化合物銣鉛磷氧和銣鉛磷氧光學晶體及制備方法和用圖
【專利摘要】本發明涉及一種化合物銣鉛磷氧和銣鉛磷氧光學晶體及其制備方法和用途，化合物銣鉛磷氧的化學式為RbPbPO4，分子量為387.63，屬于正交晶系，空間群為Pnma，晶胞參數為a = 7.635(4) ?，b = 5.750(3) ?，c = 10.151(6) ?，V= 445.6(4) ?3，Z=4采用固相反應法獲得銣鉛磷氧化合物，再將該化合物采用高溫熔液法生長晶體，即可得到銣鉛磷氧光學晶體。其透光波段在254nm至2600nm之間，該晶體機械硬度適中，易于切割和拋光加工，適用于制作探測器、飛行器、頭罩、整流罩中的窗口材料，顯微鏡和望遠鏡中的透鏡或潛望鏡、雙目望遠鏡、光譜儀等儀器中改變光的進行方向的棱鏡等光學器件。
【專利說明】
化合物細鉛磯氧和細鉛磯氧光學晶體及制備方法和用途
技術領域
[0001] 本發明設及一種化合物鋼鉛憐氧和鋼鉛憐氧光學晶體的制備方法和用途，該化合 物的化學式為化化P〇4。
【背景技術】
[0002] 無機憐酸鹽由于具有豐富的結構化學，同時由于其在光學、催化、磁學、燃料W及 骨骼醫學方面的潛在應用，使得對其的研究成為一個熱點。憐原子通過sp3雜化與氧原子鍵 合，形成剛性的P〇4四面體基團。P〇4四面體基團再通過同享氧原子，可W形成不同構型的聚 陰離子基團，從而使得憐酸鹽化合物具有豐富的結構構型。同時，由于憐酸鹽具有剛性、抗 化學腐蝕性及熱穩定性，使得它具有一些優異的性能，從而得到了廣泛的應用。例如，KDP、 D邸P、KTP W及ADP等，由于其優異的非線性光學性質而得到了廣泛的應用。雖然運些材料 的晶體生長技術已日趨成熟，但仍存在著明顯的不足之處：如晶體易潮解、生長周期長、層 狀生長習性嚴重及價格昂貴等。因此，合成新的光學晶體材料仍然是一個非常重要而艱巨 的工作。
[0003] 隨著科技的發展，對新型功能材料提出越來越多的的需求，如何更有效地進行棚 酸鹽新材料設計成為許多科技工作者和企業界關注的話題。在發展新型光學晶體時，人們 仍然選擇透光范圍寬的棚酸鹽或憐酸鹽晶體。
【發明內容】
[0004] 本發明目的在于提供一種化合物鋼鉛憐氧，化學式為化PbP〇4,分子量為387. 63， 采用固相反應法合成。 陽0化]本發明另一目的是提供一種鋼鉛憐氧光學晶體，該晶體的化學式為化PbP化，分子 量為387. 63,屬于正交晶系，空間群為Pnma,晶胞參數為S : 7.紛5 (4) A, & = S. 7凱㈱ 1，G = 10. 151 巧）A，V= 445. 6 (4) A3, Z = 4。
[0006] 本發明再一目的是提供一種鋼鉛憐氧光學晶體的制備方法。
[0007] 本發明又一個目的是提供一種鋼鉛憐氧光學晶體的用途，可用于制備探測器、飛 行器、頭罩、整流罩中的窗口材料，顯微鏡和望遠鏡中的透鏡或潛望鏡、雙目望遠鏡、光譜儀 等儀器中的棱鏡。 W08] 本發明所述一種化合物鋼鉛憐氧，該化合物的化學式為化化P〇4,分子量為 387. 63,采用固相反應法合成該化合物。
