專(zhuān)利名稱(chēng)：Ga-P-S玻璃組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及fei-P-S玻璃組合物。所述玻璃組合物能夠透射紅外輻射。紅外透射 的玻璃能夠應(yīng)用于例如紅外(IR)窗、波導(dǎo)光纖，以及用于發(fā)光摻雜劑如稀土摻雜劑的主體 玻璃。
背景技術(shù)：
紅外輻射是電磁光譜中頻率僅低于紅光的部分。紅外透射的材料具有許多應(yīng)用。 例如，在天文學(xué)領(lǐng)域，地球大氣層散射的紅外輻射沒(méi)有可見(jiàn)光那樣多。因此，可以使用阻擋 除紅外線(xiàn)外的所有射線(xiàn)的特定濾光片在沒(méi)有與可見(jiàn)光相關(guān)的散射的情況下獲得準(zhǔn)確的天 文圖像。例如，還可以使用透射的紅外輻射在沒(méi)有可見(jiàn)光的條件下探測(cè)物體或人的位置。這 種性質(zhì)已經(jīng)用于軍事用途，例如用于紅外傳感器。紅外透射的玻璃例如在共同擁有的美國(guó)專(zhuān)利5，240, 885中揭示的那些玻璃，因?yàn)?它們的聲子能低，使輻射很好透射成電磁輻射光譜中紅外部分。這些玻璃可以用于例如制 造高效激光器、放大器、以及用適當(dāng)?shù)南⊥翐诫s劑摻雜時(shí)制造升頻器。因?yàn)榻饘?硫鍵通常弱于金屬-氧鍵，硫化物玻璃的聲子能小于氧化物玻璃的聲 子能，因此，能將輻射進(jìn)一步透射成為電磁輻射光譜的紅外區(qū)域。因此，硫化物玻璃具有在 如美國(guó)專(zhuān)利5，240, 885所述的玻璃應(yīng)用中用于稀土金屬的主體材料的可能性。但是，許多硫化物玻璃為黑色，因此不適合用于上述應(yīng)用，因?yàn)檫@樣一種主體玻璃 而不是稀土元素會(huì)傾向于吸收輻射。一種示例的硫化物玻璃(硫化砷)能透過(guò)輻射光譜的可見(jiàn)光部分的長(zhǎng)波長(zhǎng)范圍的 輻射以及遠(yuǎn)至紅外區(qū)域的輻射，因此會(huì)認(rèn)為是稀土金屬的合適主體玻璃。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)稀 土摻雜劑在硫化砷玻璃中相對(duì)不溶。已知稀土摻雜劑能很好溶解于大多數(shù)的氧化物玻璃，曾推測(cè)它們?cè)诹蚧椴Ａе?明顯的不溶解性是因?yàn)樵诹蚧椴Ａc氧化物玻璃的總體結(jié)構(gòu)之間存在差異。據(jù)信，硫化 砷玻璃是由長(zhǎng)鏈和共價(jià)鍵合的棱錐體Ad3基團(tuán)的層組成，而氧化物玻璃通常包含相關(guān)離子 結(jié)合的MO4四面體的三維網(wǎng)絡(luò)，其中M是所謂的形成網(wǎng)絡(luò)的金屬例如硅、磷、鋁等。稀土摻 雜劑容易容納在這些離子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，在該結(jié)構(gòu)中這些摻雜劑可彌補(bǔ)因鋁硅酸鹽玻璃中存 在兩個(gè)或多個(gè)形成網(wǎng)絡(luò)的金屬例如鋁和硅造成的電荷不平衡。共同擁有的美國(guó)專(zhuān)利5，392，376揭示一種硫化物玻璃體系，該體系對(duì)電磁光譜的 可見(jiàn)光和紅外部分都顯示良好的透明性，并具有相關(guān)離子的三維結(jié)構(gòu)，包括硫化鎵玻璃。與 硫化砷玻璃不同，這些玻璃的結(jié)構(gòu)是基于共享( 四面體的角的三維連接。稀土金屬易于 溶解于這些玻璃。在非晶性固體雜志(Journal of Non-Crystalline Solids)中，在以下論文 中描述了二元AsP硫化物玻璃“As-P-S玻璃的振動(dòng)光譜和結(jié)構(gòu)”以及“有形成化合物傾向的形成玻璃的體系A(chǔ)、&-P4si(l”(“ Vibrational Spectra and Structure of As-P-S Glasses “禾口 “ A Glass-Forming System With Compound-Forming Tendency As4S6-P4S10" }。但是，在這些論文中描述的玻璃不含fe。共同擁有的美國(guó)專(zhuān)利6，277，775描述了富含Ge的GeAs硫化物玻璃含有Pj5和任 選的Gaj3或，這種玻璃可作為有用的主體玻璃，稀土摻雜劑也可有效地分散于其中。