一种红外窗口玻璃，该玻璃的主要成分为(15～25)GeO2、(15～25)Ga2O3、(30～45)MO、(5～10)Al2O3、(1～5)BaCl2、(5～15)N2CO3。该红外窗口玻璃特别适合与另一种红外材料(锗酸盐红外玻璃、白宝石晶体等)高温表面热处理键合，中间加入金属网格，形成一种含电磁屏蔽功能的高透明红外窗口。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种红外窗口玻璃，特别是适合与另一种红外材料(锗酸盐红外玻璃、白宝石晶体等)高温表面热处理键合，中间加入金属网格，形成一种含电磁屏蔽功能的高透明红外窗口。
技术介绍
许多传感器或激光系统所使用的材料的光谱在可见-中红外范围(0. 5 5μπι) 内。这些系统要求一个保护窗口，而窗口的尺寸、形状和性质要求视具体用途而定。主要用于飞机传感器窗口、侦察机侦查窗口、车辆窗口和导弹整流罩等。近年来随着红外窗口的进一步发展，对红外窗口材料提出了更高要求，除在可见 中红外的宽波段内具有高透过率外，还需要材料具有抗电磁干扰(电磁屏蔽)性能。红外窗口雷达隐身及抗电磁干扰的解决方案主要是在窗口表面或内部制作有周期阵列的导电金属网栅。目前国内外研究者大多通过光刻技术(感光镀膜-沣刻蚀)在红外光窗的表面制作具有周期阵列的导电金属网栅(FSS)。但是，在大面积或球面基底上镀制以感光-刻蚀技术制作细线条的金属网栅还存在很大的困难，同时金属网栅与红外基材料的热导系数相差很大，镀制在红外基材料上膜厚为亚微米级的金属网栅膜的牢固度、 耐热冲击、抗激光损伤等实际相关方面依旧是很大挑战。美国海军研究所在国际会议上 (S. S. Bayya et. al. VIS-IR transmitting windows. SPIE5786 (2005) :262-271)公布一种在红外玻璃与另一种红外材料之间加入特定形状金属丝的方法，通过将玻璃加热至软化温度以上，玻璃与另一种红外材料键合，得到一种具有抗电磁干扰的复合红外窗口。该方法具有屏蔽性能好、耐热冲击性能好等优点。但是在文章中并没有公布详细的玻璃组成。美国专利(Low loss visible-IR transmitting glass-al μ min μ m oxynitride composites and process美国专利申请号7927705^007))公布了一种锗酸盐玻璃与ALON红外陶瓷复合金属网格的技术方案，体现了优良的屏蔽效果。由于该组成玻璃的转变温度高，而在加热复合过程中，玻璃易出现表面析晶，使得大尺寸复合材料制备困难。中国专利专利号ZL200610028867 透可见和中红外的锗镓酸盐玻璃)中，公布了一种优良的红外玻璃组成，但是在高温热复合过程中，易出现表面析晶，在两种红外材料中间形成不透明的界面，严重影响红外透过性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种红外窗口玻璃，以克服红外玻璃在高温(转变温度以上，析晶开始温度以下)热处理过程中的表面析晶现象，复合红外材料在界面处气泡、杂质点等缺陷，该红外窗口玻璃与锗酸盐红外玻璃、白宝石晶体等形成复合窗口在中红外波段 (3 5μπι)具有很高的透过率。本专利技术对玻璃组成调整的一个基本思路为在具有优良玻璃形成能力的锗镓酸盐成分的基础上，通过引入部分碱金属氧化物，进一步改善玻璃抗析晶性能，尤其是有效抑制了玻璃表面形成Ba2GeO4晶体的趋势，同时降低了玻璃特征温度。采用本专利技术的组成制备的玻璃，通过在两块玻璃中间加入金属丝网后，在玻璃转变温度以上20°C，析晶开始温度以下，真空下长时间保温烧结，得到一种多功能复合窗口材料玻璃无明显可见界面，金属丝网分布其中，复合样品具有优良的抗电磁干扰性能，同时在3 5μπι波段具有很高的透过率。本专利技术的技术解决方案如下一种透可见和中红外的锗镓酸盐玻璃，该玻璃的组成及其摩尔百分比如下组成mol%GeO215 25Ga2。315 25MO30 45Al2O35 10N2CO35-15BaCl21 5其中M为Ba、Ca、Sr中的一种或几种，其含量之和介于30 45mol% ;Ν为Na、K、 Cs中的一种或几种，其含量之和介于5 15mol%。本专利技术所述的红外玻璃制备方法，包括采取常规高温熔制熔化、浇注、退火等工艺过程，其中熔化阶段采取液态二氧化碳气化气体保护，退火过程采取液态氮气保护下进行。所述的玻璃与玻璃或白宝石晶体的复合材料制备过程包括，将两种红外材料复合的一面均抛光至最低的光学玻璃对面型、光洁度的要求以上，抛光面相对应，上下放置(或者中间加入金属丝网)于真空高温炉中，抽真空至10_4帕以上，在玻璃转变温度以上20°C， 析晶开始温度以下，保温时间大于36小时，缓慢冷却至室温，得到无可见界面(或夹有金属网格)的高透明样品。本专利技术的技术效果如下该红外窗口玻璃特别适合与锗酸盐红外玻璃、白宝石晶体等形成复合窗口，两种红外材料的复合界面无气泡、析晶等缺陷，红外透过率高。可以克服现有红外玻璃在高温 (转变温度以上，析晶开始温度以下)热处理过程中的表面析晶现象，复合红外材料在界面处气泡、杂质点等缺陷，具体实施例方式实施例1，采用本专利技术 25Ge02+20Ga203+44Ba0+5Al203+lBaCl2+5Na2C03 组成 (m0l%)，在液态二氧化碳气体保护下制备出高质量红外玻璃。将两块相同红外玻璃精密抛光后，上下叠放于真空炉中，在10_4帕的高真空下，从室温经10小时缓慢升温至615°C，保温20小时后，缓慢降温至室温，得到玻璃/玻璃复合样品。复合样品无明显可见复合界面， 未镀膜的6mm厚度样品在3 5 μ m范围内的平均透过率大于73%。实施例2，采用本专利技术 15Ge02+25Ga203+40Ba0+8Al203+5BaCl2+l2Na2C03 组成 (mol ，在液态二氧化碳气体保护下制备出高质量红外玻璃。将该红外玻璃与相同尺寸白宝石精密抛光后，上下叠放于真空炉中，在10_4帕的高真空下，从室温经10小时缓慢升温至 5850C，保温20小时后，缓慢降温至室温，得到玻璃/白宝石的复合红外窗口样品。复合样品无明显可见复合界面，未镀膜的6mm厚度样品在3 5 μ m范围内的平均透过率大于70%。本专利技术红外窗口玻璃的实施例3、4、5、6、7、8、9的组成如下表所示，采取与实施例 2类似的工艺，得到具有高透明度的复合红外窗口，其透过率大于70%。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1. 一种红外窗口玻璃，特征在于该玻璃组成如下组成mol%GeO215 25Ga2O315 25MO30 45Al2O...
【专利技术属性】
技术研发人员：张龙，袁新强，唐彬，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：
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