[0009] 一種鋼鉛憐氧光學晶體，該晶體的化學式為化化P〇4,分子量為387. 63,屬于正交 晶系，空間群為Pnma,晶胞參數為a = 7,635(4) A，度=5/巧訂狂)1，G= 10.巧1(6) A，： V= 445. 6(4) k\ Z = 4〇
[0010] 所述的鋼鉛憐氧光學晶體的制備方法，采用固相反應法合成化合物，采用高溫溶 液法生長晶體，具體操作按下列步驟進行： 陽011] a、采用固相反應法，按摩爾比化:Pb:P = I: I: I稱取原料放入研鉢中，研磨均勻后 放入剛玉相蝸，將剛玉相蝸置于馬弗爐中，緩慢升溫至40(TC，恒溫12小時，冷卻后取出相 蝸，將樣品研磨均勻，再置于相蝸中，將馬弗爐升溫至800°C，恒溫48小時后將樣品取出，放 入研鉢中仔細研磨得到鋼鉛憐氧化合物單相多晶粉末，再對該多晶粉末進行X射線分析， 所得X射線譜圖與化化P〇4單晶研磨成粉末后的X射線譜圖是一致的；
[0012] b、將步驟a制備的鋼鉛憐氧化合物單相多晶粉末與助烙劑按摩爾比1:1-8均勻混 合，裝入銷金相蝸中，W溫度1-80°C A的升溫速率加熱至溫度750-980°C，恒溫6-100小 時，得到混合烙液； 陽01引或按摩爾比化:Pb:P = 1:1:1直接稱取原料，與助烙劑混合均勻，W溫度1-80°C / h的升溫速率加熱至溫度750-980°C，恒溫6-100小時，得到混合烙液；
[0014] C、將步驟b得到的混合烙液降溫至695-930°C，將巧晶桿伸入液面W下，W溫度 0. 5-5°C A的速率緩慢降溫5-100°C，將巧晶桿提出液面4子晶桿上會有聚集物，再W溫度 1-80°C A的速率降至室溫，獲得鋼鉛憐氧巧晶；
[0015] t將步驟b的混合烙液降溫至690-920°C，將步驟C得到的巧晶固定在巧晶桿上， 從晶體生長爐頂部下巧晶，先將巧晶預熱5-60分鐘，然后將巧晶下至接觸混合烙液液面或 混合烙液中進行回烙，恒溫5-60分鐘，快速降至溫度680-910°C ;
[0016] e、再W溫度0. l-3°c /天的速率緩慢降溫，W 0-10化pm轉速旋轉巧晶桿進行晶體 的生長，待單晶生長到所需尺度后，將晶體提離混合烙液表面，并W溫度1-80°C A速率降 至室溫，然后將晶體從爐膛中取出，即可得到鋼鉛憐氧光學晶體。
[0017] 步驟a所述含鋼化合物為化2〔〇3或化NO 3,含鉛化合物為Pbo、PbC〇3或Pb (NO 3) 2， 含憐的化合物為（畑4)2冊〇4或（畑4化2口〇4。
[0018] 步驟 b 所述助烙劑為 PbO、PbFz-PbO、HsBOs-PbO、HsBOs-PbFz或 H 3B〇3-PbF2-PbO。
[0019] 助烙劑 HsBOs-PbO、HsBOs-PbFz或 H 3B〇3-PbF2-PbO 體系中 H3BO3與含鉛化合物 PbO、 PbFz的摩爾比為1-6:1-5。
[0020] 所述的鋼鉛憐氧光學晶體在制備探測器、飛行器、頭罩、整流罩中的窗口材料，或 顯微鏡、望遠鏡中的凸透鏡，或潛望鏡、雙目望遠鏡、光譜儀中的棱鏡中的用途。
[0021] 本發明所述的鋼鉛憐氧光學晶體，原則上，采用一般化學合成方法都可W制備化 合物化化P〇4,現優選固相反應法，該化合物有W下幾個典型的可W得到化化P〇4化合物的 化學反應式：
