一种高弗尔德常数磁敏旋光玻璃及其制备方法

祁学孟

1993年7月7日

1991年12月29日

1991年12月29日

中国科学院西安光学精密机械研究所

C03C4/00GK1073927SQ91112680

弗尔德 磁敏旋光 常数 玻璃

1.一种磁敏旋光玻璃，本发明的特征在于其化学组成为(重量百分比)，Tb2O356-69，SiO26-24，B2O36-14，Al2O33-12，MgO0-4，BaO0-8；其弗尔德常数为0.26-0.38分/奥斯特·厘米(波长为623.8nm)2.根据权利要求1所述的玻璃，其特征在于，是采用二次熔融技术进行熔炼3.根据权利要求2所述的玻璃，其特征在于，制备时采用的原料及其用量为(重量百分比)，Tb4O757-70，SiO24-29，H3BO39-27，Al(OH)34-22，Mg(OH)20-6，BaCO30-11，其中H3BO3、Al(OH)3、Mg(OH)2、BaCO3可以分别以B2O3、Al2O3、MgO、BaO替换4.根据权利要求2、3所述的玻璃，其特征在于二次熔融技术为，第一次在1520-1560℃温度下熔化、澄清、搅拌均化二小时，第二次在1450-1550℃温度下将玻璃中析出物再次熔融、澄清、搅拌均化

本发明属磁光玻璃及其制备方法的改进磁敏旋光玻璃是一种新兴的高科技领域中重要的功能材料，根据法拉第旋光效应(即磁光效应)，磁光玻璃可以制作光学隔璃器、磁光调制器、磁光开关和高压输电线路中大电流测量传感器头等功能器件;用磁光玻璃拉制出磁敏保偏光纤，在光纤陀螺制导、偏振光保密通信、实时图象识别，以及高压、防火防爆、有毒及放射性环境中磁场检测等领域有重要应用而表征磁光玻璃性能的最重要参数为弗尔德常数，根据磁光效应，当光平行于磁场方向而通过磁光玻璃时，将发生偏振面的旋转，而旋转角度 ＝V.L.H，式中V为弗尔德常数(分/奥斯特·厘米)，又名顺磁旋光系数，L为旋光玻璃长度，H为磁场强度，当L和H为定值时，V值越高 角越大，其旋光性能就越好目前国际上性能最好的磁光玻璃是美日跨国公司HOYA CO.生产的FR-5玻璃，其产品说明书中叙述FR-5玻璃的弗尔德常数为0.242(波长为632.8nm)1988年，有报导该公司正在试制性能进一步改善的FR-6玻璃，但未报导其性能参数，参见Donald Wilson，Laser Focus/electra-optics，Dec.103(1988).本发明的目的在于提出一种高弗尔德常数的磁敏旋光玻璃及其制备方法本发明的特征在于玻璃为Tb2O3-Al2O3-B2O3-SiO2系磁光玻璃，其化学组成为(重量百分比)Tb2O356-69，SiO26-24，B2O36-14，Al2O33-12，MgO 0-4，BaO 0-8，其熔炼工艺采用二次熔融技术其制备的具体方法步骤为原料采用分析纯和光谱纯的化学试剂，其原料的选择及用量为(重量百分比)，Tb4O757-70，SiO24-29，H3BO39-27，AL(OH)34-22，Mg(OH)20-6，BaCO30-11，除Tb4O7和SiO2外，其他原料可选择替换，如H3BO3可选择B2O3，Al(OH)3可选择Al2O3，Mg(OH)2可选择MgO，BaCO3可选择BaO等等，其替换后的用量可根据上述比例计算;经研磨混合均匀后，用铂坩锅进行二次熔炼，第一次在1520-1560℃温度下熔化、澄清、搅拌均化二小时，第二次在1450-1550℃温度下，将玻璃中析出物再次熔融、澄清、搅拌均化，然后浇注在钢模中，再经退火即得到成品玻璃本发明所采用的二次熔融技术具有以下优点，比一次熔融温度的可低50-80℃，而且其熔融时间可缩短2-3小时所制备的磁光玻璃具有性能稳定、不失透、化学性质稳定、易于扩大生产等优点，其弗尔德常数为0.26-0.38(波长为632.8nm)，相比FR-5玻璃高出38%，测得的其它性能参数为折射率ND＝1.74928，NC＝1.74497，NF＝1.75961，阿贝数51.18，软化点约780℃，这些参数均优于FR-5玻璃本发明所制备的磁光玻璃可用于可见光、近红外波段，具有优良的拉丝性能