近日，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所高功率激光單元技術(shù)實驗室在350℃下制備了P-Sn-O-Cl-N玻璃系統(tǒng)并探究了其結(jié)構(gòu)性能，相關(guān)研究成果以“Preparation and structure of low-melting-point stannous chlorophosphate containing nitrogen glasses”為題發(fā)表于Journal of Non-Crystalline Solids上。
磷酸鹽玻璃由于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低，在非球面玻璃成型、低溫封裝、光子轉(zhuǎn)換及有機(jī)復(fù)合材料等領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用。氯磷酸鹽玻璃具有磷酸鹽和鹵化物玻璃的綜合優(yōu)點，如熱膨脹系數(shù)高、抗失透性強(qiáng)和聲子能量低。然而，熔融溫度對低熔點玻璃的形成和性能有很大影響，目前研究還沒有報道過熔融溫度對在500℃以下制備的Sn-P-O-Cl-N玻璃性能的影響。
研究團(tuán)隊利用傳統(tǒng)的熔融萃冷法，在500℃下制備的P-Sn-O-Cl-N無色透明玻璃體系中，通過比較樣品的顏色、透明度和化學(xué)穩(wěn)定性，確定最佳熔融溫度為350℃，玻璃呈現(xiàn)出<140℃的超低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，并通過紅外、拉曼和XPS研究了其組成和結(jié)構(gòu)。在這之前已有研究人員對這種玻璃進(jìn)行過研究，但都局限在500℃以上。在較低溫度下制備的玻璃的透明度，成分和結(jié)構(gòu)明顯不同于500℃以上的溫度。低溫熔融減少了配料中Cl-和NH4+離子的揮發(fā)，從而降低了玻璃的熔點和Tg。本研究中制備的新型低熔點玻璃，為非球面成型玻璃，鈣鈦礦量子點的基體玻璃，和低熔點功能材料摻雜玻璃等領(lǐng)域提供了新思路。
相關(guān)研究得到了國家自然科學(xué)基金的支持。
圖1 不同溫度制備的Sn-P-O-Cl-N玻璃
圖2 在350℃熔融的Sn-P-O-Cl-N玻璃的熱膨脹(a)和DSC(b)曲線
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