[0022] (1)化2〔〇3巧口6〇+2(畑4化2?〇4一 2I?bPbP〇4+C〇2 t 巧畑3 t +3H20 t
[0023] (2)化2〔〇3巧PbC〇3+2 (畑4) H2PO4一 2I?bPbP0 4+3C02 t 巧NH 3 t +3H 2〇 t
[0024] 做化2〔〇3巧Pb (NO3) 2+2 (畑4) H2PO4一 2I?bPbP0 4+CO2 t +4N0 2 t +0 2 t 巧NH 3 t +3H 2〇 t 陽0巧] (4)I?bN〇3+PbO+(NH4)H2P〇4一化PbP〇4+N〇2 t +畑3 t +3/2H20 t +1/4〇2 t
[0026] (5)I?bN〇3+PbC〇3+(NH4)H2P〇4一化PbP〇4+C〇2 t +N0 2 t +畑3 t +3/2H2O t +1/4〇2 t
[0027] (6) I?bN〇3+Pb (NO3) 2+ (畑4) H2PO4一化PbPO 4+3N02 t +3/40 2 t +NH 3 t +3/2H 2〇 t
[0028] (7)化2〔〇3巧PbO+2 (畑4) 2HPO4一 2I?bPbP0 4+CO2 t +4畑 3 t +3H 2〇 t
[0029] 做化2〔〇3巧PbC〇3+2 (畑4) 2HPO4一 2I?bPbP0 4+3C02 t +4畑 3 t +3H 2〇 t
[0030] (9)I?bN〇3+PbO+(NH4)2HP〇4一化PbP〇4+N〇2 t 巧畑3 t +3/2H2O t +1/4〇2 t
[0031] 本發明提供鋼鉛憐氧光學晶體，該晶體的化學式為化PbP〇4,分子量為387. 63,屬 于正交晶系，空間群為Pnma。
[0032] 本發明提供化PbP〇4光學晶體的制備方法，采用助烙劑法生長晶體，可獲得尺寸為 厘米級的化化P〇4。該晶體機械硬度適中，易于切割、拋光加工，適用于制作探測器、飛行器、 頭罩、整流罩中的窗口材料，顯微鏡和望遠鏡中的透鏡或潛望鏡、雙目望遠鏡、光譜儀等儀 器中改變光的進行方向的棱鏡等光學器件。
【附圖說明】
[0033] 圖1為本發明化化P〇4粉末的X-射線衍射圖；
[0034] 圖2為本發明化化P〇4的晶體結構圖；
[0035] 圖3為本發明窗口使用示意圖，其中1為保護蓋，2為法蘭底座，3為晶體材料（窗 口），4為密封圈，5為密封圈，6為外旋壓圈；
[0036] 圖4為本發明凸透鏡原理示意圖；
[0037] 圖5為本發明棱鏡使用示意圖。
【具體實施方式】
[003引 W下結合附圖和實施例對本發明進行詳細說明： 陽039] 實施例1 :
[0040]按反應式：（1)化2〔〇3巧口6〇+2(畑4化2?〇4 - 2I?bPbP〇4+C〇2 t 巧畑3 t +3H20 t 合成 I?bPbP〇4化合物； 陽OW 將抓2〇)3、？60、（畑4)町0浪摩爾比1:2:2稱取原料放入研鉢中，混合并仔細研磨， 然后裝入巫IOOmmX IOOmm的開口剛玉相蝸中，放入馬弗爐中，緩慢升溫至400°C，恒溫12小 時，冷卻后取出相蝸，將樣品研磨均勻，再置于相蝸中，將馬弗爐升溫至800°C，恒溫48小時 后將樣品取出，放入研鉢中仔細研磨得到鋼鉛憐氧化合物單相多晶粉末，再對該多晶粉末 進行X射線分析，所得X射線譜圖與化化P〇4單晶研磨成粉末后的X射線譜圖是一致的；
