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超强激光科学卓越创新简报

(第二百九十期)

2022年7月5日

上海光机所在探究低熔点含氮亚锡氯磷酸盐玻璃的制备及结构方面取得进展

  近日,中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光单元技术实验室在350℃下制备了P-Sn-O-Cl-N玻璃系统并探究了其结构性能,相关研究成果以“Preparation and structure of low-melting-point stannous chlorophosphate containing nitrogen glasses”为题发表于Journal of Non-Crystalline Solids上。

  磷酸盐玻璃由于玻璃化转变温度低,在非球面玻璃成型、低温封装、光子转换及有机复合材料等领域具有潜在应用。氯磷酸盐玻璃具有磷酸盐和卤化物玻璃的综合优点,如热膨胀系数高、抗失透性强和声子能量低。然而,熔融温度对低熔点玻璃的形成和性能有很大影响,目前研究还没有报道过熔融温度对在500℃以下制备的Sn-P-O-Cl-N玻璃性能的影响。

  研究团队利用传统的熔融萃冷法,在500℃下制备的P-Sn-O-Cl-N无色透明玻璃体系中,通过比较样品的颜色、透明度和化学稳定性,确定最佳熔融温度为350℃,玻璃呈现出<140℃的超低玻璃化转变温度,并通过红外、拉曼和XPS研究了其组成和结构。在这之前已有研究人员对这种玻璃进行过研究,但都局限在500℃以上。在较低温度下制备的玻璃的透明度,成分和结构明显不同于500℃以上的温度。低温熔融减少了配料中Cl-和NH4+离子的挥发,从而降低了玻璃的熔点和Tg。本研究中制备的新型低熔点玻璃,为非球面成型玻璃,钙钛矿量子点的基体玻璃,和低熔点功能材料掺杂玻璃等领域提供了新思路。

  相关研究得到了国家自然科学基金的支持。

  原文链接

图1 不同温度制备的Sn-P-O-Cl-N玻璃

  图2 在350℃熔融的Sn-P-O-Cl-N玻璃的热膨胀(a)和DSC(b)曲线

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