بررسی خواص اپتیکی شیشه‌های سیستم GeO2-PbO-CaO-SrO در حضور مقادیر مختلف از اکسیدهای کلسیم و استرانسیم

نویسندگان

دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی مالک‌اشتر

چکیده

چکیده- هدف از پژوهش حاضر، بررسی خواص ساختاری، نوری و حرارتی شیشه‌های GeO2-PbO-CaO-SrO در راستای دستیابی به بالاترین خواص اپتیکی و پایداری حرارتی به‌منظور استفاده در ساخت پنجره‌های مادون قرمز است. در این راستا، شیشه‌های ژرماناتی مختلف در گروه‌های ترکیبی PbO-xCaO (x-50)و50GeO2 و 50GeO2-(50-x)PbO-xSrO و (20 و 10، 0 x=) با انجام فرایند متداول ذوب و سرد کردن سریع در میان دو صفحه‌ فولادی تهیه شدند. بررسی‌های ساختاری، نوری و حرارتی نمونه‌های حاصل توسط پراش‌سنج پرتو ایکس (XRD)، آنالیز حرارتی (DTA)، آزمون طیف‌سنجی مادون قرمز (FTIR) و آزمون طیف‌سنجی مرئی- فرابنفش (UV-Vis) انجام شد. نتایج حاصل حاکی از آن بود که افزودن اکسید کلسیم به ترکیب شیشه‌های ژرماناتی- اکسید سرب، باعث کاهش توانایی تشکیل فاز شیشه‌ای، خواص نوری و حرارتی این گروه ترکیبی می‌شود. برخلاف اکسید کلسیم، حضور اکسید استرانسیم تأثیر مخربی بر خواص اپتیکی شیشه‌های مورد بحث نداشته، بیشترین دمای تبلور در حدود 831 درجه‌ سانتی‌گراد و دمای انتقال به شیشه در حدود 580 درجه‌ سانتی‌گراد در ترکیب حاوی 20 درصد اکسید استرانسیم حاصل شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of the Optical Properties of GeO2-PbO-CaO-SrO Glass System in the Presence of Different Amounts of CaO and SrO

نویسندگان [English]

  • A. Baradaran
  • M. Tavoosi
Department of materials Engineering, Malek- Ashtar University of Technology (MUT), Shahin-Shahr, Isfahan, Iran.
چکیده [English]

In the present study, the structural, optical and thermal behaviors of GeO2-PbO-CaO-SrO glasses were investigated to achieve the highest optical properties and thermal stability. Accordingly, different 50GeO2-(50-x)PbO-xCaO and 50GeO2-(50-x)PbO-xSrO (x=0, 10, 20) germanate glasses were prepared by the conventional melt and quench technique between two steel sheets. The produced samples were characterized using X-ray diffraction (XRD), differential thermal analysis (DTA), Fourier transform infrared (FTIR) and UV-Vis spectroscopy. Based on the obtained results, the addition of CaO to glass composition reduced the glass phase forming ability as well as optical and thermal behaviors of the prepared glasses. In contrast, the presence of SrO had no destructive effect on the optical properties of the prepared glasses; the highest values of glass transition (580 oC) and crystallization temperature (831 oC) were achieved in the sample containing 20 mole% of SrO.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Germanate glasses
  • Transmittance
  • Absorption edge
  • Thermal stability
1. Holler, F. J., Skoog , D. A., and Crouch, S. R., Principles of Instrumental Analysis, Belmont, Thomson, p. 1075, 2007.
2. Driscoll, W. G., Handbook of Optics, McGraw-Hill, New York, p. 1600, 1978.
3. Jiang, X., Lousteau, J., Richards, B., and Jha, A., “Investigation on Germanium Oxide-based Glasses for Infrared Optical Fiber Development”, Optical Materials, Vol. 31, pp. 1701-1706, 2009.
4. Dumbaugh, W. H., and Lapp, J. C., “Heavy-metal Oxide Classes”, Journal of the American Ceramic Society, Vol. 75, pp. 2315-2326, 1992.
5. Tang, B., Wu, C., Li, J., Fan, Y., Hu, H., and Zhang, L., “Large-size Oxy-fluoride Glasses Used for Vis-IR Transmitting Windows”, Journal of Non-Crystalline Solids, Vol. 355, pp. 2006-2009, 2009.
6. Gross, T. M., and Tomozawa, M., “Fictive Temperature of GeO2 Glass: Its Determination by IR Method and its Effects on Density and Refractive Index”, Journal of Non-Crystalline Solids, Vol. 353, pp. 4762-4766, 2007.
7. Rabaie, S. E., Taha, T. A., and Higazy, A. A., “Non-linear Optical and Electrical Properties of Germanate Glasses”, Journal of Physical B, Vol. 429, pp. 1-5, 2013.
8. Jiang, X., Lousteau, J., Shen, S. X., and Jha, A., “Fluorogermanate Glass with Reduced Content of OH Groups for Infrared Fiber Optics”, Journal of Non-Crystalline Solids, Vol. 355, pp. 2015-2019, 2009.
9. Zhang, Y., Lu, C., Feng, Y., Sun, L., Ni, Y., and Xu, Z., “Effects of GeO2 on the Thermal Stability and Optical Properties of Er3+/Yb3+-codoped Oxyfluoride Tellurite Glasses”, Journal of Materials Chemistry and Physics, Vol. 126, pp. 786-790, 2011.
10. Chen, Q., Ma, Q., Wang, H., and Chen, Q., “Structural and Properties of Heavy Metal Oxide Faraday Glass for Optical Current Transducer”, Journal of Non-Crystalline Solids, Vol. 429, pp. 13-19, 2015.
11. Dominiak-Dzik, G., and Ryba-Romanowski, W., “Structural and Luminescent Properties of Crystalline Microstructure in the GeO2-PbO-PbF2 Glass-ceramics Doped with Luminescent Ions”, Journal of Alloys and Compounds, Vol. 451, pp. 586-590, 2008.
12. Nouri, M., Tavoosi, M., and Alizadeh, P., “Processing and Optical Properties of Transparent GeO2-PbO-MgO-MgF2 Glass-ceramics”, Ceramics International, Vol. 42, pp. 17524-17529, 2016.
13. Singh, S., and Singh, K., “Nanocrystalline Glass-ceramics: Structural, Physical and Optical Properties”, Journal of Molecular Structure, Vol. 1081, pp. 211-216, 2015.
14. Nikolić1, J. D., Smiljanjić, S. V., Matijašević, S. D., Živanović, V. D., Tošič, M. B., Grujić, S. R., and Stojanović, J. N., “Preparation of Glass-ceramic in Li2O-Al2O3-GeO2-P2O5 System”, Processing and Application of Ceramics, Vol. 7, pp. 147-151, 2013.
15. Volpi, V., Montesso, M., Ribeiro, S. J. L., Viali, W. R., Magon, C. J., Silva, I. D. A., Donoso, J. P., and Nalin, M., “Optical and Structural Properties of Mn2+ Doped PbGeO3-SbPO4 Glasses and Glass-ceramics”, Journal of Non-Crystalline Solids, Vol. 431, pp. 135-139, 2016.
16. Fray, A. F., and Nielsen, S., “Germinate Glasses: Removal of OH Absorption Bands”, Infrared Physics, Vol. 1, pp. 175-186, 1961.
17. Wolfe, W. L., and Zissis, G. J., The Infrared Handbook, Environmental Research Institute, Michigan, p. 1737, 1985.
18. Palik, E. D., Handbook of Optical Constants of Solids, Academic Press, Orlando, p. 999, 1985.

ارتقاء امنیت وب با وف ایرانی