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化合物銣鉛磷氧和銣鉛磷氧光學(xué)晶體及制備方法和用圖

文檔序號(hào):10506507閱讀:440來源:國知局
化合物銣鉛磷氧和銣鉛磷氧光學(xué)晶體及制備方法和用圖
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種化合物銣鉛磷氧和銣鉛磷氧光學(xué)晶體及其制備方法和用途,化合物銣鉛磷氧的化學(xué)式為RbPbPO4,分子量為387.63,屬于正交晶系,空間群為Pnma,晶胞參數(shù)為a = 7.635(4) ?,b = 5.750(3) ?,c = 10.151(6) ?,V= 445.6(4) ?3,Z=4采用固相反應(yīng)法獲得銣鉛磷氧化合物,再將該化合物采用高溫熔液法生長(zhǎng)晶體,即可得到銣鉛磷氧光學(xué)晶體。其透光波段在254nm至2600nm之間,該晶體機(jī)械硬度適中,易于切割和拋光加工,適用于制作探測(cè)器、飛行器、頭罩、整流罩中的窗口材料,顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡中的透鏡或潛望鏡、雙目望遠(yuǎn)鏡、光譜儀等儀器中改變光的進(jìn)行方向的棱鏡等光學(xué)器件。
【專利說明】
化合物細(xì)鉛磯氧和細(xì)鉛磯氧光學(xué)晶體及制備方法和用途
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種化合物鋼鉛憐氧和鋼鉛憐氧光學(xué)晶體的制備方法和用途,該化合 物的化學(xué)式為化化P〇4。
【背景技術(shù)】
[0002] 無機(jī)憐酸鹽由于具有豐富的結(jié)構(gòu)化學(xué),同時(shí)由于其在光學(xué)、催化、磁學(xué)、燃料W及 骨骼醫(yī)學(xué)方面的潛在應(yīng)用,使得對(duì)其的研究成為一個(gè)熱點(diǎn)。憐原子通過sp3雜化與氧原子鍵 合,形成剛性的P〇4四面體基團(tuán)。P〇4四面體基團(tuán)再通過同享氧原子,可W形成不同構(gòu)型的聚 陰離子基團(tuán),從而使得憐酸鹽化合物具有豐富的結(jié)構(gòu)構(gòu)型。同時(shí),由于憐酸鹽具有剛性、抗 化學(xué)腐蝕性及熱穩(wěn)定性,使得它具有一些優(yōu)異的性能,從而得到了廣泛的應(yīng)用。例如,KDP、 D邸P、KTP W及ADP等,由于其優(yōu)異的非線性光學(xué)性質(zhì)而得到了廣泛的應(yīng)用。雖然運(yùn)些材料 的晶體生長(zhǎng)技術(shù)已日趨成熟,但仍存在著明顯的不足之處:如晶體易潮解、生長(zhǎng)周期長(zhǎng)、層 狀生長(zhǎng)習(xí)性嚴(yán)重及價(jià)格昂貴等。因此,合成新的光學(xué)晶體材料仍然是一個(gè)非常重要而艱巨 的工作。
[0003] 隨著科技的發(fā)展,對(duì)新型功能材料提出越來越多的的需求,如何更有效地進(jìn)行棚 酸鹽新材料設(shè)計(jì)成為許多科技工作者和企業(yè)界關(guān)注的話題。在發(fā)展新型光學(xué)晶體時(shí),人們 仍然選擇透光范圍寬的棚酸鹽或憐酸鹽晶體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的在于提供一種化合物鋼鉛憐氧,化學(xué)式為化PbP〇4,分子量為387. 63, 采用固相反應(yīng)法合成。 陽0化]本發(fā)明另一目的是提供一種鋼鉛憐氧光學(xué)晶體,該晶體的化學(xué)式為化PbP化,分子 量為387. 63,屬于正交晶系,空間群為Pnma,晶胞參數(shù)為S : 7.紛5 (4) A, & = S. 7凱㈱ 1,G = 10. 151 巧)A,V= 445. 6 (4) A3, Z = 4。
[0006] 本發(fā)明再一目的是提供一種鋼鉛憐氧光學(xué)晶體的制備方法。
[0007] 本發(fā)明又一個(gè)目的是提供一種鋼鉛憐氧光學(xué)晶體的用途,可用于制備探測(cè)器、飛 行器、頭罩、整流罩中的窗口材料,顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡中的透鏡或潛望鏡、雙目望遠(yuǎn)鏡、光譜儀 等儀器中的棱鏡。 W08] 本發(fā)明所述一種化合物鋼鉛憐氧,該化合物的化學(xué)式為化化P〇4,分子量為 387. 63,采用固相反應(yīng)法合成該化合物。
