[发明专利]良好光学透过性的含大尺寸微晶相的微晶玻璃及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微晶玻璃及其制备方法，特别是涉及一种良好光学透过性的含大尺寸微晶相的微晶玻璃及制备方法。

背景技术

微晶玻璃一般由特定化学成分的玻璃，经过可控地析晶而得到的有晶体和玻璃相均匀分布的复合材料，也称玻璃陶瓷。作为复合材料，微晶玻璃兼有玻璃和晶体的优异性能，又有传统玻璃和陶瓷所没有的一系列优异性能，在热学、光学、化学、生物学、力学以及电磁学等方面的性能往往优于金属和有机聚合物材料，因此引起了研究者的广泛关注。

在光学应用方面，一般都希望得到透明的微晶玻璃材料，如作为光源和光学增益介质都需要减少自身对光的吸收和散射等。根据瑞利散射理论，微晶相的尺寸越小，对光的散射作用越小，因此一般要求微晶相的尺寸为纳米级别。目前大多数研究都集中在纳米尺度的小尺寸的光学透明微晶玻璃，但是由于纳米级别的微晶相存在丰富的界面缺陷，这对于如稀土/过渡金属离子等发光中心的发光是很不利的，大大降低了其量子效率。但是微晶相尺寸稍微增大由于散射增强就容易变成半透明甚至失透，透明性很快降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种良好光学透过性的含大尺寸微晶相的微晶玻璃及制备方法，得到既具有良好光学透过性又含有大尺寸微晶相的微晶玻璃，有利于提高发光材料的光学性能。

本发明的技术方案是：

一、一种良好光学透过性的含大尺寸微晶相的微晶玻璃，其化学组成如下：

所述的微晶玻璃的微晶相为BaAl₂Si₂O₈。

所述的微晶玻璃的微晶相尺寸大小至少为80μm。

所述的微晶玻璃的微晶相为圆盘状。

所述的微晶玻璃的微晶相为单晶体。

所述的微晶玻璃的光学透过率为玻璃的95％以上。

二、一种良好光学透过性的含大尺寸微晶相的微晶玻璃的制备方法，包含以下步骤：

1)将SiO₂、Al₂O₃、BaCO₃、LaF₃原料根据玻璃组成按比例研磨混合均匀；

2)将混合好的原料放入刚玉坩埚内熔融，得到玻璃熔液；

3)将玻璃熔液倒在一块不锈钢钢板上，再用另一块不锈钢钢板常温下压平，即得到透明玻璃；

4)将得到的玻璃放在马弗炉中热处理，然后冷却到常温取出即制得该微晶玻璃。

所述的步骤1)中的SiO₂、Al₂O₃、BaCO₃、LaF₃的摩尔比百分比为35～50：10～20：15～25：10～25。

所述的步骤2)中刚玉坩埚内的熔融温度为1450～1550℃，熔融时间为30min。

所述的步骤3)中马弗炉的热处理温度为750～900℃，热处理时间为0.5～10小时。

本发明的有益效果是：

1.能够得到在玻璃基质中析出大小至少为80μm的圆盘状单晶体BaAl₂Si₂O₈的微晶玻璃，且该微晶玻璃的透过率为玻璃的95％以上。

2.微米级别大尺寸微晶相相对于纳米微晶相大大减小了界面效应，有望进一步掺杂稀土/过渡金属离子实现更高效率的发光。

3.微米尺度的单晶体微晶，可以为研究块状单晶体光学或其他性能提供良好的研究载体。

4.生产工艺简单，条件易控制，成本低。

附图说明

图1为实施例1对应的微晶玻璃的XRD图谱。

图2为实施例1对应的微晶玻璃的透射光谱。

图3为实施例1对应的微晶玻璃的光学显微照片。

具体实施方式

本发明微晶玻璃的化学组成(摩尔百分比)如下：

制得的微晶玻璃的微晶相为BaAl₂Si₂O₈，其尺寸大小至少为80μm，呈圆盘状，为单晶体。通过实验测试制得的微晶玻璃仍然保持良好的光学透过性，光学透过率为玻璃的95％以上。

本发明方法包含以下步骤：