一種硫系光學玻璃的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種硫系光學玻璃，其不含有砷、硒、銻等有害物質(zhì)。本發(fā)明的硫系光學玻璃以摩爾百分比計含有以下組分：Ge：10～30％；Te：60～78％；S：0～20％；Ga:0～5％。本發(fā)明的硫系光學玻璃具有折射率n10μm為2.7～3.6，透過波段從1μm～12μm都具有優(yōu)良的透過性能。
【專利說明】一種硫系光學玻璃

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種硫系光學玻璃，其不含有砷、硒、銻等有害物質(zhì)。屬于紅外光學玻 璃【技術領域】。

【背景技術】
[0002] 傳統(tǒng)的硫系光學玻璃中，一般含有砷、硒、銻等元素。隨著人們環(huán)保意識的逐漸增 強，含有害物質(zhì)的傳統(tǒng)硫系光學玻璃已不能滿足人們的需求。隨著紅外光學系統(tǒng)向無熱化、 小型化、低成本的方向發(fā)展，民用紅外產(chǎn)品要求硫系玻璃適于大批量、低成本生產(chǎn)，并對環(huán) 保無污染提出了嚴格的要求。
[0003] 專利申請CN201010223360. X公開了一種碲基硫系紅外玻璃，其含有In和鹵化銀， 鹵化銀的添加降低了玻璃的化穩(wěn)性，同時也降低了 12 μ m波段的透過率。
[0004] 專利申請CN201410169895. 1公開了一種金摻雜的硫系玻璃，其為Ga-Ge-S硫系玻 璃，不含Te,透過波段達不到12 μ m。
[0005] 專利申請CN201410116022. 4公開了一種紅外光纖用硫系玻璃，其為Ga-Ge-S硫系 玻璃，不含Te,透過波段達不到12 μ m。
[0006] 專利申請CN200810203052. 3公開了一種氟硫玻璃，其為Ga-Ge-S硫系玻璃，由于 不含Te,并且添加了 NaF，進一步降低了長波透過性，透過波段達不到12 μ m。
[0007] 專利申請CN200610018763. 4公開了一種紅外倍頻硫系玻璃陶瓷，其為Ga-Ge-S硫 系玻璃，含有Cd,對人體有害。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 發(fā)明要解決的問是頁
[0009] 本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種不含砷、硒、銻等的硫系光學玻璃，該硫系 光學玻璃適合精密模壓，該硫系光學玻璃對應10 μ m測試波長的折射率IIltllim為2. 7?3. 6。
[0010] 用于解決問題的方案
[0011] 為了制備不含砷、硒、銻的硫系光學玻璃，本發(fā)明采用Te和S來替代砷、硒、銻， 添加少量的Ga改善玻璃的析晶性能，為了克服GeS玻璃在12 μ m波長處透過率很低的問 題，本發(fā)明中大幅度降低S的含量，提高Te的含量，使透過波段往長波推移，有效的提高了 12 μ m處的透過率。
[0012] 本發(fā)明的硫系光學玻璃，按摩爾百分比計含有：
[0013] Ge:10 ?30%;
[0014] Te :60 ?78% ;
[0015] S :0 ?20% ;
[0016] Ga:0 ?5% ;
[0017] 所述硫系光學玻璃中不含有As、Se或Sb。
[0018] 本發(fā)明的硫系光學玻璃，按摩爾百分比計Ge的含量為17?23%。
[0019] 本發(fā)明的硫系光學玻璃，按摩爾百分比計Te的含量為65?75%。
[0020] 本發(fā)明的硫系光學玻璃，按摩爾百分比計S的含量為8?13%。
[0021] 本發(fā)明的硫系光學玻璃，按摩爾百分比計Ga的含量為0?2%。
[0022] 本發(fā)明的硫系光學玻璃，按摩爾百分比計S和Ga組分的總含量為0?15%。
[0023] 本發(fā)明的硫系光學玻璃對應10 μ m測試波長的折射率Iiltllim為2. 7?3. 6,透過波 段從1 μ m?12 μ m都具有50%以上的透過率。
[0024] 發(fā)明的效果
[0025] 本發(fā)明的硫系光學玻璃不含砷、硒、銻等對環(huán)境和人體有害的物質(zhì)，合適的Ge含 量有效的降低了配方成本，保證了玻璃的強度不會因 Ge含量過低而降低，高含量的Te保證 了玻璃在8?12 μ m使用波段具有理想的透過性能，適量的S含量改善了玻璃析晶性能和 使用溫度，同時提高了玻璃強度，適當?shù)腉a含量有效的改善了玻璃的析晶性能。本發(fā)明的 硫系光學玻璃對應10 μ m測試波長的折射率Iiltllim為2. 7?3. 6,透過波段從1 μ m?12 μ m 都具有60%以上的透過率。

