均相共沉淀法制备ZLAN玻璃B.pdfVIP

武 汉 大 学 学 报 J0URNAL 0FW U丑AN UNⅣ ERSlTY (自然科学版) (Natura1ScieneeEdition 1994年第 1期 N o．1 1994 ※ ※ ， 研究简报 ；e ※ 均相共沉淀法制备 ZBLAN玻璃 张诚 (武汉大学红外线材料研究室，武汉， ) l…，，7，，凸 学 室， ，430072 关键词 翌堡塑羹窭均·相共沉蒋制·备 中囝法分类号TQ “．／16 胸相茁 埂怯 ， 编 ZrF 系氟化物玻璃光纤因其具有极低的理论损耗值 (0．o1dB／km，2．55pm)而被视为 理想的新一代超低损耗、超长波长红外光纤通信材料，同时在作为红外窗I=1材料、传能传感光 纤以厦激光基质材料等短程应用方面存在广阔的应用前景 ．以本世纪 7O年代末期开始 ，该领 域的研究一直受到世界各国的高度重视 ．然而近年来光纤的实际损耗值徘徊在 1dB／km左 右 ．其主要原因在于 目前尚无法从工艺上克服氟化物和氧化物微晶、气泡及铂粒等外部散 射缺陷的影响”’，而其它途径如 CVD…、So1．gel 法还 尚未见列块状玻璃的报道 ．因此，光 纤制备工艺过程的改进和新工艺的突破仍将是今后降低氟化物玻璃光纤散射损耗所面临的关 键挑战 ．本文报道的均相共沉淀法(HCP)旨在探索一条高质量氟化物玻璃的新途径 ． 1 实验 1．1 前驱体化合物制备 高纯原料 ZrO(NOa)z、Ba(NOa)zA1(NO )；、La(NO )和 NaNO 的制备见文献 [6，7]， 上述硝酸盐 中过渡金属杂质含量为 Fe(约 1×10～g／kg)，Co，Ni，Cu(1×10一ag／k~)． 将上述硝酸盐按 ZBLAN玻璃计量组成定量溶解于水介质中，经均相氟化沉淀出复合氟 化物，再经过适当处理后即得ZBLAN玻璃前驱体氟化物 ． 1．2 ZBLAN玻璃制备 批量为 50g的前驱体氟化物置于带盖 Pt·Au坩埚 内，在干燥的Ar气氛中进行玻璃熔 制．熔制温度 750~800C．最后熔体注入预热的模具中成型．玻璃组成及特征温度见表 1．玻璃 中的析晶研究采用配有HeNe激光器 (o．63 m)光学显微镜、扫描 电镜 (SEM)和 EDX分析． 2 结果和讨论 均相共沉淀法作为一种超细粉的制备方法 ，正在精细陶瓷领域中应用 ．其特点是能制备 高纯 、均匀和阳离子 比符合组成要求的前驱悼化合物微粉 (粒径 1txm级)．但将该方法用于氟 收稿 日期 t199308—12． 戴国钉 ；男，3l岁．副鞋授 ．现从事红外玻璃材料的制备与应用研究 国家 863计划”基金资助的课题 第 1期 戴国钧等 ，均相井沉淀法储备 ZBLAN玻璃 表 1 玻璃的组成 (珂d )和特征沮度 (c) 化物玻璃制备还未见报导 ．与传统的熔制工艺比较，HCP法的特点在于将用于玻璃熔制的原 料从各组成氟化物的机械混合物形式转变 成化学均匀的 目前尚未知的固溶体氟化 物，其熔化温度为 500℃左右 (见图 1，2)． 图 1是 zBLAN 玻 璃 前 驱体 氟 化 物 的 DTY 曲线，从图中可知 ，该物质的熔化温 度 比传统方法 中的各组成氟化物 的机械混 合物 的熔点 (约 700℃)要低得多，这将有 利于玻璃熔制 ．图2是前驱体氟化物的混 ZOO 360 400 500 500 合体 ，而可能是某种 固溶体化合物 ，(尽管 。r C 其