[发明专利]一种顺磁性旋光玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种顺磁性旋光玻璃及其制备方法。

背景技术

磁旋光材料是光电科技领域中一种重要的高新技术产品的核心材料，主要包括磁旋光晶体材料和非晶材料。与磁光晶体相比，磁光玻璃具有如下优势：①基质易于改变：玻璃成份可在很大范围内变动，加入不同种类和数量的稀土离子，为优化磁光性能提供了很好的前提；②各向同性：由于玻璃近程有序和远程无序的结构特点，易获得均匀、各向同性的玻璃介质；③易于制备和加工：应用成熟的光学玻璃工艺可以获得光学性能好、尺寸大、透光性能优异的磁光玻璃。

近年来，各国科研工作者对磁光玻璃进行了广泛而深入的研究，从揭示磁光效应的本质到寻求更大Verdet常数的新玻璃基体，均已取得了一定的成果。但是，从总体上看，磁光玻璃的发展仍存在以下问题：（1）磁光玻璃Verdet常数不能满足市场需求：增大稀土在玻璃基体中的掺杂浓度可提高玻璃的Verdet常数，但稀土浓度的提高使玻璃的综合性能（如成玻性能、热稳性、化稳性等）下降；（2）引入稀土离子价态变化导致玻璃颜色加深及Verdet常数不高；（3）铂金坩埚氧化条件下使用及玻璃需要在还原条件下熔融之间的矛盾。

国内外在研究稀土掺杂磁光玻璃时，通常选用的玻璃基体是Al₂O₃-B₂O₃系统和Al₂O₃-B₂O₃-SiO₂系统，稀土离子的掺入量受到严重限制，实用玻璃的Verdet常数较小，远远满足不了市场需求，主要是由于稀土价态的变化导致高稀土含量的玻璃颜色加深，无法满足使用要求。（1.单小兵,张其土,陆春华,倪亚茹,许仲梓.含Sm稀土硼硅酸盐玻璃的形成区及吸收谱线[J],南京工业大学学报，2003，02：36-39；2.单小兵,张其土,许仲梓.钐硼硅酸盐玻璃组成对吸收谱线的影响[J],南京工业大学学报，2004，04：31-34；3.张其土,王丽熙,付振晓,许仲梓.铒硼硅酸盐玻璃结构的研究[J],稀土，2006，01：19-22；4.聂秋华，李浩泉，徐铁峰.Er⁺³掺杂Bi₂O₃-B₂O₃-Ga₂O₃玻璃光谱性质及热稳定性研究[J],量子电子学报，2006，05：607-612；5.章春香，殷海荣，刘立营，磁光材料的典型效应及其应用[J].磁性材料及器件,2008,(03):8-11；6.殷海荣，章春香，刘立营，高Verdet常数Faraday玻璃磁光理论及其应用[J].硅酸盐通报,2008,(04):748-753；7.殷海荣，章春香，刘立营，李阳，唐保军，稀土法拉第磁光玻璃研究新进展[J].材料导报,2008,(03):7-10；8.殷海荣，汪涛，董继先，Tb³⁺/Dy³⁺共掺杂磁光玻璃的制备及性能研究[J].电子元件与材料,2010,(11):61-64；9.章春香，殷海荣，刘立营，唐保军，Tb₂O₃对磁光玻璃稳定性和微观结构的影响[J].武汉理工大学学报,2010,(05):27-30；10.殷海荣，汪涛，祖全先，杨明珍，冯敏鸽，掺Tb³⁺法拉第磁光玻璃研究新进展[J].中国陶瓷,2010,(10):3-6；11.殷海荣，章春香，刘立营，唐保军，Tb₂O₃对磁光玻璃形成区及物理化学性质的影响[J].中国稀土学报,2009,(01):57-62；12.章春香，陈国平，殷海荣，吴艳霞，刘立营，不同Tb₂O₃掺量GBS和ABS磁光玻璃的制备和性能研究[J].硅酸盐通报,2009,(02):274-278；13.殷海荣，章春香，Glass-forming Ability and Chemical Stability of Magneto-optical Glass Heavily Doped with Rare Earth Oxide[J].Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science Edition),2009,(04):640-643）。