[0042] 反應式中的碳酸鋼由硝酸鋼替換，氧化鉛由碳酸鉛、硝酸鉛替換，憐酸二氨錠由憐 酸氨二錠替換；
[0043] 將合成的鋼鉛憐氧化PbP〇4化合物與助烙劑PbO按摩爾比1:3進行混配，裝入 OSOmmX 80mm的開口銷金相蝸中，W溫度50°C A的升溫速率加熱至溫度950°C，恒溫24小 時，得到鋼鉛憐氧混合烙液； W44] 再將混合烙液降溫至890°C，將巧晶桿快速伸入液面W下，W溫度2°C A的速率 緩慢降至800°C，將巧晶桿提出液面，巧晶桿上會有聚集物，再W溫度50°C A的速率降至室 溫，獲得化化P〇4巧晶；
[0045] 在化合物烙液中生長晶體：將得到的鋼鉛憐氧混合烙液降至溫度880°C，再將獲 得的鋼鉛憐氧巧晶固定于巧晶桿上，從晶體生長爐頂部下巧晶，先將巧晶預熱10分鐘，然 后將巧晶下至接觸混合烙液液面進行回烙，恒溫10分鐘，快速降至溫度870°c ;
[0046] 再W溫度2°C /天的速率降溫，W 80巧m的轉速旋轉巧晶桿，待晶體生長結束后，使 晶體脫離液面，W溫度50°C A的速率降至室溫，然后將晶體從爐膛中取出，即可獲得尺度 為 16mm X 24mm X 15mm 的 I^bPbPO*晶體。
[0047] 實施例2 :
[0048] 按反應式：似化2〔〇3巧PbC〇3+2 (畑4) &?〇4一 2I?bPbP0 4+3C02 t 巧NH 3 t +3H 2〇 t 審。 備化化P〇4化合物； W例將化2〔〇3、PbC〇3、（畑4化?0浪摩爾比1:2:2直接稱取原料，與助烙劑PbO按摩爾 比1:2進行混配，裝入OSOmmX 80mm的開口銷金相蝸中，W溫度80°C A的升溫速率加熱至 溫度980°C，恒溫30小時，得到鋼鉛憐氧混合烙液；
[0050] 將混合烙液降至溫度930°C，此時將巧晶桿快速伸入液面下，W溫度2°C A的速率 緩慢降至850°C，將巧晶桿提出液面，巧晶桿上會有聚集物，再W溫度50°C A的速率降至室 溫，獲得化化P〇4巧晶；
[0051] 在化合物烙液中生長晶體：將得到的鋼鉛憐氧混合烙液降至溫度920°C，將獲得 的化PbP〇4巧晶固定于巧晶桿上，從晶體生長爐頂部下巧晶，先將巧晶預熱10分鐘，然后將 巧晶下至混合烙液中進行回烙，恒溫10分鐘，快速降至溫度910°C ; 陽0巧再W溫度1. 5°C /天的速率緩慢降溫，W 50rpm的轉速旋轉巧晶化待晶體生長到 所需尺度后，將晶體提離烙液表面，W溫度l〇°C A速率降至室溫，然后將晶體從爐膛中取 出，即可獲得尺度為20mmX 19mmX 12mm的化化口〇4晶體；
[0053] 反應式中的碳酸鋼由硝酸鋼替換，碳酸鉛由氧化鉛、硝酸鉛替換，憐酸二氨錠由憐 酸氨二錠替換。
[0054] 實施例3 : 陽化 5]按反應式：（3)化2〔〇3巧口6卿〇3)2+2(畑4化2?〇4-2化?6口〇4+(：〇2!+4側2!+〇2!巧畑3 t +3&0 t合成I?bPbP04化合物；
