本發(fā)明屬于鍍膜材料領域,涉及了一種紅外光學鍍膜材料,具體涉及了一種氟化鐿鍍膜材料及其制備方法。
背景技術:
1、隨著紅外技術的發(fā)展,寬光譜光學系統(tǒng)逐漸興起,其工作光譜范圍常涉及可見至遠紅外,系統(tǒng)中所使用的光學薄膜通常也會同時涉及可見、近紅外及遠紅外波段,覆蓋光譜范圍較寬。因此,在制備類寬光譜紅外光學薄膜時,所選用的材料必須具有寬透明區(qū)以保證產(chǎn)品性能良好,而低折射率材料的選用尤其值得關注。
2、氟化鐿(ybf3)材料在紅外光學的應用具有折射率低、透明區(qū)寬的特點,同時其無毒、無放射性,是最常用的低折率材料之一,在紅外、激光領域應用及其廣泛;但是氟化鐿薄膜經(jīng)常出現(xiàn)氧含量高、薄膜應力大的問題使其穩(wěn)定性大大降低,影響其在紅外光學領域的應用前景。
技術實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術存在的缺陷和不足,第一方面,本發(fā)明提供一種氟化鐿鍍膜材料;第二方面,本發(fā)明提供一種氟化鐿鍍膜材料的制備方法。
2、第一方面,本發(fā)明提供一種氟化鐿鍍膜材料,包括氟化鐿、氟化鈉和氟化鉛,其中氟化鐿、氟化鈉和氟化鉛的質量比為x∶y∶z,其中x為80~95,y為1~18,z為1~15,且x+y+z=100;所述氟化鐿鍍膜材料中,鐿元素、鈉元素和鉛元素均勻分布。
3、優(yōu)選地,所述氟化鐿鍍膜材料中的晶體結構為多晶結構。
4、優(yōu)選地,所述氟化鐿鍍膜材料的松裝密度為4.0~5.5g/cm3。
5、第二方面,本發(fā)明提供一種氟化鐿鍍膜材料的制備方法,包括如下步驟:
6、步驟1,混合氟化鐿粉末、氟化鈉粉末和氟化鉛粉末并球磨,得到混合粉末;于混合粉末中加入純水并攪拌,然后靜置一定時間,得到濕料;
7、步驟2,將濕料壓制成型后并于真空氛圍中干燥一定時間,得到坯料;
8、步驟3,將坯料置于真空或者惰性氛圍中焙燒一定時間后隨爐冷卻,得到中間產(chǎn)物a;
9、步驟4,將中間產(chǎn)物a破碎后置于真空氛圍中退火一定時間后,得到中間產(chǎn)物b,依次將中間產(chǎn)物b破碎、篩分后得到的固體顆粒即為所述氟化鐿鍍膜材料;
10、其中,氟化鐿粉末、氟化鈉粉末和氟化鉛粉末的質量比為x∶y∶z,其中x為80~95,y為1~18,z為1~15,且x+y+z=100。
11、優(yōu)選地,步驟1中,濕料中混合粉末和純水的質量比為1∶1%~3%。
12、優(yōu)選地,步驟1中,靜置時間為1~10h。
13、優(yōu)選地,步驟2中,坯料密度為3.5~5.0g/cm3。
14、優(yōu)選地,步驟2中,干燥溫度為80~120℃,干燥時間為1~12h。
15、優(yōu)選地,步驟3中,將中間產(chǎn)物a置于坩堝中,然后密封坩堝,再將坩堝置于真空或者惰性氛圍中焙燒。
16、優(yōu)選地,步驟3中,焙燒溫度為1050~1500℃,焙燒時間為1~6h。
17、進一步優(yōu)選,步驟3中,焙燒時,升溫速率為1~10℃/min;冷卻時,降溫速率為0.5~5℃/min,降溫至800℃后隨爐冷卻。
18、優(yōu)選地,步驟3之后和步驟4之前還包括:除去中間產(chǎn)物a表面的灰化層。
19、優(yōu)選地,步驟4中,退火溫度為800~1000℃,退火時間為2~8h。
20、與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明具有以下明顯的有益效果:
21、將氟化鈉和氟化鉛摻雜于氟化鐿中冶煉制備得到的光學鍍膜材料,可控制氟化鐿材料中的氧含量,降低鐿離子在高溫下從三價轉變?yōu)槎r的可能性,提高其高溫穩(wěn)定性,并且晶體純度高,無其他雜色,使用光學鍍膜材料鍍膜得到的薄膜應力低,使其不易開裂,降低膜層散射和吸收。
1.一種氟化鐿鍍膜材料,其特征在于,包括氟化鐿、氟化鈉和氟化鉛,其中氟化鐿、氟化鈉和氟化鉛的質量比為x∶y∶z,其中x為80~95,y為1~18,z為1~15,且x+y+z=100;所述氟化鐿鍍膜材料中,鐿元素、鈉元素和鉛元素均勻分布。
2.如權利要求1所述的氟化鐿鍍膜材料,其特征在于,所述氟化鐿鍍膜材料的晶體結構為多晶結構。
3.如權利要求1或2所述的氟化鐿鍍膜材料,其特征在于,所述氟化鐿鍍膜材料的松裝密度為4.0~5.5g/cm3。
4.一種氟化鐿鍍膜材料的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:
5.如權利要求4所述的氟化鐿鍍膜材料的制備方法,其特征在于,步驟3中,將中間產(chǎn)物a置于坩堝中,然后密封坩堝,再將坩堝置于真空或者惰性氛圍中焙燒。
6.如權利要求4或5所述的氟化鐿鍍膜材料的制備方法,其特征在于,步驟3中,焙燒溫度為1050~1500℃,焙燒時間為1~6h。
7.如權利要求4所述的氟化鐿鍍膜材料的制備方法,其特征在于,步驟3中,焙燒時,升溫速率為1~10℃/min;冷卻時,降溫速率為0.5~5℃/min,降溫至800℃以下后隨爐冷卻。
8.如權利要求4或7所述的氟化鐿鍍膜材料的制備方法,其特征在于,步驟3之后和步驟4之前還包括:除去中間產(chǎn)物a表面的灰化層。
9.如權利要求4所述的氟化鐿鍍膜材料的制備方法,其特征在于,步驟4中,退火溫度為800~1000℃,退火時間為2~8h。
10.如權利要求4或9所述的氟化鐿鍍膜材料的制備方法,其特征在于,步驟2中,坯料密度為3.5~5.0g/cm3。