專利名稱：一種高維爾德常數(shù)磁光玻璃及其制備方法
專利說明本發(fā)明涉及一種玻璃及其制備方法，涉及一種高維爾德常數(shù)磁光玻璃及其制備方 法。
背景技術：
自20世紀60年代以來，磁光玻璃由于其自身優(yōu)良的磁光效應而一直是世界各國 科學家研究的熱點，被廣泛用作磁光調制器、磁光傳感器、磁光隔離器和磁光開關等，是一 種不可替代的重要材料。雖然晶體磁光材料具有很高的Verdet常數(shù)和很好的磁光性能，然其本身存在各 種缺陷，例如，由于組成晶體的空間點陣具有不同的固定形狀，宏觀上呈現(xiàn)為晶體具有不同 的獨特幾何形狀，且不易改變，因此，晶體具有長程有序、各向異性、對稱性、自限性、解理性 等特點，故，其不宜制成大體積塊材、不能形成復雜的形狀以及由于晶體的各項異性而產(chǎn)生 雙折射等，使其應用范圍受到很大的限制。國內外通常選用的玻璃基體是Al2O3-B2O3系統(tǒng)和Al2O3-B2O3-SiO2系統(tǒng)，稀土離子的 摻入量受到嚴重限制，實用玻璃的Verdet常數(shù)較小，遠遠滿足不了市場需求。此外，在特種 光學玻璃熔制和大塊玻璃成形方面，我國技術尚不成熟。所以，增大玻璃基體中稀土離子的 摻雜濃度，提高Verdet常數(shù)和大塊磁光玻璃成形技術成為制約高性能磁光玻璃研究與應 用的關鍵技術。為了達到實用化的目的，必須開發(fā)生產(chǎn)成本低的大尺寸、高性能法拉第磁光 玻璃的制備工藝。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種高維爾德常數(shù)磁光玻璃及其制備方法，本 發(fā)明磁光玻璃的維爾德常數(shù)可達-0. 425min/0e · cm(632. 8nm)，遠高于國際上通用的鋱玻
^^ ο為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種高維爾德常數(shù)磁光玻璃，其原料組分以及摩 爾百分比為=Tb2O3 15 40%;Dy203 0 25% ;B203+Si02 30 60%;Ga203 0 30%;Zn0 0 10% ；ZrO 0 8% ；CaF2 0 5% ；P2O5 0 5% ；TiO2 0 10%。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種高維爾德常數(shù)磁光玻璃的制備方法，首先， 將原料按照摩爾百分比稱取并混合；接著，調節(jié)加熱爐的溫度為1250°C后，依次將原料放 置于加熱爐內的坩堝內，然后，升高溫度至1350 13800°C，攪拌3 5小時，再接著，爐冷 至1250°C后，將加熱爐內的物料倒入模具內退火即可。本發(fā)明高維爾德常數(shù)磁光玻璃及其制備方法至少具有以下優(yōu)點(1)采用雙摻雜的辦法，即用Tb和Dy稀土離子共摻雜的辦法，既可以提高稀土離 子在磁光玻璃基體中的摻入量，又可以節(jié)約成本，在本發(fā)明中，稀土離子的有效濃度Nk3+可 以達到 1.414X IO2Vcm3 ；(2)鋁硼硅酸鹽系基質玻璃中稀土離子的摻入量較其他體系的基質玻璃較多，而且玻璃的性質相對較好。但是過量硼的引入，會導致一系列問題，最難解決的是硼鋁反常，
硼反常等。針對這一問題，本發(fā)明用鎵(Ga)來代替鋁(Al)，還可以采用少量磷(P)來改善
玻璃的性能，以此解決由硼引起的反常問題。在GBS系統(tǒng)中，由于Ga2O3熔點低，且鎵氧多面
體比鋁氧多面體的體積大，更利于玻璃熔制溫度的降低和稀土離子的摻入，使玻璃性能更
好；(3)本發(fā)明制備的磁光玻璃的維爾德(verdet)常數(shù)可達_0. 425min/
Oe · cm (632. 8nm)，遠高于國際上通用的鋱玻璃。


圖1是本發(fā)明磁光玻璃的透射光譜圖；圖2是本發(fā)明檢測用旋光儀的結構示意圖。圖中標號與元件的對應關系如下1 =He-Ne激光器；2 起偏器；3 第一磁鐵；4 第二磁鐵；5 檢偏器；6:檢測儀；7:記錄儀。
具體實施例方式一種高維德常數(shù)磁光玻璃的原料及摩爾百分比如下
權利要求
一種高維爾德常數(shù)磁光玻璃，其特征在于其原料組分以及摩爾百分比如下Tb2O315～40％；Dy2O30～25％；B2O3+SiO230～60％；Ga2O30～30％ZnO 0～10％ZrO 0～8％CaF2 0～5％P2O5 0～5％TiO2 0～10％。
2.如權利要求1所述的高維爾德常數(shù)磁光玻璃，其特征在于所述B2O3的摩爾百分比 為16 35%，所述SiO2的摩爾百分比為16 35%。
3.—種權利要求1或2所述的高維爾德常數(shù)磁光玻璃的制備方法，其特征在于稱取 原料并混合后，調節(jié)加熱爐的溫度為1250°C后，依次將原料放置于加熱爐內的坩堝內，然 后，升高溫度至1350 1380°C，攪拌3 5小時，再接著，爐冷至1250°C后，將加熱爐內的 物料倒入模具內退火即可。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于所述加熱爐采用硅鉬棒電爐。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高維爾德常數(shù)磁光玻璃及其制備方法，其原料組分以及摩爾百分比為Tb2O315～40％；Dy2O30～25％；B2O3+SiO230～60％；Ga2O30～30％；ZnO0～10％；ZrO0～8％；CaF20～5％；P2O50～5％；TiO20～10％。制備方法首先，將原料按照摩爾百分比稱取并混合；接著，調節(jié)加熱爐的溫度為1250℃后，依次將原料放置于加熱爐內的坩堝內，然后，升高溫度至1350～1380℃，攪拌3～5小時，再接著，爐冷至1250℃后，將加熱爐內的物料倒入模具內退火即可。本發(fā)明磁光玻璃的維爾德常數(shù)達-0.425min/Oe·cm(632.8nm)，遠高于國際上通用的鋱玻璃。
文檔編號C03C3/068GK101948246SQ20101028239
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月15日 優(yōu)先權日2010年9月15日
發(fā)明者殷海榮, 汪濤, 胡寶云, 董繼先 申請人:陜西科技大學