[0056] 將抓2CO3、Pb (N03) 2、（畑4)町0浪摩爾比1:2:2放入研鉢中，混合并仔細研磨，然 后裝入巫IOOmmX IOOmm的開口剛玉相蝸中，放入馬弗爐中，緩慢升溫至400 °C，恒溫12小 時，冷卻后取出相蝸，將樣品研磨均勻，再置于相蝸中，將馬弗爐升溫至800°C，恒溫48小時 后將樣品取出，放入研鉢中仔細研磨得到鋼鉛憐氧化合物單相多晶粉末，再對該多晶粉末 進行X射線分析，所得X射線譜圖與化化P〇4單晶研磨成粉末后的X射線譜圖是一致的；
[0057] 反應式中的碳酸鋼由硝酸鋼替換，硝酸鉛由碳酸鉛、氧化鉛替換，憐酸二氨錠由憐 酸氨二錠替換；
[0058] 將合成的鋼鉛憐氧化化P〇4化合物與助烙劑化O-H 3BO3按摩爾比1:2進行混配，其 中PbO與&8化的摩爾比為1:1，裝入巫SOmmXSOmm的開口銷金相蝸中，W溫度70°C A的 升溫速率加熱至940°C，恒溫48小時，得到鋼鉛憐氧烙液；
[0059] 再將混合烙液降溫至880°C，將巧晶桿快速伸入液面W下，W溫度TC A的速率 緩慢降至785°C，將巧晶桿提出液面，巧晶桿上會有聚集物，再W溫度20°C A的速率降至室 溫，獲得化化P〇4巧晶；
[0060] 在化合物烙液中生長晶體：將得到的鋼鉛憐氧混合烙液降至溫度870°C，將獲得 的化PbP〇4巧晶固定于巧晶桿上，從晶體生長爐頂部下巧晶，先將巧晶預熱5分鐘，然后將 巧晶下至接觸混合烙液液面進行回烙，恒溫5分鐘，快速降至溫度860°C ;
[0061] 再W溫度rc /天的速率降溫，W 2虹pm的轉速旋轉巧晶桿，待晶體生長結束后，使 晶體脫離液面，W溫度20°C A的速率降至室溫，然后將晶體從爐膛中取出，即可獲得尺度 為 29mm X 25mm X 21 Him 的 t^bPbPO*晶體。 陽06引實施例4 :
[0063]按反應式：（4)I?bN〇3+PbO+(NH4)H2P〇4-化PbP〇4+N〇2 t +畑3 t +3/2H20 t +1/4〇2 t 合成化化PO4化合物； W64] 將I?bN〇3、PbO、（畑4) HzPO浪摩爾比1:1:1直接稱取原料，與助烙劑PbO - H 3BO3按 摩爾比1:3進行混配，其中PbO與&8化的摩爾比為1:1，裝入巫SOmmXSOmm的開口銷金相 蝸中，W溫度TC A的升溫速率加熱至溫度890°C，恒溫12小時，得到鋼鉛憐氧混合烙液； 陽0化]將混合烙液降溫至830°C，將巧晶桿快速伸入液面下，W溫度：TC A的速率緩慢降 至740°C，將巧晶桿提出液面，巧晶桿上會有聚集物，再W溫度40°C A的速率降至室溫，獲 得化化P〇4巧晶；
[0066] 在化合物烙液中生長晶體：將得到的鋼鉛憐氧混合烙液降至溫度820°C，將獲得 的化PbP〇4巧晶固定于巧晶桿上，從晶體生長爐頂部下巧晶，先將巧晶預熱15分鐘，然后將 巧晶下至接觸混合烙液液面進行回烙，恒溫15分鐘，快速降至溫度810°C ;
[0067] 再W溫度：TC /天的速率緩慢降溫，W IOrpm的轉速旋轉巧晶桿，待晶體生長到所 需尺度后，將晶體提離烙液表面，W溫度40°C A速率降至室溫，然后將晶體從爐膛中取出， 即可獲得尺度為23mm X 24mm X 18mm的I?bPbP〇4晶體；