[0009] 一種鋼鉛憐氧光學(xué)晶體,該晶體的化學(xué)式為化化P〇4,分子量為387. 63,屬于正交 晶系,空間群為Pnma,晶胞參數(shù)為a = 7,635(4) A,度=5/巧訂狂)1,G= 10.巧1(6) A,: V= 445. 6(4) k\ Z = 4〇
[0010] 所述的鋼鉛憐氧光學(xué)晶體的制備方法,采用固相反應(yīng)法合成化合物,采用高溫溶 液法生長(zhǎng)晶體,具體操作按下列步驟進(jìn)行: 陽011] a、采用固相反應(yīng)法,按摩爾比化:Pb:P = I: I: I稱取原料放入研鉢中,研磨均勻后 放入剛玉相蝸,將剛玉相蝸置于馬弗爐中,緩慢升溫至40(TC,恒溫12小時(shí),冷卻后取出相 蝸,將樣品研磨均勻,再置于相蝸中,將馬弗爐升溫至800°C,恒溫48小時(shí)后將樣品取出,放 入研鉢中仔細(xì)研磨得到鋼鉛憐氧化合物單相多晶粉末,再對(duì)該多晶粉末進(jìn)行X射線分析, 所得X射線譜圖與化化P〇4單晶研磨成粉末后的X射線譜圖是一致的;
[0012] b、將步驟a制備的鋼鉛憐氧化合物單相多晶粉末與助烙劑按摩爾比1:1-8均勻混 合,裝入銷金相蝸中,W溫度1-80°C A的升溫速率加熱至溫度750-980°C,恒溫6-100小 時(shí),得到混合烙液; 陽01引或按摩爾比化:Pb:P = 1:1:1直接稱取原料,與助烙劑混合均勻,W溫度1-80°C / h的升溫速率加熱至溫度750-980°C,恒溫6-100小時(shí),得到混合烙液;
[0014] C、將步驟b得到的混合烙液降溫至695-930°C,將巧晶桿伸入液面W下,W溫度 0. 5-5°C A的速率緩慢降溫5-100°C,將巧晶桿提出液面4子晶桿上會(huì)有聚集物,再W溫度 1-80°C A的速率降至室溫,獲得鋼鉛憐氧巧晶;
[0015] t將步驟b的混合烙液降溫至690-920°C,將步驟C得到的巧晶固定在巧晶桿上, 從晶體生長(zhǎng)爐頂部下巧晶,先將巧晶預(yù)熱5-60分鐘,然后將巧晶下至接觸混合烙液液面或 混合烙液中進(jìn)行回烙,恒溫5-60分鐘,快速降至溫度680-910°C ;
[0016] e、再W溫度0. l-3°c /天的速率緩慢降溫,W 0-10化pm轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)巧晶桿進(jìn)行晶體 的生長(zhǎng),待單晶生長(zhǎng)到所需尺度后,將晶體提離混合烙液表面,并W溫度1-80°C A速率降 至室溫,然后將晶體從爐膛中取出,即可得到鋼鉛憐氧光學(xué)晶體。
[0017] 步驟a所述含鋼化合物為化2〔〇3或化NO 3,含鉛化合物為Pbo、PbC〇3或Pb (NO 3) 2, 含憐的化合物為(畑4)2冊(cè)〇4或(畑4化2口〇4。
[0018] 步驟 b 所述助烙劑為 PbO、PbFz-PbO、HsBOs-PbO、HsBOs-PbFz或 H 3B〇3-PbF2-PbO。
[0019] 助烙劑 HsBOs-PbO、HsBOs-PbFz或 H 3B〇3-PbF2-PbO 體系中 H3BO3與含鉛化合物 PbO、 PbFz的摩爾比為1-6:1-5。
[0020] 所述的鋼鉛憐氧光學(xué)晶體在制備探測(cè)器、飛行器、頭罩、整流罩中的窗口材料,或 顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡中的凸透鏡,或潛望鏡、雙目望遠(yuǎn)鏡、光譜儀中的棱鏡中的用途。
[0021] 本發(fā)明所述的鋼鉛憐氧光學(xué)晶體,原則上,采用一般化學(xué)合成方法都可W制備化 合物化化P〇4,現(xiàn)優(yōu)選固相反應(yīng)法,該化合物有W下幾個(gè)典型的可W得到化化P〇4化合物的 化學(xué)反應(yīng)式:
[0022] (1)化2〔〇3巧口6〇+2(畑4化2?〇4一 2I?bPbP〇4+C〇2 t 巧畑3 t +3H20 t
[0023] (2)化2〔〇3巧PbC〇3+2 (畑4) H2PO4一 2I?bPbP0 4+3C02 t 巧NH 3 t +3H 2〇 t
