Sn-Pb-P-F-O系超低融点ガラスの構造

Sn-Pb-P-F-O超低熔点玻璃的结构

• 批准号: 04650693
• 负责人: 安盛 敦雄
• 金额: --
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04650693/
• 关键词: Sn-Pb-P-F-Oガラス; フツリン酸塩ガラス; 超低融点ガラス

これまでTickらによって報告されているガラス作製法によって得られるSn-Pb-P-F-O系ガラスは、(1)リン酸原料中に含まれているアモニア成分がガラス中に多量に残存する、(2)出発原料組成でのF/0比と、得られるガラスのF/0比が大きく異なり制御性に乏しい、(3)色素などを添加する際に必要となる再溶融を行なうと、F成分が時間とともに減少しガラスの不均質・失透が生じる、という主に3つの問題点を含むものとなり、ガラス作製プロセスの改善が必要である。本研究では、酸化物ガラスを予め作製し、その後にフッ化物原料を添加する2段階溶融法を用い、上記の問題点について検討した。1段階目の酸化物ガラスの作製として、SnO-P_20_5系、Pbo-P_2O_5系の2通りについてまず検討し、溶存アンモニア成分を充分に取り除くにはN_2ガスバブリングを行いながら700℃以上で溶融する必要があることが分かった。さらにこの条件では、SnO-P_2O_5系でSr^<2+>→Sn^<4+>への酸化が促進され、フッ化物原料添加後、ガラス中にSn^<IV>P_20_7結晶が析出してしまうことが明らかとなり、Snの価数制御も考慮に入れる必要があることがわかった。一方、PbO-P_2O_5系で作製した場合、溶存アンモニアの低減に加え、F成分の損失を40%以下(Tickらの方法では70%以上損失してしまう)に低くすることが可能となった。この系を用いて得られたSn-Pb-P-O-Fガラスは、光透過性がよく、400℃での再溶融試験ではF/0比の経時変化が極めて小さい良質なガラスとなっていることがわかった。その結果、上記の3つの問題点をほぼクリアした溶融プロセスを見出だした。

通过Tick等人先前报道的玻璃制造方法得到的Sn-Pb-P-F-O玻璃(1)磷酸原料中含有的大量氨成分残留在玻璃中；(2)起始时的F/0比；所得玻璃的材料成分和F (3)当添加颜料时需要进行重熔时，F成分随着时间的推移而减少，导致玻璃不均匀和失透。这涉及三个问题，需要改进玻璃制造工艺。在本研究中，我们采用两步熔融法研究了上述问题，其中先制备氧化物玻璃，然后添加氟化物原料。对于氧化物玻璃生产的第一阶段，我们首先考虑了两种方法：SnO-P_20_5体系和Pbo-P_2O_5体系，发现需要在700℃或更高的温度下熔化，同时进行N_2气体鼓泡，以充分去除溶解的氨成分事实证明是有的。此外，在此条件下，促进了SnO-P_2O_5体系中Sr^<2+>→Sn^<4+>的氧化，添加氟化物原料后，在SnO-P_2O_5体系中析出Sn^<IV>P_20_7晶体。很明显，还需要考虑锡价控制。另一方面，当用PbO-P_2O_5系统制造时，除了减少溶解的氨之外，还可以将F组分的损失减少到40％以下（相比之下，Tick方法中的损失超过70％）等）。使用该系统获得的Sn-Pb-P-O-F玻璃具有良好的光学透明度，并且在400℃下的重熔测试表明，它是一种高质量玻璃，其F/0比随时间的变化很小。结果，他们发现了一种几乎解决了上述三个问题的熔化工艺。