[0068] 反應式中的硝酸鋼由碳酸鋼替換，氧化鉛由碳酸鉛、硝酸鉛替換，憐酸二氨錠由憐 酸氨二錠替換。 W例 實施例5 :
[0070] 按反應式：巧)化備3+口60)3+(畑4化2?〇4一化?6?〇4+〔〇2!+備2!+畑3!+3/2町〇!+1/ 4〇2 t制備化化PO 4化合物；
[0071] 將化N03、化C〇3、（畑4) HzPO浪摩爾比1:1:1直接稱取原料，與助烙劑PbO-H 3BO3按 摩爾比1:4進行混配，其中PbO與&8化的摩爾比為1:1. 5,裝入巫SOmmXSOmm的開口銷金 相蝸中，W溫度20°C A的升溫速率加熱至溫度860°C，恒溫50小時，得到鋼鉛憐氧混合烙 液；
[0072] 將混合烙液降至溫度795°C，將巧晶桿快速伸入液面下，W溫度1. 5°C A的速率緩 慢降至700°C，將巧晶桿提出液面4子晶桿上會有聚集物，再W溫度30°C A的速率降至室 溫，獲得鋼鉛憐氧巧晶；
[0073] 在化合物烙液中生長晶體：將得到的鋼鉛憐氧混合烙液降至溫度785°C，將獲得 的化PbP〇4巧晶固定于巧晶桿上，從晶體生長爐頂部下巧晶，先將巧晶預熱40分鐘，然后將 巧晶下至混合烙液中進行回烙，恒溫40分鐘，快速降至溫度775°C ;
[0074] 再W溫度1. 5°C /天的速率緩慢降溫，W化pm的轉速不旋轉巧晶化待晶體生長到 所需尺度后，將晶體提離烙液表面，W溫度30°C A速率降至室溫，然后將晶體從爐膛中取 出，即可獲得尺度為25mmX 17mmX 15mm的I?WbP〇4晶體； 陽07引 實施例6 :
[0076] 按反應式：（6) I?bN〇3+Pb 卿〇3) 2+ (畑4) &?〇4 - I?bPbP〇4+3N〇2 t +3/4〇2 t +畑3 t +3/2H 2〇 t合成化化PO4化合物；
[0077] 將I?bN〇3、Pb (N03) 2、（畑4)町0浪摩爾比1:1:1放入研鉢中，混合并仔細研磨，然后 裝入巫IOOmmXlOOmm的開口剛玉相蝸中，放入馬弗爐中，緩慢升溫至400°C，恒溫12小時， 冷卻后取出相蝸，將樣品研磨均勻，再置于相蝸中，將馬弗爐升溫至800°C，恒溫48小時后 將樣品取出，放入研鉢中仔細研磨得到鋼鉛憐氧化合物單相多晶粉末，再對該多晶粉末進 行X射線分析，所得X射線譜圖與化化P〇4單晶研磨成粉末后的X射線譜圖是一致的； [0078] 反應式中的硝酸鋼由碳酸鋼替換，硝酸鉛由碳酸鉛、氧化鉛替換，憐酸二氨錠由憐 酸氨二錠替換； 陽0巧]將合成的鋼鉛憐氧化化P〇4化合物與助烙劑化O-H 3BO3按摩爾比1:3. 5進行混配， 其中PbO與蝴〇3的摩爾比為1:3,裝入巫SOmmX 80mm的開口銷金相蝸中，W溫度5°C A的 升溫速率加熱至溫度850°C，恒溫60小時，得到鋼鉛憐氧烙液；
[0080] 將混合烙液降至溫度790°C，將巧晶桿快速伸入液面下，W溫度rc A的速率緩慢 降至720°C，將巧晶桿提出液面，巧晶桿上會有聚集物，再^溫度601：/11的速率降至室溫， 獲得鋼鉛憐氧巧晶；