具有另外的(ia-P-S玻璃組合物是有益的，電磁光譜的紅外部分可透過(guò)這種組合 物，該組合物能有效摻雜稀土金屬。而且耐久性提高的fe-p-s玻璃組合物是有益的，電磁 光譜的可見(jiàn)光部分也可透過(guò)這種玻璃組合物。發(fā)明概述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式是一種玻璃組合物，該組合物包含按原子百分?jǐn)?shù)表示的以 下組分45-85% S或者S和k的組合或S和Te的組合或S、Se和Te的組合，其中，S的 百分?jǐn)?shù)大于或等于Se、Te或者％和Te的組合的百分?jǐn)?shù)；
> 0至25% ( 或( 和h的組合，其中，In的百分?jǐn)?shù)小于或等于20% ； >0至20%卩；
0-40% As 0-15% Ge 0-10% Sb ；和
0-5% M，其中M選自Sn、Tl、Pb、Bi以及它們的組合；
其中，各百分?jǐn)?shù)以玻璃組合物中S、SeJe、Ga、In、P、AS、Ge、Sb和M原子的總量為

基準(zhǔn)。發(fā)明人驚奇地發(fā)現(xiàn)，盡管( 在富含As的硫化物玻璃中的溶解度低，但組合添加( 和P ^ As2S3-Ga2S3-P2S5的三元體系中形成大范圍的玻璃。而且，在這種體系中玻璃形 成足夠大的范圍，可以形成二元Ga2S3-Pj5玻璃。使用這種組合物作為基礎(chǔ)玻璃，也能夠證 實(shí)在三元GeS2-Ga2S3-Pj5體系中玻璃形成的連續(xù)區(qū)域.這種玻璃組合物解決了常規(guī)玻璃組合物的一個(gè)或多個(gè)上述缺陷，并提供一個(gè)或多 個(gè)以下優(yōu)點(diǎn)玻璃具有提高的熱穩(wěn)定性和在調(diào)整其他玻璃性質(zhì)上有更大的靈活性，例如，特 性溫度如玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、軟化點(diǎn)、應(yīng)變點(diǎn)、退火點(diǎn)等，和熱膨脹系數(shù)(CTE)，以及對(duì)特 定應(yīng)用重要的折射率。在以下的詳細(xì)描述中提出了本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點(diǎn)，其中的部分特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì) 本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言由所述內(nèi)容而容易理解，或按文字描述和其權(quán)利要求書(shū)以及附圖中 所述實(shí)施本發(fā)明而被認(rèn)識(shí)。應(yīng)理解前面的一般性描述和以下的詳細(xì)描述都只是對(duì)本發(fā)明的示例，用來(lái)提供理 解要求保護(hù)的本發(fā)明的性質(zhì)和特性的總體評(píng)述或框架。包括的附圖提供了對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，附圖被結(jié)合在本說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成說(shuō)明 書(shū)的一部分。附示說(shuō)明了本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，并與說(shuō)明書(shū)一起用來(lái)說(shuō)明本 發(fā)明的原理和操作。附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明僅通過(guò)以下詳述或與附圖一起可更好地理解本發(fā)明。
圖l是按照一個(gè)實(shí)施方式的玻璃組合物的固態(tài)“P魔角自旋核磁共振(“P MASNMR)譜圖。
圖2是示例玻璃組合物的Tg與摩爾％GaPS。的關(guān)系圖。
圖3是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的玻璃組合物的紅外透射光譜圖。
發(fā)明詳述