[0024] 做化2〔〇3巧Pb (NO3) 2+2 (畑4) H2PO4一 2I?bPbP0 4+CO2 t +4N0 2 t +0 2 t 巧NH 3 t +3H 2〇 t 陽0巧] (4)I?bN〇3+PbO+(NH4)H2P〇4一化PbP〇4+N〇2 t +畑3 t +3/2H20 t +1/4〇2 t
[0026] (5)I?bN〇3+PbC〇3+(NH4)H2P〇4一化PbP〇4+C〇2 t +N0 2 t +畑3 t +3/2H2O t +1/4〇2 t
[0027] (6) I?bN〇3+Pb (NO3) 2+ (畑4) H2PO4一化PbPO 4+3N02 t +3/40 2 t +NH 3 t +3/2H 2〇 t
[0028] (7)化2〔〇3巧PbO+2 (畑4) 2HPO4一 2I?bPbP0 4+CO2 t +4畑 3 t +3H 2〇 t
[0029] 做化2〔〇3巧PbC〇3+2 (畑4) 2HPO4一 2I?bPbP0 4+3C02 t +4畑 3 t +3H 2〇 t
[0030] (9)I?bN〇3+PbO+(NH4)2HP〇4一化PbP〇4+N〇2 t 巧畑3 t +3/2H2O t +1/4〇2 t
[0031] 本發(fā)明提供鋼鉛憐氧光學(xué)晶體,該晶體的化學(xué)式為化PbP〇4,分子量為387. 63,屬 于正交晶系,空間群為Pnma。
[0032] 本發(fā)明提供化PbP〇4光學(xué)晶體的制備方法,采用助烙劑法生長(zhǎng)晶體,可獲得尺寸為 厘米級(jí)的化化P〇4。該晶體機(jī)械硬度適中,易于切割、拋光加工,適用于制作探測(cè)器、飛行器、 頭罩、整流罩中的窗口材料,顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡中的透鏡或潛望鏡、雙目望遠(yuǎn)鏡、光譜儀等儀 器中改變光的進(jìn)行方向的棱鏡等光學(xué)器件。
【附圖說明】
[0033] 圖1為本發(fā)明化化P〇4粉末的X-射線衍射圖;
[0034] 圖2為本發(fā)明化化P〇4的晶體結(jié)構(gòu)圖;
[0035] 圖3為本發(fā)明窗口使用示意圖,其中1為保護(hù)蓋,2為法蘭底座,3為晶體材料(窗 口),4為密封圈,5為密封圈,6為外旋壓圈;
[0036] 圖4為本發(fā)明凸透鏡原理示意圖;
[0037] 圖5為本發(fā)明棱鏡使用示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[003引 W下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明: 陽039] 實(shí)施例1 :
[0040]按反應(yīng)式:(1)化2〔〇3巧口6〇+2(畑4化2?〇4 - 2I?bPbP〇4+C〇2 t 巧畑3 t +3H20 t 合成 I?bPbP〇4化合物; 陽OW 將抓2〇)3、?60、(畑4)町0浪摩爾比1:2:2稱取原料放入研鉢中,混合并仔細(xì)研磨, 然后裝入巫IOOmmX IOOmm的開口剛玉相蝸中,放入馬弗爐中,緩慢升溫至400°C,恒溫12小 時(shí),冷卻后取出相蝸,將樣品研磨均勻,再置于相蝸中,將馬弗爐升溫至800°C,恒溫48小時(shí) 后將樣品取出,放入研鉢中仔細(xì)研磨得到鋼鉛憐氧化合物單相多晶粉末,再對(duì)該多晶粉末 進(jìn)行X射線分析,所得X射線譜圖與化化P〇4單晶研磨成粉末后的X射線譜圖是一致的;
[0042] 反應(yīng)式中的碳酸鋼由硝酸鋼替換,氧化鉛由碳酸鉛、硝酸鉛替換,憐酸二氨錠由憐 酸氨二錠替換;
[0043] 將合成的鋼鉛憐氧化PbP〇4化合物與助烙劑PbO按摩爾比1:3進(jìn)行混配,裝入 OSOmmX 80mm的開口銷金相蝸中,W溫度50°C A的升溫速率加熱至溫度950°C,恒溫24小 時(shí),得到鋼鉛憐氧混合烙液; W44] 再將混合烙液降溫至890°C,將巧晶桿快速伸入液面W下,W溫度2°C A的速率 緩慢降至800°C,將巧晶桿提出液面,巧晶桿上會(huì)有聚集物,再W溫度50°C A的速率降至室 溫,獲得化化P〇4巧晶;
[0045] 在化合物烙液中生長(zhǎng)晶體:將得到的鋼鉛憐氧混合烙液降至溫度880°C,再將獲 得的鋼鉛憐氧巧晶固定于巧晶桿上,從晶體生長(zhǎng)爐頂部下巧晶,先將巧晶預(yù)熱10分鐘,然 后將巧晶下至接觸混合烙液液面進(jìn)行回烙,恒溫10分鐘,快速降至溫度870°c ;