[0081] 在化合物烙液中生長晶體：將得到的鋼鉛憐氧混合烙液降至溫度780°C，將獲得 的化化P〇4巧晶固定于巧晶桿上，從晶體生長爐頂部下巧晶，先將巧晶預熱25分鐘，然后將 巧晶下至混合烙液中進行回烙，恒溫25分鐘，快速降至溫度770°C ;
[00間再W溫度2. 5°C /天的速率緩慢降溫，W 40rpm的轉速旋轉巧晶化待晶體生長到 所需尺度后，將晶體提離烙液表面，W溫度60°C A速率降至室溫，然后將晶體從爐膛中取 出，即可獲得尺度為23mmX20mmX 14mm的I?WbP04晶體。 陽08引實施例7 :
[0084]按反應式：（7)化2〔〇3巧PbO+2 (畑4) 2冊〇4 - 2I?bPbP0 4+C〇2 t +4畑 3 t +3H 2〇 t 合成 I?WbP〇4化合物； 陽0財將化2C〇3、Pb〇、（畑4) 2冊0浪摩爾比1:2:2放入研鉢中，混合并仔細研磨，然后裝入 巫IOOmmX IOOmm的開口剛玉相蝸中，放入馬弗爐中，緩慢升至溫度400°C，恒溫12小時，冷 卻后取出相蝸，將樣品研磨均勻，再置于相蝸中，將馬弗爐升至溫度800°C，恒溫48小時后 將樣品取出，放入研鉢中仔細研磨得到鋼鉛憐氧化合物單相多晶粉末，再對該多晶粉末進 行X射線分析，所得X射線譜圖與化化P〇4單晶研磨成粉末后的X射線譜圖是一致的；
[0086] 反應式中的碳酸鋼由硝酸鋼替換，氧化鉛由碳酸鉛、硝酸鉛替換，憐酸氨二錠由憐 酸二氨錠替換；
[0087] 將合成的鋼鉛憐氧化合物與助烙劑HsBOs-PbFz按摩爾比1:3進行混配，其中H 3BO3 與PbFz的摩爾比為2:1，裝入巫SOmmX80mm的開口銷金相蝸中，W溫度35°C A的升溫速 率加熱至溫度900°C，恒溫32小時，得到鋼鉛憐氧烙液；
[0088] 將混合烙液降至溫度845°C，將巧晶桿快速伸入液面下，W溫度2. 5°C A的速率緩 慢降至740°C，將巧晶桿提出液面4子晶桿上會有聚集物，再W溫度45°C A的速率降至室 溫，獲得鋼鉛憐氧巧晶；
[0089] 在化合物烙液中生長晶體：將得到的鋼鉛憐氧混合烙液降至溫度835°C，將獲得 的化化P〇4巧晶固定于巧晶桿上，從晶體生長爐頂部下巧晶，先將巧晶預熱15分鐘，然后將 巧晶下至混合烙液中進行回烙，恒溫15分鐘，快速降至溫度825°C ;
[0090] 再W溫度0. 5°c /天的速率緩慢降溫，W 35rpm的轉速旋轉巧晶化待晶體生長到 所需尺度后，將晶體提離烙液表面，W溫度65°C A速率降至室溫，然后將晶體從爐膛中取 出，即可獲得尺度為20mmX ISmmX 12mm的化化口〇4晶體。 陽0川實施例8:
[0092]按反應式：（8)化2〔〇3巧PbC〇3+2 (畑4) 2冊〇4 - 2I?bPbP0 4+3C02 t +4NH 3 t +3H 2〇 t 合 成化化P〇4化合物； 陽〇9引將M32C〇3、PbC〇3、（畑4) 2冊0浪摩爾比1:2:2直接稱取原料，與助烙劑H 3B〇3-PbF2按 摩爾比1:1進行混配，其中&B化與PbF 2的摩爾比為6:1，裝入巫80mmX 80mm的開口銷金相 蝸中，W溫度15°C