摻雜對(duì)無鉛晶質(zhì)玻璃折射率和密度的影響.pdf

1、晶質(zhì)玻璃是一種具有高折射率的裝飾材料，晶瑩剔透，具有金屬質(zhì)感。常用來制作工藝品，高檔餐具，首飾等。原有的配方中含有大量的PbO，以提高玻璃的折射率和色散，并使其具有良好的加工性能。但隨著科技進(jìn)步和人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，PbO對(duì)人體和環(huán)境的污染愈來愈得到人們的重視，世界各國均出臺(tái)相關(guān)政策限制PbO的使用。本課題旨在研究稀土元素對(duì)晶質(zhì)玻璃光學(xué)性能的影響，試圖找到一種可能的代替晶質(zhì)玻璃中PbO的組分。
　　 本課題摻雜不同種類的氧化物來

2、替代鉛晶質(zhì)玻璃中的氧化鉛，利用阿貝折射儀等儀器，來研究摻雜氧化物對(duì)玻璃物結(jié)構(gòu)及折射率、密度的影響。通過以上的研究得出以下成果:
　　 (1)在本課題所設(shè)計(jì)的R2O-CaO-SiO2系統(tǒng)中，當(dāng)w(Bi2O3)≤25％的時(shí)候，隨著Bi2O3摻量的增加，玻璃的密度和折射率都隨之增加。當(dāng)摻雜量為25％時(shí)，玻璃的密度為3.6126g/cm3，折射率1.6164，可以達(dá)到高鉛晶質(zhì)玻璃水平。
　　 (2)在本課題所設(shè)計(jì)的R2O-CaO

3、-SiO2系統(tǒng)中，當(dāng)w(ZrO2)≤25％時(shí)，Zr元素以Zr4+的形式填充于玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的空隙中，使硅氧骨架的連接程度隨著摻雜量的增大而增大，從而提高玻璃的密度和折射率。當(dāng)w(ZrO2)≥20％時(shí)，出現(xiàn)析晶現(xiàn)象。ZrO2為15％時(shí)，具有最優(yōu)值且無析晶，是該組的較佳組分。此時(shí)折射率為1.5702，達(dá)到中鉛晶質(zhì)玻璃要求，
　　 (3)在本課題所設(shè)計(jì)的R2O-CaO-SiO2系統(tǒng)中，當(dāng)w(TiO2)≤25％時(shí)，TiO2和ZrO2一樣具

4、有較高的極化率，可以加強(qiáng)玻璃網(wǎng)絡(luò)的連接程度，從而提高玻璃的密度和折射率。摻雜量為25％時(shí)為該組玻璃的較佳組分。此時(shí)折射率為1.5738，符合中鉛晶質(zhì)玻璃標(biāo)準(zhǔn)。
　　 (4)在本課題所設(shè)計(jì)的R2O-CaO-SiO2系統(tǒng)中，CeO2的摻量較小時(shí)可以增加網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)連接程度，提高密度和折射率，但是超過一定范圍后，則充當(dāng)網(wǎng)絡(luò)修飾體。摻量為25％時(shí)，密度為3.0248 g/cm3折射率為1.6127，符合高鉛晶質(zhì)玻璃標(biāo)準(zhǔn)。
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