近日，中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光单元技术实验室在350℃下制备了P-Sn-O-Cl-N玻璃系统并探究了其结构性能，相关研究成果以“Preparation and structure of low-melting-point stannous chlorophosphate containing nitrogen glasses”为题发表于Journal of Non-Crystalline Solids上。
磷酸盐玻璃由于玻璃化转变温度低，在非球面玻璃成型、低温封装、光子转换及有机复合材料等领域具有潜在应用。氯磷酸盐玻璃具有磷酸盐和卤化物玻璃的综合优点，如热膨胀系数高、抗失透性强和声子能量低。然而，熔融温度对低熔点玻璃的形成和性能有很大影响，目前研究还没有报道过熔融温度对在500℃以下制备的Sn-P-O-Cl-N玻璃性能的影响。
研究团队利用传统的熔融萃冷法，在500℃下制备的P-Sn-O-Cl-N无色透明玻璃体系中，通过比较样品的颜色、透明度和化学稳定性，确定最佳熔融温度为350℃，玻璃呈现出<140℃的超低玻璃化转变温度，并通过红外、拉曼和XPS研究了其组成和结构。在这之前已有研究人员对这种玻璃进行过研究，但都局限在500℃以上。在较低温度下制备的玻璃的透明度，成分和结构明显不同于500℃以上的温度。低温熔融减少了配料中Cl-和NH4+离子的挥发，从而降低了玻璃的熔点和Tg。本研究中制备的新型低熔点玻璃，为非球面成型玻璃，钙钛矿量子点的基体玻璃，和低熔点功能材料掺杂玻璃等领域提供了新思路。
相关研究得到了国家自然科学基金的支持。
图1 不同温度制备的Sn-P-O-Cl-N玻璃
图2 在350℃熔融的Sn-P-O-Cl-N玻璃的热膨胀(a)和DSC(b)曲线
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