下面詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的各實(shí)施方式。只要可能，在所有附圖中使用相同的編號(hào)來(lái)表示相同或類(lèi)似的特征。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式是一種玻璃組合物，該組合物包含按原子百分?jǐn)?shù)表示的以下組分
45—85％S或者S和Se的組合或S和Te的組合或S1Se和Te的組合，其中，S的百分?jǐn)?shù)大于或等于Se1Te或者Se和Te的組合的百分?jǐn)?shù)；
>o至25％Ga或Ga和工n的組合，其中，工n的百分?jǐn)?shù)小于或等于20％；
>o至20％P
o一40％AS
o—15％Ge
] o—lo％Sb和
o一5％M，其中M選自Sn1Tl1Pb1Bi以及它們的組合；
其中，各百分?jǐn)?shù)以玻璃組合物中S1Se1Te1Ga1工n1P1AS1Ge1Sb和M原子的總量為基準(zhǔn)。
在一些實(shí)施方式中，所述玻璃組合物包含>o％AS，>o％Ge，o％Sb，和／或>o％M。
在玻璃組合物中可存在不同量，例如痕量1o．11o．21o．3，最多包含lo％的Sb。
在一個(gè)實(shí)施方式中，玻璃組合物包含>o％M。在玻璃組合物中可存在不同量，例如痕量1o．11o．21o．3，最多包含5％的M。因此，所述玻璃組合物可以包含例如>o％Sn，>o％Tl，>o％Pb，和／或>o％Bi。所述元素，特別是Sb和／或M的用量可以不同，以改變玻璃的一種或多種物理性質(zhì)，例如Tg，CTE，密度，和／或吸收。
在一個(gè)實(shí)施方式中，玻璃組合物包含二元Ga，S，一P，S。體系，其中，一個(gè)或多個(gè)S原子可被Se或Te替代；一個(gè)或多個(gè)Ga原子可被工n替代凡Se和Te原子的結(jié)合總量為70—130％化學(xué)計(jì)量值。
在一個(gè)實(shí)施方式中，玻璃組合物包含二元Ga，S，一P，S。體系，其中，一個(gè)或多個(gè)S原子被Se或Te替代；一個(gè)或多個(gè)Ga原子被工n替代凡Se和Te原子的結(jié)合總量為70—130％化學(xué)計(jì)量值。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，二元Ga，S，一P，S。體系包含40一60摩爾％Ga，S，和40一60摩爾％P，S。，其中，一個(gè)或多個(gè)S原子可被Se或Te替代；一個(gè)或多個(gè)Ga原子可被工n替代凡Se和Te原子的結(jié)合總量為70—130％化學(xué)計(jì)量值。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，二元Ga，S，一P，S。體系包含40一60摩爾％Ga，S，和40一60摩爾％P，S。，其中，一個(gè)或多個(gè)S原子可被Se或Te替代；一個(gè)或多個(gè)Ga原子可被工n替代凡Se和Te原子的結(jié)合總量為70—130％化學(xué)計(jì)量值。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，玻璃組合物包含三元GeS，一Ga，S，一P，S。體系，其中，一個(gè)或多個(gè)S原子可被％或Te替代；一個(gè)或多個(gè)( 原子可被個(gè)h替代；Sje和Te原子的結(jié)合總 量為70-130%化學(xué)計(jì)量值。在另一個(gè)實(shí)施方式中，玻璃組合物包含三元GeS2-Ga2S3-Pj5體系，其中，一個(gè)或多 個(gè)S原子被％或Te替代；一個(gè)或多個(gè)( 原子被h替代；S、Se和Te原子的結(jié)合總量為 70-130%化學(xué)計(jì)量值。三元Ge^-Ga2S3-Pj5體系可包含例如1-60摩爾％ Ga2S3和1-60摩爾％ P2S5，> 0 至55摩爾％ Ge&，其中，一個(gè)或多個(gè)S原子可被％或Te替代；一個(gè)或多個(gè)( 原子可被h 替代；S、Se和Te原子的結(jié)合總量為70-130%化學(xué)計(jì)量值。三元Ge^-Ga2S3-Pj5體系可包含例如1-60摩爾％ Ga2S3^ 1-60摩爾％ P2S5，> 0至 55摩爾％ GeS2，其中，一個(gè)或多個(gè)S原子被％或Te替代；一個(gè)或多個(gè)( 原子被h替代； S、Se和Te原子的結(jié)合總量為70-130%化學(xué)計(jì)量值。