Search papers

Article details

  • Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials
  • Vol: 66, Issue: 3, 2014
  • pp: 302-309

download: article (PL)

Lead-gallium glasses stabilised with SiO2 for transmission in near infrared

Abstract (EN)

The paper presents an effect of SiO2 dopant on the thermal stability and the UV-VIS and IR transmission of lead-gallium glass. These glasses, due to the absence of typical glass-forming components, are characterized by an increased tendency to crystallize. Despite this, they are interesting materials due to the shift of IR edge up to 6-7 µm. Base glass (0,75PbO-0,25Ga2O3) was modified by an addition of 5 mol%, 10 mol% and 15 mol% of SiO2. The DTA/DSC analysis showed the multi-stage crystallization of the glasses which changed with the amount of silica dopant. The XRD analysis confirmed that different forms of lead oxide crystallized at first during heat treatment of the glass, whereas the Ga2PbO4 phase was formed at higher temperatures. The silica admixture allowed a few percent of BaF2 to be introduced into the lead-gallium glass structure. It has been found that transparent glass-ceramics based on lead-gallium glass with the low phonon barium fluoride phase can be obtained during the thermal treatment. The study of UV-VIS-IR transmission shows that SiO2 in lead-gallium glasses diminishes the absorption band in the range of 2,6-4 µm as a result of the presence of hydroxyl groups, and reduces transmission at the range of 5-6,5 µm from 10% to 20%, simultaneously. The incorporation of SiO2 into the glass structure contributed to the transmission increase at the region of shorter wavelengths, and the UV-edge shift is observed. It was confirmed the the BaF2-dopant has no effect on the transmittance of the analyzed spectrum.

Keywords (EN): Lead-gallium glass, Thermal analysis, UV-Vis, IR, BaF2

Szkła ołowiowo-galowe stabilizowane SiO2 dla transmisji w bliskiej podczerwieni

Marczewska A., Środa M., Nocuń M.

Abstract (PL)

W pracy zbadano wpływ domieszki SiO2 na trwałość termiczną i zakres transmisji szkieł ołowiowo-galowych. Szkła te ze względu na brak typowych składników szkłotwórczych charakteryzują się zwiększoną tendencją do krystalizacji. Pomimo tego są one interesującym materiałem ze względu na przesuniętą do zakresu 6-7 µm, długofalową krawędź absorpcji. Otrzymano bazowe szkło o składzie 0,75PbO-0,25Ga2O3, którego skład modyfikowano następnie dodatkiem 5%, 10% i 15% mol. SiO2. Stosując metodę DTA/DSC stwierdzono, że szkła te charakteryzują się wielostopniową krystalizacją, na którą znaczący wpływ ma dodatek krzemionki. Przeprowadzone metodą XRD badania fazowe pokazały, że w trakcie obróbki termicznej w szkle krystalizują różne formy tlenku ołowiu, natomiast w wyższych temperaturach tworzy się faza Ga2PbO4. Dodatek krzemionki pozwolił na wprowadzenie do struktury szkła ołowiowo-galowego kilku procent BaF2. Stwierdzono, że w trakcie obróbki termicznej można otrzymać na bazie tego szkła przezroczystą szkło-ceramikę tlenkowo-fluorkową z niskofononową fazą fluorku baru. Z przeprowadzonych badań transmitancji UV-ViS-IR w zakresie od 250 nm do 9 µm wynika, że dodatek SiO2 w szkłach ołowiowo-galowych wpływa na zmniejszenie pasma absorpcyjnego w zakresie 2,6-4 µm związanego z obecnością grup hydroksylowych, jednocześnie zmniejszając transmitancję w zakresie 5-6,5 µm od 10% do 20%. Wprowadzenie SiO2 przyczyniło się natomiast do zwiększenia transmisji w zakresie krótszych długości fal z jednoczesnym przesunięciem krótkofalowego progu absorpcji. Stwierdzono, że dodatek BaF2 nie miał wpływu na przepuszczalność szkła w całym analizowanym zakresie widma.

Keywords (PL): szkło ołowiowo-galowe, trwałość termiczna, UV-Vis, IR, BaF2

return…