湿化学法制备的KTiOPO4@SiO2玻璃陶瓷纳米结构和透明性
2013-09-15李东林马守龙樊小勇
无机化学学报 2013年9期
李东林 田 苗 李 倩 马守龙 谢 荣 苟 蕾 樊小勇 赵 鹏
(长安大学材料科学与工程学院,长安大学新能源材料与器件研究所,西安 710061)
近年来,含有非线性光学纳米晶体的玻璃陶瓷受到了很大的关注[1-6],在光功能器件方面如光波导、激光倍频和光开关等有潜在的应用前景。磷酸钛氧钾(KTiOPO4,简称KTP)是一种具有二阶非线性光学效应的铁电材料,广泛应用于激光倍频器件[7]。将KTP纳米晶体分散于SiO2玻璃陶瓷基质中,形成的纳米玻璃陶瓷具有低的光学损耗、易于成形及廉价等优点,可望成为一种新型二阶非线性光学材料。
目前,制备玻璃陶瓷的主要方法是高温熔融法,其优点是制备的玻璃陶瓷致密而且透明性高,但该方法由于高温(1 400~1 600℃左右)工艺的特点,极大地限制了易挥发组分的使用。以溶胶-凝胶为代表的湿化学法是一种低温合成玻璃陶瓷材料的新工艺,这种方法是利用金属醇盐或其它无机盐类溶解在醇、醚等有机溶剂中形成均匀的溶液,然后通过水解反应形成溶胶,经缩聚反应而转变成凝胶[8-10],材料成型可在溶胶或凝胶状态下进行,随后进行干燥处理变成干凝胶,再经过热处理后,期望的晶体从基质玻璃中析出形成玻璃陶瓷。其优点是:(1)原料在液相中发生分子级的混合,化学组成均匀,优于由传统高温熔融法获得的材料;(2)在室温下就可以形成玻璃网络结构,因而其制备温度比传统高温熔融法低得多,并且易于控制化学组分,较容易制备包含高度分散的纳米第二相粒子的复合材料。……
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