根據(jù)又一個(gè)實(shí)施方式，玻璃組合物包含三元As2S3-Ga2S3-Pj5體系，其中，一個(gè)或多 個(gè)S原子可被％或Te替代；一個(gè)或多個(gè)( 原子可被h替代；Sje和Te原子的結(jié)合總量 為70-130%化學(xué)計(jì)量值。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，玻璃組合物包含三元As2S3-Ga2S3-Pj5體系，其中，一個(gè)或多 個(gè)S原子被％或Te替代；一個(gè)或多個(gè)( 原子被h替代；S、Se和Te原子的結(jié)合總量為 70-130%化學(xué)計(jì)量值。三元AhS-Ga2S3-Pj5體系可包含例如1-60摩爾％ Ga2S3^ 1-60摩爾％ P2S5，> 0至 95摩爾％ As2S3，其中，一個(gè)或多個(gè)S原子可被％或Te替代；一個(gè)或多個(gè)( 原子可被h替 代；S、Se和Te原子的結(jié)合總量為70-130%化學(xué)計(jì)量值。三元Aii2&-Ga2S3-P2& 體系可包含 1-60 摩爾 ％ Ga2S3^ 1-60 摩爾 ％ P2S5，> 0 至 95 摩爾％ As2S3,其中，一個(gè)或多個(gè)S原子被％或Te替代；一個(gè)或多個(gè)( 原子被h替代；S、 Se和Te原子的結(jié)合總量為70-130%化學(xué)計(jì)量值。在一個(gè)實(shí)施方式中，三元As2S3-Ga2S3-Pj5體系包含大于50摩爾％至小于或等于 60摩爾％ Ga2S3，大于或等于1摩爾％至小于50摩爾％ P2S5,以及> 0至小于50摩爾％ As2S3，其中，一個(gè)或多個(gè)S原子可被％或Te替代；一個(gè)或多個(gè)( 原子可被h替代；S、Se 和Te原子的結(jié)合總量為70-130%化學(xué)計(jì)量值。在一個(gè)實(shí)施方式中，三元As2S3-GE^3-Pj5體系包含大于50摩爾％至小于或等于 60摩爾％ Ga2S3，大于或等于1摩爾％至小于50摩爾％ P2S5,以及> 0至小于50摩爾％ As2S3，其中，一個(gè)或多個(gè)S原子可被％或Te替代；一個(gè)或多個(gè)( 原子可被h替代；S、Se 和Te原子的結(jié)合總量為70-130%化學(xué)計(jì)量值。根據(jù)一些實(shí)施方式，所述玻璃組合物還包含一種或多種鑭系元素。以玻璃組合物 中全部原子為基準(zhǔn)，組合物中各鑭系元素的含量獨(dú)立地為最多5原子％，包括一種或多種 鑭系元素。在玻璃組合物中存在不同量，例如痕量、0. 1、0.2、0.3，最多包含5原子％的一種 或多種鑭系元素。鑭系元素例如是鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿和镥。上述玻璃組合物的各種子集形成了本發(fā)明的其他實(shí)施方式。例如，在一個(gè)子集中， 玻璃組合物按原子％包含以下組分60-70% S或者S和％的組合或S和Te的組合或S、％和Te的組合；6-20% Ga或者( 和h的組合；禾口
15-20% P。這種玻璃組合物可以包含例如> 0至15% h。在第二子集中，玻璃組合物按原子％包含以下組分60-70% S或者S和％的組合或S和Te的組合或S、％和Te的組合；1-16% Ga或者Ga和In的組合；禾口1-17% P;和4-40% As0在第三子集中，玻璃組合物按原子％包含以下組分60-70% S或者S和％的組合或S和Te的組合或S、％和Te的組合；10-20% Ga或者( 和h的組合；禾口10-20% P;和1-15% Ge0在本文所述的玻璃組合物中，SJe和Te原子的結(jié)合總量為70-130%化學(xué)計(jì)量值。 根據(jù)一些實(shí)施方式，S、Se和Te原子的結(jié)合總量的化學(xué)計(jì)量值不為100%。本文所述的玻璃組合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度可以例如大于或等于150°C。玻璃化轉(zhuǎn) 變溫度還可以例如是低于或等于450°C。電磁光譜的近紅外部分還可透過(guò)所述玻璃。電磁 光譜，例如可見(jiàn)光光譜的長(zhǎng)波長(zhǎng)范圍中的可見(jiàn)光部分可透過(guò)所述玻璃組合物。本發(fā)明具有的包含( 和P的玻璃寬的玻璃形成范圍提供了調(diào)整玻璃性質(zhì)的靈活 性，例如，特性溫度如Tg、軟化點(diǎn)、應(yīng)變點(diǎn)、退火點(diǎn)等和CTE，以及對(duì)特定應(yīng)用重要的折射率。玻璃中結(jié)合存在的( 和P導(dǎo)致形成象GaP、的結(jié)構(gòu)單元，如