[0046] 再W溫度2°C /天的速率降溫,W 80巧m的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)巧晶桿,待晶體生長(zhǎng)結(jié)束后,使 晶體脫離液面,W溫度50°C A的速率降至室溫,然后將晶體從爐膛中取出,即可獲得尺度 為 16mm X 24mm X 15mm 的 I^bPbPO*晶體。
[0047] 實(shí)施例2 :
[0048] 按反應(yīng)式:似化2〔〇3巧PbC〇3+2 (畑4) &?〇4一 2I?bPbP0 4+3C02 t 巧NH 3 t +3H 2〇 t 審。 備化化P〇4化合物; W例將化2〔〇3、PbC〇3、(畑4化?0浪摩爾比1:2:2直接稱取原料,與助烙劑PbO按摩爾 比1:2進(jìn)行混配,裝入OSOmmX 80mm的開口銷金相蝸中,W溫度80°C A的升溫速率加熱至 溫度980°C,恒溫30小時(shí),得到鋼鉛憐氧混合烙液;
[0050] 將混合烙液降至溫度930°C,此時(shí)將巧晶桿快速伸入液面下,W溫度2°C A的速率 緩慢降至850°C,將巧晶桿提出液面,巧晶桿上會(huì)有聚集物,再W溫度50°C A的速率降至室 溫,獲得化化P〇4巧晶;
[0051] 在化合物烙液中生長(zhǎng)晶體:將得到的鋼鉛憐氧混合烙液降至溫度920°C,將獲得 的化PbP〇4巧晶固定于巧晶桿上,從晶體生長(zhǎng)爐頂部下巧晶,先將巧晶預(yù)熱10分鐘,然后將 巧晶下至混合烙液中進(jìn)行回烙,恒溫10分鐘,快速降至溫度910°C ; 陽0巧再W溫度1. 5°C /天的速率緩慢降溫,W 50rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)巧晶化待晶體生長(zhǎng)到 所需尺度后,將晶體提離烙液表面,W溫度l〇°C A速率降至室溫,然后將晶體從爐膛中取 出,即可獲得尺度為20mmX 19mmX 12mm的化化口〇4晶體;
[0053] 反應(yīng)式中的碳酸鋼由硝酸鋼替換,碳酸鉛由氧化鉛、硝酸鉛替換,憐酸二氨錠由憐 酸氨二錠替換。
[0054] 實(shí)施例3 : 陽化 5]按反應(yīng)式:(3)化2〔〇3巧口6卿〇3)2+2(畑4化2?〇4-2化?6口〇4+(:〇2!+4側(cè)2!+〇2!巧畑3 t +3&0 t合成I?bPbP04化合物;
[0056] 將抓2CO3、Pb (N03) 2、(畑4)町0浪摩爾比1:2:2放入研鉢中,混合并仔細(xì)研磨,然 后裝入巫IOOmmX IOOmm的開口剛玉相蝸中,放入馬弗爐中,緩慢升溫至400 °C,恒溫12小 時(shí),冷卻后取出相蝸,將樣品研磨均勻,再置于相蝸中,將馬弗爐升溫至800°C,恒溫48小時(shí) 后將樣品取出,放入研鉢中仔細(xì)研磨得到鋼鉛憐氧化合物單相多晶粉末,再對(duì)該多晶粉末 進(jìn)行X射線分析,所得X射線譜圖與化化P〇4單晶研磨成粉末后的X射線譜圖是一致的;
[0057] 反應(yīng)式中的碳酸鋼由硝酸鋼替換,硝酸鉛由碳酸鉛、氧化鉛替換,憐酸二氨錠由憐 酸氨二錠替換;
[0058] 將合成的鋼鉛憐氧化化P〇4化合物與助烙劑化O-H 3BO3按摩爾比1:2進(jìn)行混配,其 中PbO與&8化的摩爾比為1:1,裝入巫SOmmXSOmm的開口銷金相蝸中,W溫度70°C A的 升溫速率加熱至940°C,恒溫48小時(shí),得到鋼鉛憐氧烙液;
[0059] 再將混合烙液降溫至880°C,將巧晶桿快速伸入液面W下,W溫度TC A的速率 緩慢降至785°C,將巧晶桿提出液面,巧晶桿上會(huì)有聚集物,再W溫度20°C A的速率降至室 溫,獲得化化P〇4巧晶;
[0060] 在化合物烙液中生長(zhǎng)晶體:將得到的鋼鉛憐氧混合烙液降至溫度870°C,將獲得 的化PbP〇4巧晶固定于巧晶桿上,從晶體生長(zhǎng)爐頂部下巧晶,先將巧晶預(yù)熱5分鐘,然后將 巧晶下至接觸混合烙液液面進(jìn)行回烙,恒溫5分鐘,快速降至溫度860°C ;
[0061] 再W溫度rc /天的速率降溫,W 2虹pm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)巧晶桿,待晶體生長(zhǎng)結(jié)束后,使 晶體脫離液面,W溫度20°C A的速率降至室溫,然后將晶體從爐膛中取出,即可獲得尺度 為 29mm X 25mm X 21 Him 的 t^bPbPO*晶體。 陽06引實(shí)施例4 :
