg，Tc及Tp時(shí)，及在不同的升溫速率下對(duì)各玻璃穩(wěn)定性判據(jù)進(jìn)行分析比較，結(jié)果證明：kb(T)判據(jù)適用于這類易析晶的氟鎵酸鹽玻璃。實(shí)驗(yàn)成功地判別了氟鎵酸鹽玻璃GSCZM七種玻璃的穩(wěn)定性順序，其順

5、序?yàn)椋篏SCZTh＞GSCZZr＞GSCZMg＞GSCZAl＞GSCZGd＞GSCZBa＞GSCZCa。研究了PGICZX(X=Sr、Sn)玻璃隨著組分變化，其穩(wěn)定性的變化。 在基玻璃組成上，隨著Sr取代Zn量的增加，玻璃的穩(wěn)定性明顯變差；隨著Sn取代Pb量的增加，玻璃的穩(wěn)定性有著變差的趨勢(shì)。作為網(wǎng)絡(luò)外體，SFF2對(duì)本系統(tǒng)玻璃的形成有負(fù)面的影響，易于導(dǎo)致玻璃結(jié)晶：而PbF2增強(qiáng)了本系統(tǒng)玻璃形成體的共價(jià)性能，增加液相中聚合物的種

6、類，有利于玻璃的形成。 從玻璃析晶轉(zhuǎn)變的微觀機(jī)制出發(fā)，考慮了形核機(jī)制對(duì)玻璃析晶轉(zhuǎn)變的影響，用析晶轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)的公式求得的析晶動(dòng)力學(xué)參數(shù)n和E值具有明確的物理意義。我們通過對(duì)20PbF2-20GaF3-15nF3-20CdF2-15ZnF2-10SnF2組分玻璃的等溫析晶研究，得出了Avrami晶化指數(shù)n為2．6，對(duì)應(yīng)的活化能為140．3kJ。從這些值中，我們可以得出玻璃具有較好的抗析晶穩(wěn)定性。20GaF3-15InF3-20Cd