圖1的GaP、玻璃的 31P MAS NMR譜圖所示，在該實(shí)施例中，該實(shí)施例組成示于表1。在84ppm的共振16與玻璃 中的PS4/2基團(tuán)相關(guān)。這些象GaP、的結(jié)構(gòu)單元與含P但不含( 的硫化物玻璃相比，改進(jìn)了耐久性。在 不含( 但含P的硫化物玻璃中，P通常以四面體S = PS372基團(tuán)存在，其中4個(gè)配位S原子 中的一個(gè)原子沒(méi)有鍵合，因此相對(duì)有反應(yīng)性。結(jié)果，這種材料的防潮性能經(jīng)常較差。( 的存 在可將后者轉(zhuǎn)化為四面體的PS4/2基團(tuán)，其中全部4個(gè)配位的S原子在P和相鄰( 原子之 間形成鍵，結(jié)果形成耐化學(xué)性更高的網(wǎng)絡(luò)。( 與P的比值大于或等于1時(shí)，P上所有沒(méi)有鍵 合的S原子由( 補(bǔ)充，因此達(dá)到最大耐久性。在一個(gè)實(shí)施方式中，玻璃組合物的fe/P比值 大于或等于0. 8，例如，大于或等于1。圖2是玻璃組合物的Tg與示例組合物中存在的％ GaPS4的關(guān)系圖，例如，曲線(xiàn)10 顯示示例的GeS2-GaPS玻璃的Tg與該玻璃組合物中存在的％ GaPS4的關(guān)系，曲線(xiàn)12顯示 示例的AsPS4-GaP、玻璃的Tg與該玻璃組合物中存在的％ GaPS4的關(guān)系，曲線(xiàn)14顯示示例 的As2S3-GaPS玻璃的Tg與該玻璃組合物中存在的％ GaPS4的關(guān)系。因此，光纖拉制或擠出 的溫度可以在至少200°C的范圍內(nèi)調(diào)整。和其他硫化物玻璃一樣，本文所述玻璃組合物在電磁光譜的紅外部分中的透明性 提高，如圖3所示。曲線(xiàn)18顯示示例的GaPAs硫化物玻璃(表2所示的實(shí)施例13)的紅外 透射光譜。該樣品的厚度為2毫米。降低S = PS372基團(tuán)濃度或者不存在該基團(tuán)的作用是減少或消除因P = S拉伸造 成的相對(duì)高頻率吸收。實(shí)施例根據(jù)本發(fā)明，玻璃組合物可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的將常規(guī)硫化物玻璃熔融 和成形的方法制備。例如，對(duì)以下實(shí)施例的示例玻璃組合物，將10-36克的批料加入到在充 滿(mǎn)氮?dú)獾氖痔紫渲械娜廴谑碴持?，所述批料例如由以下元素組成fe、P、AS、Ge和S。將 該安瓿抽真空至約10_6乇，火焰密封，然后在搖擺式爐中加熱至約80(TC。熔融之后，安瓿 在室溫水中驟冷，以使硫化物熔體轉(zhuǎn)化為玻璃。中所示的示例組成示于表1，表2，表3，表4和表5。各表示出實(shí)際批料重量，按原 子百分?jǐn)?shù)表示的玻璃組成和按摩爾百分?jǐn)?shù)表示的玻璃組成。表1示出在二元Giij3-Pj5體系中玻璃形成的例子，以及其中( 被h部分替代 的例子。表2和表3示出在玻璃沿表2所示的As2S3-GaPS結(jié)合點(diǎn)，以及玻璃沿表3所示 AsPS4-GaPS4結(jié)合點(diǎn)的情況下在三元體系中玻璃形成的例子。表4示出來(lái) 自三元Ge^-Ga2S3-Pj5體系的玻璃。表5示出在二元Giij3-Pj5體系、三元Ge^-Ga2S3-Pj5 體系和三元As2S3-Ga2S3-Pj5體系中形成非化學(xué)計(jì)量玻璃的例子。在表5中，％ xsS是對(duì)特 定玻璃組成當(dāng)該玻璃包含在表中相應(yīng)欄中的組分或者對(duì)正?；瘜W(xué)計(jì)量的100%硫時(shí)超過(guò)正 ?；瘜W(xué)計(jì)量的量的硫的百分?jǐn)?shù)。例如，表5中實(shí)施例31在％XsS行中顯示-10。與特定玻 璃組成的正常化學(xué)計(jì)量相比這一玻璃組合物具有100-10 = 90%硫。例如，表5中實(shí)施例36 在％ xsS行中顯示10。與特定玻璃組成的正常化學(xué)計(jì)量相比這一玻璃組合物具有100+10 =110%硫。Tg采用差式掃描量熱法(DSC)測(cè)量，軟化點(diǎn)(Ts)采用平行板粘度測(cè)定法測(cè)量。按照 透射率等于在2. 4微米下的透射率的50%時(shí)的波長(zhǎng)的透射率數(shù)據(jù)計(jì)算吸收帶邊緣(λ J。表 權(quán)利要求