[0063]按反應(yīng)式:(4)I?bN〇3+PbO+(NH4)H2P〇4-化PbP〇4+N〇2 t +畑3 t +3/2H20 t +1/4〇2 t 合成化化PO4化合物; W64] 將I?bN〇3、PbO、(畑4) HzPO浪摩爾比1:1:1直接稱取原料,與助烙劑PbO - H 3BO3按 摩爾比1:3進(jìn)行混配,其中PbO與&8化的摩爾比為1:1,裝入巫SOmmXSOmm的開口銷金相 蝸中,W溫度TC A的升溫速率加熱至溫度890°C,恒溫12小時(shí),得到鋼鉛憐氧混合烙液; 陽0化]將混合烙液降溫至830°C,將巧晶桿快速伸入液面下,W溫度:TC A的速率緩慢降 至740°C,將巧晶桿提出液面,巧晶桿上會(huì)有聚集物,再W溫度40°C A的速率降至室溫,獲 得化化P〇4巧晶;
[0066] 在化合物烙液中生長(zhǎng)晶體:將得到的鋼鉛憐氧混合烙液降至溫度820°C,將獲得 的化PbP〇4巧晶固定于巧晶桿上,從晶體生長(zhǎng)爐頂部下巧晶,先將巧晶預(yù)熱15分鐘,然后將 巧晶下至接觸混合烙液液面進(jìn)行回烙,恒溫15分鐘,快速降至溫度810°C ;
[0067] 再W溫度:TC /天的速率緩慢降溫,W IOrpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)巧晶桿,待晶體生長(zhǎng)到所 需尺度后,將晶體提離烙液表面,W溫度40°C A速率降至室溫,然后將晶體從爐膛中取出, 即可獲得尺度為23mm X 24mm X 18mm的I?bPbP〇4晶體;
[0068] 反應(yīng)式中的硝酸鋼由碳酸鋼替換,氧化鉛由碳酸鉛、硝酸鉛替換,憐酸二氨錠由憐 酸氨二錠替換。 W例 實(shí)施例5 :
[0070] 按反應(yīng)式:巧)化備3+口60)3+(畑4化2?〇4一化?6?〇4+〔〇2!+備2!+畑3!+3/2町〇!+1/ 4〇2 t制備化化PO 4化合物;
[0071] 將化N03、化C〇3、(畑4) HzPO浪摩爾比1:1:1直接稱取原料,與助烙劑PbO-H 3BO3按 摩爾比1:4進(jìn)行混配,其中PbO與&8化的摩爾比為1:1. 5,裝入巫SOmmXSOmm的開口銷金 相蝸中,W溫度20°C A的升溫速率加熱至溫度860°C,恒溫50小時(shí),得到鋼鉛憐氧混合烙 液;
[0072] 將混合烙液降至溫度795°C,將巧晶桿快速伸入液面下,W溫度1. 5°C A的速率緩 慢降至700°C,將巧晶桿提出液面4子晶桿上會(huì)有聚集物,再W溫度30°C A的速率降至室 溫,獲得鋼鉛憐氧巧晶;
[0073] 在化合物烙液中生長(zhǎng)晶體:將得到的鋼鉛憐氧混合烙液降至溫度785°C,將獲得 的化PbP〇4巧晶固定于巧晶桿上,從晶體生長(zhǎng)爐頂部下巧晶,先將巧晶預(yù)熱40分鐘,然后將 巧晶下至混合烙液中進(jìn)行回烙,恒溫40分鐘,快速降至溫度775°C ;
[0074] 再W溫度1. 5°C /天的速率緩慢降溫,W化pm的轉(zhuǎn)速不旋轉(zhuǎn)巧晶化待晶體生長(zhǎng)到 所需尺度后,將晶體提離烙液表面,W溫度30°C A速率降至室溫,然后將晶體從爐膛中取 出,即可獲得尺度為25mmX 17mmX 15mm的I?WbP〇4晶體; 陽07引 實(shí)施例6 :
[0076] 按反應(yīng)式:(6) I?bN〇3+Pb 卿〇3) 2+ (畑4) &?〇4 - I?bPbP〇4+3N〇2 t +3/4〇2 t +畑3 t +3/2H 2〇 t合成化化PO4化合物;
[0077] 將I?bN〇3、Pb (N03) 2、(畑4)町0浪摩爾比1:1:1放入研鉢中,混合并仔細(xì)研磨,然后 裝入巫IOOmmXlOOmm的開口剛玉相蝸中,放入馬弗爐中,緩慢升溫至400°C,恒溫12小時(shí), 冷卻后取出相蝸,將樣品研磨均勻,再置于相蝸中,將馬弗爐升溫至800°C,恒溫48小時(shí)后 將樣品取出,放入研鉢中仔細(xì)研磨得到鋼鉛憐氧化合物單相多晶粉末,再對(duì)該多晶粉末進(jìn) 行X射線分析,所得X射線譜圖與化化P〇4單晶研磨成粉末后的X射線譜圖是一致的; [0078] 反應(yīng)式中的硝酸鋼由碳酸鋼替換,硝酸鉛由碳酸鉛、氧化鉛替換,憐酸二氨錠由憐 酸氨二錠替換; 陽0巧]將合成的鋼鉛憐氧化化P〇4化合物與助烙劑化O-H 3BO3按摩爾比1:3. 5進(jìn)行混配, 其中PbO與蝴〇3的摩爾比為1:3,裝入巫SOmmX 80mm的開口銷金相蝸中,W溫度5°C A的 升溫速率加熱至溫度850°C,恒溫60小時(shí),得到鋼鉛憐氧烙液;
