含稀土离子掺杂氯化钆微晶的玻璃薄膜的制备方法

摘要

本发明公开了含稀土离子掺杂氯化钆微晶的玻璃薄膜的制备方法，特点是制备原料的摩尔百分组成为：正硅酸乙酯：70-74.5mol％、钛酸丁酯：10-15mol％、氯化钆：10-15mol％、稀土氯化物：0.5-5mol％，其中稀土氯化物为氯化铕或氯化铽中的一种；优点是溶胶-凝胶是一种低温湿化学法玻璃制备技术，通过先驱体原料的水解与聚合化学反应过程来获得玻璃，因此在一定的液体粘度下可制备成薄膜材料，且低温的合成条件可有效地防止氯化物原料的分解与挥发；溶胶-凝胶法制备的玻璃由于溶剂的挥发与分解，在材料中会生成一定的微孔，这些微孔为纳米氯化物微晶的生成提供好的环境，从而可一定程度克服由于熔制玻璃的化学组分和析晶处理温度的不完全均匀性，导致析晶颗粒的不均匀与玻璃的失透。

主权项

含稀土离子掺杂氯化钆微晶的玻璃薄膜的制备方法，其特征在于包括下述步骤：(1)、将制备原料按摩尔百分组成：正硅酸乙酯：70‑74.5mol％、钛酸丁酯：10‑15mol％、氯化钆：10‑15mol％、稀土氯化物：0.5‑5mol％，分别称取分析纯的各制备原料，其中稀土氯化物为氯化铕或氯化铽中的一种，待用；(2)、钛酸丁酯的水解：把步骤(1)中秤量的钛酸丁酯溶解到无水乙醇中，无水乙醇与钛酸丁酯的摩尔比为3∶1，快速加入冰醋酸，钛酸丁酯与冰醋酸的体积比为1∶1，并进行强力磁力搅拌，逐步滴入蒸馏水，蒸馏水与钛酸丁酯的摩尔比为1∶1，室温下进行水解反应1小时，制成溶液A；(3)、正硅酸乙酯的水解：把步骤(1)秤量好的正硅酸乙酯溶解到无水乙醇中，无水乙醇与正硅酸乙酯的摩尔比为2.5∶1，并进行强力磁力搅拌，逐步滴入蒸馏水，蒸馏水与正硅酸乙酯的摩尔比为1.7∶1，用浓硝酸调节其pH值到4‑5，室温下进行水解反应2小时，制成溶液B；(4)、将溶液A与溶液B缓慢混合，充分搅拌使其反应均匀，水解反应0.5小时后，制成溶液C；(5)、在溶液C中，加入步骤(1)中秤量好的氯化钆与稀土氯化物，在强烈搅拌下，水解反应2小时后，制成溶液D；(6)、将溶液D密封后静置1天，得到一定粘度的溶液E；(7)、将溶液E用浸渍提拉法涂覆在洁净的玻璃基板上，玻璃基片在溶液E中的提拉速度控制在0.2‑1毫米/秒，根据具体厚度要求可重复提拉1‑5次，每次提拉间隔时间为15分钟，涂覆后的薄膜在室温下晾干4小时；(8)、将步骤(7)制得的薄膜放置到炉子中，以每小时30‑50℃的速率升温到100℃，保温1小时，以除去残余的水和乙醇，然后以每小时30‑50℃的速率再升温炉子到340℃，保温20分钟，以除去薄膜中残余的有机物，热处理结束，以每小时50℃降温速率，缓慢冷却炉子到室温；(9)、将步骤(8)获得的薄膜放入管式电阻炉的石英管道中，首先用氮气排除石英管道中的空气，然后打开氯化氢钢瓶阀门，通入干燥的氯化氢气体，以每小时50‑60℃的速率，逐步升温炉子到760‑780℃，并在该温度下反应处理2‑5小时，反应处理结束，关闭氯化氢气体，并以每小时50℃降温速率，缓慢冷却管式电阻炉至室温，用氮气清洗管道中残留的氯化氢气体，所有经管道尾端的残余氯化氢气体由氢氧化钠溶液回收，最终得到含稀土离子掺杂氯化钆微晶的玻璃薄膜。