【具體實施方式】
[0026] 本發(fā)明的硫系光學玻璃，按摩爾百分比計含有：
[0027] Ge: 10 ?30%;
[0028] Te: 60 ?78%;
[0029] S:0 ?20%;
[0030] Ga:0 ?5%;
[0031] 所述光學玻璃中不含有As、Se或Sb。
[0032] Ge是玻璃網(wǎng)絡生成體，在玻璃中具有提高玻璃強度和軟化溫度的效果，在本發(fā)明 的玻璃中，如果Ge含量過低則玻璃易析晶，且軟化溫度和強度過低，如果含量過高玻璃也 易析晶，所以Ge含量（以摩爾百分比計）控制在10?30%較理想，優(yōu)選含量為17?23%。
[0033] Te是玻璃網(wǎng)絡生成體，其主要作用是降低玻璃粘度和助熔，改善玻璃的析晶性能， 如果含量過高，則玻璃容易析晶，且玻璃軟化溫度過低，如果含量過低，同樣會導致玻璃容 易析晶，因此Te的理想含量（以摩爾百分比計）為60?78%，優(yōu)選含量為65?75%。
[0034] S同樣也是玻璃網(wǎng)絡生成體，S有利于提高玻璃的軟化溫度和提高析晶性能，如果 S含量過高，反而會降低玻璃的析晶性能，同時使玻璃的透過波段往短波移動，降低長波段 IOym?12μπι的透過率。所以S的含量（以摩爾百分比計）為0?20%，優(yōu)選含量為8? 13%。
[0035] Ga在玻璃中主要是中間體，適當?shù)奶砑?Ga能夠改善玻璃的析晶性能，過量的添加 將導致玻璃析晶性能的急劇惡化，所以Ga的含量（以摩爾百分比計）為0?5%，優(yōu)選含量 為0?2%。
[0036] 砷、硒被氧化后生成氧化砷、二氧化硒，都屬于劇毒物質(zhì)，銻的氧化物三氧化二銻 也屬于歐美等國家明令管控的物質(zhì)，所以考慮到環(huán)保問題，在本發(fā)明的配方中不添加。
[0037] 實施例
[0038] 實施例1-12以及對比例1-4的制備方法：
[0039] 1、將安瓿瓶使用自來水沖、氫氟酸、酒精、蒸餾水清洗后烘干待用。
[0040] 2、將高純的單質(zhì)Ge、Te、S、Ga原料粉碎成顆粒。
[0041] 3、將高純的單質(zhì)Ge、Te、S、Ga按配方的配比稱量后裝入安瓿瓶中。
[0042] 4、使用高真空對安瓿瓶抽真空，真空度達到l(T5pa后，使用氫氧焰將安瓿瓶瓶頸 熔融封接上。
[0043] 5、將封接上的安瓿瓶放入搖擺爐中，按工藝以+300°C每小時的速率升溫到950°C 并保溫10小時，在950°C保溫時搖擺爐不停的搖擺，使玻璃均化。
[0044] 6、以_200°C每小時的速率降溫到600°C并保溫2小時，在降溫和600°C保溫過程中 搖擺爐不停的搖擺，使玻璃均化。
[0045] 7、停止搖擺爐搖擺，然后將安瓿瓶從搖擺爐中取出，并空冷至200°C退火。
[0046] 8、退火完成后，將安瓿瓶取出敲碎，取出安瓿瓶中的硫系玻璃，然后加工成2mm厚 的透過率樣品測試透過率，和加工成折射率樣品測試折射率。
[0047] 表1 :實施例1-12及對比例1-4玻璃組成、性能參數(shù)測試結果
[0048]

【權利要求】
1. 一種硫系光學玻璃，其特征在于，按摩爾百分比計含有： Ge :10 ?30% ; Te :60 ?78% ; S :0 ?20% ; Ga:0 ?5% ; 所述硫系光學玻璃中不含有As、Se或Sb。
2. 根據(jù)權利要求1所述的硫系光學玻璃，其特征在于按摩爾百分比計Ge的含量為 17 ?23%。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的硫系光學玻璃，其特征在于按摩爾百分比計Te的含量為 65 ?75%。
4. 根據(jù)權利要求1?3任一項所述的硫系光學玻璃，其特征在于按摩爾百分比計S的 含量為8?13%。
5. 根據(jù)權利要求1?4任一項所述的硫系光學玻璃，其特征在于按摩爾百分比計Ga的 含量為0?2%。
6. 根據(jù)權利要求1?5任一項所述的硫系光學玻璃，其特征在于以摩爾百分比計S和 Ga組分的總含量為0?15%。
7. 根據(jù)權利要求1?6任一項所述的硫系光學玻璃，其特征在于：所述的硫系光學玻 璃對應10 y m測試波長的折射率nlO ii m為2. 7?3. 6,透過波段從1 ii m?12 ii m都具有 50%以上的透過率。
【文檔編號】C03C3/32GK104402220SQ201410627474
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月10日 優(yōu)先權日:2014年11月10日
【發(fā)明者】張小東, 趙仲勛, 何蓉, 沈義梅, 胡向平 申請人:湖北新華光信息材料有限公司