[0080] 將混合烙液降至溫度790°C,將巧晶桿快速伸入液面下,W溫度rc A的速率緩慢 降至720°C,將巧晶桿提出液面,巧晶桿上會(huì)有聚集物,再^溫度601:/11的速率降至室溫, 獲得鋼鉛憐氧巧晶;
[0081] 在化合物烙液中生長(zhǎng)晶體:將得到的鋼鉛憐氧混合烙液降至溫度780°C,將獲得 的化化P〇4巧晶固定于巧晶桿上,從晶體生長(zhǎng)爐頂部下巧晶,先將巧晶預(yù)熱25分鐘,然后將 巧晶下至混合烙液中進(jìn)行回烙,恒溫25分鐘,快速降至溫度770°C ;
[00間再W溫度2. 5°C /天的速率緩慢降溫,W 40rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)巧晶化待晶體生長(zhǎng)到 所需尺度后,將晶體提離烙液表面,W溫度60°C A速率降至室溫,然后將晶體從爐膛中取 出,即可獲得尺度為23mmX20mmX 14mm的I?WbP04晶體。 陽08引實(shí)施例7 :
[0084]按反應(yīng)式:(7)化2〔〇3巧PbO+2 (畑4) 2冊(cè)〇4 - 2I?bPbP0 4+C〇2 t +4畑 3 t +3H 2〇 t 合成 I?WbP〇4化合物; 陽0財(cái)將化2C〇3、Pb〇、(畑4) 2冊(cè)0浪摩爾比1:2:2放入研鉢中,混合并仔細(xì)研磨,然后裝入 巫IOOmmX IOOmm的開口剛玉相蝸中,放入馬弗爐中,緩慢升至溫度400°C,恒溫12小時(shí),冷 卻后取出相蝸,將樣品研磨均勻,再置于相蝸中,將馬弗爐升至溫度800°C,恒溫48小時(shí)后 將樣品取出,放入研鉢中仔細(xì)研磨得到鋼鉛憐氧化合物單相多晶粉末,再對(duì)該多晶粉末進(jìn) 行X射線分析,所得X射線譜圖與化化P〇4單晶研磨成粉末后的X射線譜圖是一致的;
[0086] 反應(yīng)式中的碳酸鋼由硝酸鋼替換,氧化鉛由碳酸鉛、硝酸鉛替換,憐酸氨二錠由憐 酸二氨錠替換;
[0087] 將合成的鋼鉛憐氧化合物與助烙劑HsBOs-PbFz按摩爾比1:3進(jìn)行混配,其中H 3BO3 與PbFz的摩爾比為2:1,裝入巫SOmmX80mm的開口銷金相蝸中,W溫度35°C A的升溫速 率加熱至溫度900°C,恒溫32小時(shí),得到鋼鉛憐氧烙液;
[0088] 將混合烙液降至溫度845°C,將巧晶桿快速伸入液面下,W溫度2. 5°C A的速率緩 慢降至740°C,將巧晶桿提出液面4子晶桿上會(huì)有聚集物,再W溫度45°C A的速率降至室 溫,獲得鋼鉛憐氧巧晶;
[0089] 在化合物烙液中生長(zhǎng)晶體:將得到的鋼鉛憐氧混合烙液降至溫度835°C,將獲得 的化化P〇4巧晶固定于巧晶桿上,從晶體生長(zhǎng)爐頂部下巧晶,先將巧晶預(yù)熱15分鐘,然后將 巧晶下至混合烙液中進(jìn)行回烙,恒溫15分鐘,快速降至溫度825°C ;
[0090] 再W溫度0. 5°c /天的速率緩慢降溫,W 35rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)巧晶化待晶體生長(zhǎng)到 所需尺度后,將晶體提離烙液表面,W溫度65°C A速率降至室溫,然后將晶體從爐膛中取 出,即可獲得尺度為20mmX ISmmX 12mm的化化口〇4晶體。 陽0川實(shí)施例8:
[0092]按反應(yīng)式:(8)化2〔〇3巧PbC〇3+2 (畑4) 2冊(cè)〇4 - 2I?bPbP0 4+3C02 t +4NH 3 t +3H 2〇 t 合 成化化P〇4化合物; 陽〇9引將M32C〇3、PbC〇3、(畑4) 2冊(cè)0浪摩爾比1:2:2直接稱取原料,與助烙劑H 3B〇3-PbF2按 摩爾比1:1進(jìn)行混配,其中&B化與PbF 2的摩爾比為6:1,裝入巫80mmX 80mm的開口銷金相 蝸中,W溫度15°C A的升溫速率加熱至溫度950°C,恒溫50小時(shí),得到鋼鉛憐氧混合烙液; [0094] 將混合烙液降至溫度890°C,將巧晶桿快速伸入液面下,W溫度rc A的速率緩慢 降至780°C,將巧晶桿提出液面4子晶桿上會(huì)有聚集物,再W溫度25°C A的速率降至室溫, 獲得鋼鉛憐氧巧晶; 陽0巧]在化合物烙液中生長(zhǎng)晶體:將得到的鋼鉛憐氧混合烙液降至溫度880°C,將獲得 的化化P〇4巧晶固定于巧晶桿上,從晶體生長(zhǎng)爐頂部下巧晶,先將巧晶預(yù)熱60分鐘,然后將 巧晶下至混合烙液中進(jìn)行回烙,恒溫60分鐘,快速降至溫度870°C ;