1.一種玻璃組合物，包含按原子百分?jǐn)?shù)表示的以下組分45-85% S或者S和Se的組合或S和Te的組合或S、Se和Te的組合，其中，S的百分 數(shù)大于或等于Se、Te或者％和Te的組合的百分?jǐn)?shù)；>0至25% ( 或( 和h的組合，其中，In的百分?jǐn)?shù)小于或等于20% ；>0 至 20% P ； 0-40% As 0-15% Ge 0-10% Sb ；和0-5% M，其中M選自Sn、Tl、Pb、Bi以及它們的組合；其中，各百分?jǐn)?shù)以玻璃組合物中S、k、Te、fei、In、P、AS、Ge、Sb和M原子的總量為基準(zhǔn)。
2.如權(quán)利要求1所示的玻璃組合物，所述組合物包含>0% As。
3.如權(quán)利要求1所示的玻璃組合物，所述組合物包含>0% Ge。
4.如權(quán)利要求1所示的玻璃組合物，其特征在于，所述組合物包含>0% Sb。
5.如權(quán)利要求1所示的玻璃組合物，所述組合物包含>0% M0
6.如權(quán)利要求1所示的玻璃組合物，所述組合物包含二元Ga2S3-Pj5體系，其中， 一個(gè)或多個(gè)S原子可被％或Te替代；一個(gè)或多個(gè)( 原子可被h替代；和S、Se和Te原子的結(jié)合總量為70-130%化學(xué)計(jì)量值。
7.如權(quán)利要求6所述的玻璃組合物，其特征在于，二元Ga2S3-Pj5體系包含40-60摩 爾% Ga2S3和40-60摩爾% P2S5，其中，一個(gè)或多個(gè)S原子可被％或Te替代；一個(gè)或多個(gè)( 原子可被h替代；和S、Se和Te原子的結(jié)合總量為70-130%化學(xué)計(jì)量值。
8.如權(quán)利要求1所示的玻璃組合物，其特征在于，所述組合物包含三元GeS2-Ga2S3-Pj5 體系，其中，一個(gè)或多個(gè)S原子可被％或Te替代；一個(gè)或多個(gè)( 原子可被h替代；和S、Se和Te原子的結(jié)合總量為70-130%化學(xué)計(jì)量值。
9.如權(quán)利要求8所述的玻璃組合物，其特征在于，三元GeS2-Ga2S3-Pj5體系包含1_60 摩爾％ Ga2S3,1-60摩爾％ P2S5和> 0至55摩爾％ Ge&，其中，一個(gè)或多個(gè)S原子可被k或 Te替代；一個(gè)或多個(gè)( 原子可被h替代；和S、Se和Te原子的結(jié)合總量為70-130%化學(xué)計(jì)量值。
10.如權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，其特征在于，所述組合物包含三元 As2S3-Ga2S3-P2S5 體系，其中，一個(gè)或多個(gè)S原子可被％或Te替代；一個(gè)或多個(gè)( 原子可被h替代；和S、Se和Te原子的結(jié)合總量為70-130%化學(xué)計(jì)量值。
11.如權(quán)利要求10所述的玻璃組合物，其特征在于，所述組合物包含三元 As2S3-Ga2S3-P2S5 體系，其中，一個(gè)或多個(gè)S原子被％或Te替代；一個(gè)或多個(gè)( 原子被h替代；和S、Se和Te原子的結(jié)合總量為70-130%化學(xué)計(jì)量值。
12.如權(quán)利要求10所述的玻璃組合物，其特征在于，三元As2S3-Ga2S3-P2S5體系包含 1-60摩爾％ (^a2S3，1-60摩爾％ Pj5和> 0至95摩爾％ Aii2S3，其中，一個(gè)或多個(gè)S原子可被 Se或Te替代；一個(gè)或多個(gè)( 原子可被h替代；和S、Se和Te原子的結(jié)合總量為70-130%化學(xué)計(jì)量值。
