ユビキタス元素を用いた低光弾性透明酸化物ガラスの創製

利用普遍存在的元素制造低光弹性透明氧化物玻璃

• 批准号: 21K04652
• 负责人: 斎藤 全
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Ehime University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04652/
• 关键词: 汎用元素; 無色透明酸化物ガラス; 光弾性; 屈折率; 光弾性定数; 酸化物ガラス

いわゆる環境破壊につながる毒性元素を用いずに、低光弾性特性を有する酸化物ガラスの探索および開発は順調に推移し、査読付き原著論文および学術学会の場で公表している。ガラス組成に含まれるSnOは容易に酸化しやすく、仮に酸化してSnO2になればガラス中で微結晶が析出し、酸化物ガラスの透明性は失われる。したがって、今年度はガラスの溶融中に、電気炉内の酸素分圧をその場観察して、上記の結晶を生じない最適な溶融中の酸素分圧を見出した。このような条件で作製されたユビキタス元素のみを用いた酸化物ガラスは、SnOを含有する多様な組成系で得られ、光弾性定数が|0.05 x 10-12 Pa-1|より小さい、いわゆるゼロ光弾性を示すことが分かった。光学特性として、屈折率が1.7以上で、可視光域で無色透明である。環境調和型元素を使用したゼロ光弾性酸化物ガラスを社会実装するためには、一度に作製するガラスバッチのスケールアップが必要であり、ガラスメーカーの作製コストおよび歩留まりを改善できる。したがって、新たに見出した上記の方法を用いながら、溶融する際に使用するルツボを大容量にして、溶融急冷法で得られるガラスを大きくする試みを行った。汎用のアルミナルツボにバッチを詰めて、通常の箱型電気炉を用いて酸素分圧を最適化しながらガラス作製をおこなった結果、従来よりも4倍くらい大きなゼロ光弾性ガラス試料を得た。この試みは、ガラスメーカーにおけるガラス作製プロセスの簡素化と一度に大量のガラス部材を得るための一助になると考えられる。

具有低光弹性特性的氧化物玻璃而不使用导致环境破坏的有毒元素的搜索和开发一直在稳步发展，并且已发表在同行评审的原始论文和学术会议上。玻璃成分中包含的SNO很容易被氧化，如果氧化为SNO2，则在玻璃中沉淀出微晶体，从而导致氧化物玻璃的透明度丧失。因此，今年，在玻璃融化期间，在原位观察到电炉中氧的部分压力，以在熔化过程中找到最佳的氧气压力，而不会产生上述晶体。仅使用在这些条件下产生的普遍存在的氧化物玻璃是在包含SNO的多种组合系统中获得的，发现光弹性常数小于| 0.05 x 10-12 Pa-1 |，所谓的零光弹性。作为光学特征，折射率为1.7或更高，在可见光范围内无色和透明。为了使用环境统一的元素实施零光弹性氧化物玻璃，有必要立即缩放玻璃批次，并可以提高玻璃制造商的制造成本和产量。因此，在使用新发现的方法时，尝试增加熔化时使用的坩埚量，并增加通过淬火方法获得的玻璃。将批次包装成通用的铝制铝制，并使用标准的盒子型电炉生产玻璃，以优化氧气压力，从而使光弹性玻璃样品的样品大约大于先前型号的四倍。人们认为这种尝试有助于简化玻璃制造商的玻璃制造过程，并立即获得大量玻璃组件。

项目成果

Rostock University(ドイツ)

罗斯托克大学（德国）

愛媛大学 大学院理工学研究科 フォトニクス材料工学研究室

爱媛大学理工学研究科光子材料工学研究室

Properties and structure of ternary BaO-SnO-P2O5 glasses

三元BaO-SnO-P2O5玻璃的性能和结构

• DOI: 10.1016/j.jnoncrysol.2022.121909
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Non-Crystalline Solids
• 影响因子: 3.5
• 作者: Hoppe U.;Saitoh A.;Shimizu T.;Tricot G.;Hannon A.C.
• 通讯作者: Hannon A.C.

University of Lille(フランス)

里尔大学（法国）

Colorless SnO- and Sb₂O₃-containing borate and borosilicate glasses with small photoelastic and high refractive properties

无色含 SnO 和 Sb₂O₃ 的硼酸盐和硼硅酸盐玻璃，具有小光弹性和高折射率特性

• DOI: 10.35848/1347-4065/ac87e2
• 发表时间: 2022
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: Mitsui Kazuki;Suzuki Keita;Saitoh Akira
• 通讯作者: Saitoh Akira