[0096] 再W溫度1. 5°C /天的速率緩慢降溫,W 65rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)巧晶化待晶體生長(zhǎng)到 所需尺度后,將晶體提離烙液表面,W溫度45°C A速率降至室溫,然后將晶體從爐膛中取 出,即可獲得尺度為ISmmX 12mmX IOmm的化化口〇4晶體;
[0097] 反應(yīng)式中的碳酸鋼由硝酸鋼替換,碳酸鉛由氧化鉛、硝酸鉛替換,憐酸氨二錠由憐 酸二氨錠替換。
[0098] 實(shí)施例9 :
[0099] 按反應(yīng)式:(9)I?bN〇3+PbO+(NH4)2HP〇4一化PbPO 4+N02 t 巧NH 3 t +3/2H 2〇 t +1/ 4〇2 t合成化化PO 4化合物; 陽1〇0] 將化N〇3、PbO、(畑4)2冊(cè)0浪摩爾比1:1:1放入研鉢中,混合并仔細(xì)研磨,然后裝入 巫IOOmmX IOOmm的開口剛玉相蝸中,放入馬弗爐中,緩慢升至溫度400°C,恒溫12小時(shí),冷 卻后取出相蝸,將樣品研磨均勻,再置于相蝸中,將馬弗爐升至溫度800°C,恒溫48小時(shí)后 將樣品取出,放入研鉢中仔細(xì)研磨得到鋼鉛憐氧化合物單相多晶粉末,再對(duì)該多晶粉末進(jìn) 行X射線分析,所得X射線譜圖與化化P〇4單晶研磨成粉末后的X射線譜圖是一致的; 陽101] 反應(yīng)式中的硝酸鋼由碳酸鋼替換,氧化鉛由碳酸鉛、硝酸鉛替換,憐酸氨二錠由憐 酸二氨錠替換; 陽102] 將合成的鋼鉛憐氧化化P〇4化合物與助烙劑HsBOs-PbFz按摩爾比1:8進(jìn)行混配,其 中郵〇3與PbFz的摩爾比為1:5,裝入巫SOmmXSOmm的開口銷金相蝸中,W溫度80°C A的 升溫速率加熱至溫度750°C,恒溫100小時(shí),得到鋼鉛憐氧混合烙液;
[0103] 將混合烙液降至溫度700°C,將巧晶桿快速伸入液面下,W溫度0. 5°C A的速率緩 慢降至660°C,將巧晶桿提出液面,巧晶桿上會(huì)有聚集物,再W溫度rc A的速率降至室溫, 獲得鋼鉛憐氧巧晶;
[0104] 在化合物烙液中生長(zhǎng)晶體:將得到的鋼鉛憐氧混合烙液降至溫度695°C,將獲得 的化化P〇4巧晶固定于巧晶桿上,從晶體生長(zhǎng)爐頂部下巧晶,先將巧晶預(yù)熱45分鐘,然后將 巧晶下至混合烙液中進(jìn)行回烙,恒溫45分鐘,快速降至溫度690°C ;
[01化]再W溫度rC /天的速率緩慢降溫,W 30rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)巧晶桿,待晶體生長(zhǎng)到所 需尺度后,將晶體提離烙液表面,W溫度35°C A速率降至室溫,然后將晶體從爐膛中取出, 即可獲得尺度為20mmX 16mmX IOmm的化化P〇4晶體。 陽106] 實(shí)施例10 : 陽107] 實(shí)施例1-9所得任意的化PbP〇4晶體,可用于制備在探測(cè)器、飛行器、頭罩、整流罩 中的窗口材料(如圖3所示),用于制備顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡中的凸透鏡(如圖4所示),用于 制備用化化P〇4晶體加工一個(gè)棱鏡,在潛望鏡、雙目望遠(yuǎn)鏡等儀器中改變光的進(jìn)行方向,從 而調(diào)整其成像位置(如圖5所示),在光譜儀器中通過色散把復(fù)合光分解為光譜。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種化合物銣鉛磷氧,其特征在于該化合物的化學(xué)式為RbPbPO 4,分子量為387. 63, 采用固相反應(yīng)法合成。2. -種銣鉛磷氧光學(xué)晶體,其特征在于該晶體的化學(xué)式為RbPbPO 4,分子量為387. 63, 屬于正交晶系,空間群為Ama,晶胞參數(shù)為a = 7. 635(4) A,A = 5. 