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玻璃不简单!玩转新型稀土玻璃

导读: 稀土新型功能玻璃已经与我们的生活息息相关,并将随着技术的进步,开发出越来越多的新型功能玻璃。见新型稀土功能玻璃及其应用领域。

  稀土红外玻璃和防辐射玻璃

  含稀土的玻璃具有较宽的红外透射范围,经研究得知稀土玻璃透过波长小于7um,为了拓宽红外透过的波段,科学家们研究了含稀土非氧化物玻璃加ZrF1-LaF3-BaF2、ZrF1-ThF1-LaF3以及稀土硫属化物玻璃。这些玻璃对于红外光学和电子玻璃具有十分重大的意义。目前,红外玻璃在航空航天、红外火炮导弹卫星和电子通讯等方面得到了广泛的使用。

  随着原子能工业和电脑办公等科学的普遍开发和使用,防止红外和紫外线的辐射,保护人们的身体健康显得尤其重要。在稀土多功能新材料的研究开发中发现,防辐射的最好稀土元素有Ce、Gd、Eu、Dy、Sm和Pm等,当人们在钠-钙-硅玻璃中加人适量的CeO2和Fe203时在一定的工艺制度下能够制得非常理想的防辐射玻璃。同时可以采用浮法工艺大批量生产投放市场。

  稀土微晶玻璃

  微晶玻瑞又名玻璃陶瓷是通过控制玻瑞成核和析晶而获得的多晶陶瓷材料,残余玻璃相通常低于50%。微晶玻璃的实际应用研究不过几十年,美国康宁公司首次研制出光敏微晶玻璃,并申请了第一个微晶玻璃专利。20世纪50年代,stookey对微晶玻璃进行了大量的研究。

  由于SiO2的存在,硅酸盐氟氧化物微晶玻璃被认为具有稳定的力学、化学性能,并有比氧化物玻璃或晶体更高的激光损伤阈值。微晶玻璃作为激光介质材料的研究始于1972年,由Rapp和Chrysochoos首次提出,1973年,Müller和Neuroth用Ta2O3作成核剂制备出掺Nd+的脉冲激光微晶玻璃。1975年,Auzel等首次制出Yb3+:Er3+氟氧化物微晶玻璃,稀土离子植人PbF2微晶相中,红外上转换效率与LaF3单晶相比明显增强。1993年,Wang和ohwali报道了第一块透明氟氧化物微晶玻璃。2001年,康宁公司的Tick等研制出一种新的透明氟氧化物激光微晶玻璃,实现了掺Nd3+微晶玻璃纤维激光器。

  透明微晶玻璃的研究尽管起步较晚,但材料本身所具有的优异性能,如氟化物或卤化物的低声子能量、稀土离子可溶性、氧化物的机械和化学稳定性以及比氧化物玻璃或晶体具有更高的激光损伤阈值等优点,在光学应用方面,具有广阔的发展空间和应用前景。

  稀土新型功能玻璃

  近几十年来,人们对稀土玻璃研究的水平不断提高,研究内容从宏观进人了微观,由定性研究步入半定量至定量分析研究。稀土玻璃组成由以硼酸盐系统为主拓展至氧化物、氧氮化合物、卤化物、硫化物玻璃,还包含非晶态物质、非晶态半导体金属玻璃、非晶态碳、无定形体和有机高分子物质等。玻璃形态包括球、管、块状、薄板纤维膜涂层、微孔体及粉末。玻璃制备方法也由传统的高温熔融、成型有压制、吹制、拉制等发展为:CVD或溅射法用于制备薄膜,CVD用于光纤预制棒的制备,溶胶凝胶法的液相低温合成,通过热处理使之出现分相、结晶等,制备出微孔玻璃、生物微晶玻璃等,通过离子交换制备折射率分布镜头及光波导路。

  稀土窗玻璃是由稀土元素和二氧化硅组成,它可以吸收太阳光和贮存热能,当太阳光照射到稀土玻璃上时,它可以透过可见光,吸收红外光.稀土玻璃可以把红外能转换成玻璃的内能,升高玻璃的温度,改善玻璃的热吸收能力,增加进入室内的太阳能,降低采吸能耗,对于建筑节能和环境保护具有重要的意义。日本旭硝子已经开始生产含稀土车窗用吸收热能玻璃。近年,美、日、法等国开发出掺氧化铈的防紫外线玻璃,用于汽车挡风玻璃和其它方面。这将是今后稀土应用的热点。

  稀土法拉第磁光玻璃是一种新型的功能材料,因其各向均匀性好,磁光性能优异,成本低廉,在光纤通讯、电力输送、航天、制导、卫星测控和激光系统等一切需要避免有害反射光的场合中都有着广泛的应用,是高科技领域中非常重要的新型功能材料。

  还有稀土有色玻璃、生物玻璃、抗菌玻璃、耐热防火玻璃等,稀土新型功能玻璃已经与我们的生活息息相关,并将随着技术的进步,开发出越来越多的新型功能玻璃。见新型稀土功能玻璃及其应用领域。

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