13.如權(quán)利要求10所述的玻璃組合物，其特征在于，三元As2S3-Ga2S3-Pj5體系包含大 于50摩爾％至小于或等于60摩爾％ Gaj3，大于或等于1摩爾％至小于50摩爾％ P2S5，以 及> 0至小于50摩爾％ As2S3，其中，一個(gè)或多個(gè)S原子可被％或Te替代；一個(gè)或多個(gè)( 原子可被h替代；S、Se和Te原子的結(jié)合總量為70-130%化學(xué)計(jì)量值。
14.如權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，該組合物還包含一種或多種鑭系元素。
15.如權(quán)利要求14所述的玻璃組合物，其特征在于，以玻璃組合物的原子總量為基準(zhǔn)， 所述組合物中各鑭系元素的含量獨(dú)立地最多為5原子％。
16.如權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，該組合物包含按原子百分?jǐn)?shù)表示的以下組分 60-70% S或者S和％的組合或S和Te的組合或S、％和Te的組合；6-20% Ga或者Ga和In的組合；和 15-20% P。
17.如權(quán)利要求16所述的玻璃組合物，該組合物包含按原子百分?jǐn)?shù)表示的以下組分 大于 0-15% In。
18.如權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，該組合物包含按原子百分?jǐn)?shù)表示的以下組分 60-70% S或者S和％的組合或S和Te的組合或S、％和Te的組合；1-16% Ga或者Ga和In的組合；和 1-17% P ；和 4-40% As。
19.如權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，該組合物包含按原子百分?jǐn)?shù)表示的以下組分 60-70% S或者S和％的組合或S和Te的組合或S、％和Te的組合；10-20% Ga或者Ga和In的組合；和 10-20% P ；和 1-15% Ge。
20.如權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，其特征在于，所述組合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高于 或等于150°C。
21.如權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，其特征在于，所述組合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低于 或等于450°C。
22.如權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，其特征在于，電磁光譜的近紅外部分可透過(guò)所述玻璃。
23.如權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，其特征在于，電磁光譜的可見(jiàn)光部分可透過(guò)所述玻璃。
24.如權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，其特征在于，所述玻璃組合物的fei/P比值大于或等于0.8。
全文摘要
本文描述一種Ga-P-S(鎵-磷-硫)硫族化物玻璃組合物，該組合物可應(yīng)用于紅外(IR)窗、波導(dǎo)光纖，或者作為發(fā)光摻雜劑的主體玻璃。該玻璃的組成范圍按原子百分?jǐn)?shù)表示如下45-85％硫，＞0至25％鎵，＞0至20％磷。所述玻璃還包含硒(Se)、碲(Te)、0-20％銦、0-40％砷、0-15％鍺、0-10％銻，以及總量為0-5％的錫、鉈、鉛、鉍、或者它們的組合，Se和Te必須小于或等于S/2。
文檔編號(hào)C03C4/10GK102066274SQ200980124384
公開(kāi)日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2009年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月29日
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