750(3) A,c = 10.151(6) A,V= 445. 6(4) A3,Z=4,采用高溫溶液生長(zhǎng)晶體。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的化合物銣鉛磷氧和銣鉛磷氧光學(xué)晶體的制備方法,其特征在 于采用固相反應(yīng)法合成化合物,采用高溫溶液生長(zhǎng)晶體,具體操作按下列步驟進(jìn)行: a、 采用固相反應(yīng)法,按摩爾比Rb:Pb:P = 1:1:1稱取原料放入研缽中,研磨均勾后放入 剛玉坩堝,將剛玉坩堝置于馬弗爐中,緩慢升溫至400°C,恒溫12小時(shí),冷卻后取出坩堝,將 樣品研磨均勻,再置于坩堝中,將馬弗爐升溫至800°C,恒溫48小時(shí)后將樣品取出,放入研 缽中仔細(xì)研磨得到銣鉛磷氧化合物單相多晶粉末,再對(duì)該多晶粉末進(jìn)行X射線分析,所得X 射線譜圖與RbPbP04單晶研磨成粉末后的X射線譜圖是一致的; b、 將步驟a制備的銣鉛磷氧化合物單相多晶粉末與助熔劑按摩爾比1:1-8均勻混合, 裝入鉑金坩堝中,以溫度1_80°C /h的升溫速率加熱至溫度750-980°C,恒溫6-100小時(shí),得 到混合熔液; 或按摩爾比Rb:Pb:P = 1:1:1直接稱取原料,與助熔劑混合均勻,以溫度1-80°C /h的 升溫速率加熱至溫度750-980°C,恒溫6-100小時(shí),得到混合熔液; c、 將步驟b得到的混合熔液降溫至695-930°C,將籽晶桿伸入液面以下,以溫度 0. 5-5°C A的速率緩慢降溫5-KKTC,將籽晶桿提出液面,籽晶桿上會(huì)有聚集物,再以溫度 1-80°C /h的速率降至室溫,獲得銣鉛磷氧籽晶; d、 將步驟b的混合熔液降溫至690-920°C,將步驟c得到的籽晶固定在籽晶桿上,從晶 體生長(zhǎng)爐頂部下籽晶,先將籽晶預(yù)熱5-60分鐘,然后將籽晶下至接觸混合熔液液面或混合 熔液中進(jìn)行回熔,恒溫5-60分鐘,快速降至溫度680-9KTC ; e、 再以溫度0. 1_3°C /天的速率緩慢降溫,以O(shè)-lOOrpm轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)籽晶桿進(jìn)行晶體的生 長(zhǎng),待單晶生長(zhǎng)到所需尺度后,將晶體提離混合熔液表面,并以溫度1_80°C /h速率降至室 溫,然后將晶體從爐膛中取出,即可得到銣鉛磷氧光學(xué)晶體。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法,其特征在于步驟a中含銣化合物為Rb 20)3或RbNO 3,含 鉛化合物為?1^0、?&0)3或?13(勵(lì)3) 2,含磷的化合物為(順4)2即04或(順4)氏?0 4。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法,其特征在于步驟a所述助熔劑為PbO、PbF 2-PbO、 H3B03-Pb0、H3B03-PbF 2或 H 3B03-PbF2-Pb0。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述方法,其特征在于助熔劑H 3B03-Pb0、H3B03-PbF2S H 3B03-PbF2-Pb0體系中H3B03與含鉛化合物PbO、PbF 2的摩爾比為1-6:1-5。7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的銣鉛磷氧光學(xué)晶體在制備探測(cè)器、飛行器、頭罩、整流罩中 的窗口材料,或顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡中的凸透鏡,或潛望鏡、雙目望遠(yuǎn)鏡、光譜儀中的棱鏡中的用 途。
【文檔編號(hào)】C01B25/45GK105862126SQ201510026673
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2015年1月19日
【發(fā)明人】潘世烈, 黃生世, 韓健
【申請(qǐng)人】中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所
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