[发明专利]掺布基球分子的光学玻璃及其制备方法

说明书

本发明是一种掺布基球分子的光学玻璃及其制备方法。

布基球分子是碳原子的第三种结合方式，其分子结构是由多个碳原子组成的笼状分子，其中最常见的是60个碳原子的圆球结构和70个碳原子的橄榄状结构，这C₆₀结构的特殊性使之称为最圆、最稳定、最耐压的分子。

布基球分子在甲苯溶液中已观察到光限制效应，在聚苯乙烯薄膜中有双稳态效应，在玻璃中的结果，至今未见任何应用和制备的报导。

本发明的目的是将布基球分子C_60-70掺入到光学玻璃中，如磷酸盐、氟磷酸盐、氟化物等光学玻璃中，使这种新的光学玻璃可作为新一代光学电脑开关材料，或者作为强激光开关材料，或者作为超导材料。

本发明的掺布基球分子的光学玻璃，是以光学玻璃作为基质材料，掺进布基球分子-C_60-70制成一种新的光学玻璃。

所说的作为基质材料的光学玻璃是磷酸盐玻璃、氟磷酸盐玻璃或氟化物玻璃。

本发明的掺布基球分子C_60-70的光学玻璃具体组成成分是：

1)掺C_60-70的磷酸盐玻璃，其组成成分是：

按重量百分比(Wt％)

P₂O₅   40-70   BaO         10-35

SrO       3-15   Al₂O₃     2-8

K₂O     9-10    *C_60-70     0.001-1.00

*Nd₂O₃ 0-8.00

2)掺C_60-70的氟磷酸盐玻璃，其组成成分是：

按重量百分比(％)表示P₂O₅   45-65   Li₂O   2-7     K₂O        5-10Al₂O₃  2-10    NaF     5-14    *C_60-70      0.001-1.00CaO       5-20    BaO     5-25    *Nd₂O₃    0-8

3)掺C_60-70的氧化物玻璃，其组成成分是：

按重量百分比(％)表示

ZrF₄    40-65    BaF₂     10-45

YF₃     2-3.0    AlF₃     2-10

CaF₂    5-16

*Na₂O₃ 0-8     *C_60-70    0.001-1.000

注：上述组成成分中有*的为外加物。

本发明的掺布基球分子的光学玻璃制备方法是：

先制备未掺杂布基球分子的基质玻璃，然后将其基质玻璃磨成粉末，经过过目筛选，加入布基球分子C_60-70的粉末，混和均匀，再放入密闭的坩埚中熔制。熔制过程中为使其均匀，要使玻璃液不断地流动，待玻璃液完全均匀后放入退火炉中逐渐冷却。

对于掺C_60-70的磷酸盐玻璃的制备，首先制备未掺C_60-70的磷酸盐玻璃作为基质，其熔制温度T为1000℃-1150℃，熔化时需用搅拌器搅拌均匀，然后将玻璃研成细粉，通过40目的筛选，再加入C_60-70粉末，混合均匀，再放入密闭的坩埚中熔制，熔制时必须使玻璃液不停地流动，旋转转速为140转/分，待玻璃均匀后再放入退火炉逐渐冷却，以消除应力。

对于掺C_60-70的氟磷酸盐玻璃，其基质熔化温度T为900℃-950℃，制备的工艺过程与上述磷酸盐玻璃相同。

对于掺C_60-70的氟化物玻璃在密闭条件下先抽真空，以除去空气，然后再充入惰性气体，制成基质玻璃，然后将基质玻璃磨成粉末，通过40目筛选，再将C_60-70粉末加入到玻璃粉末中，混合均匀，再在密闭条件下熔化成C_60-70的玻璃经退火冷却后，加工成所需样品。