A的升溫速率加熱至溫度950°C，恒溫50小時，得到鋼鉛憐氧混合烙液； [0094] 將混合烙液降至溫度890°C，將巧晶桿快速伸入液面下，W溫度rc A的速率緩慢 降至780°C，將巧晶桿提出液面4子晶桿上會有聚集物，再W溫度25°C A的速率降至室溫， 獲得鋼鉛憐氧巧晶； 陽0巧]在化合物烙液中生長晶體：將得到的鋼鉛憐氧混合烙液降至溫度880°C，將獲得 的化化P〇4巧晶固定于巧晶桿上，從晶體生長爐頂部下巧晶，先將巧晶預熱60分鐘，然后將 巧晶下至混合烙液中進行回烙，恒溫60分鐘，快速降至溫度870°C ;
[0096] 再W溫度1. 5°C /天的速率緩慢降溫，W 65rpm的轉速旋轉巧晶化待晶體生長到 所需尺度后，將晶體提離烙液表面，W溫度45°C A速率降至室溫，然后將晶體從爐膛中取 出，即可獲得尺度為ISmmX 12mmX IOmm的化化口〇4晶體；
[0097] 反應式中的碳酸鋼由硝酸鋼替換，碳酸鉛由氧化鉛、硝酸鉛替換，憐酸氨二錠由憐 酸二氨錠替換。
[0098] 實施例9 :
[0099] 按反應式：（9)I?bN〇3+PbO+(NH4)2HP〇4一化PbPO 4+N02 t 巧NH 3 t +3/2H 2〇 t +1/ 4〇2 t合成化化PO 4化合物； 陽1〇0] 將化N〇3、PbO、（畑4)2冊0浪摩爾比1:1:1放入研鉢中，混合并仔細研磨，然后裝入 巫IOOmmX IOOmm的開口剛玉相蝸中，放入馬弗爐中，緩慢升至溫度400°C，恒溫12小時，冷 卻后取出相蝸，將樣品研磨均勻，再置于相蝸中，將馬弗爐升至溫度800°C，恒溫48小時后 將樣品取出，放入研鉢中仔細研磨得到鋼鉛憐氧化合物單相多晶粉末，再對該多晶粉末進 行X射線分析，所得X射線譜圖與化化P〇4單晶研磨成粉末后的X射線譜圖是一致的； 陽101] 反應式中的硝酸鋼由碳酸鋼替換，氧化鉛由碳酸鉛、硝酸鉛替換，憐酸氨二錠由憐 酸二氨錠替換； 陽102] 將合成的鋼鉛憐氧化化P〇4化合物與助烙劑HsBOs-PbFz按摩爾比1:8進行混配，其 中郵〇3與PbFz的摩爾比為1:5,裝入巫SOmmXSOmm的開口銷金相蝸中，W溫度80°C A的 升溫速率加熱至溫度750°C，恒溫100小時，得到鋼鉛憐氧混合烙液；
[0103] 將混合烙液降至溫度700°C，將巧晶桿快速伸入液面下，W溫度0. 5°C A的速率緩 慢降至660°C，將巧晶桿提出液面，巧晶桿上會有聚集物，再W溫度rc A的速率降至室溫， 獲得鋼鉛憐氧巧晶；
[0104] 在化合物烙液中生長晶體：將得到的鋼鉛憐氧混合烙液降至溫度695°C，將獲得 的化化P〇4巧晶固定于巧晶桿上，從晶體生長爐頂部下巧晶，先將巧晶預熱45分鐘，然后將 巧晶下至混合烙液中進行回烙，恒溫45分鐘，快速降至溫度690°C ;
[01化]再W溫度rC /天的速率緩慢降溫，W 30rpm的轉速旋轉巧晶桿，待晶體生長到所 需尺度后，將晶體提離烙液表面，W溫度35°C A速率降至室溫，然后將晶體從爐膛中取出， 即可獲得尺度為20mmX 16mmX IOmm的化化P〇4晶體。 陽106] 實施例10 : 陽107] 實施例1-9所得任意的化PbP〇4晶體，可用于制備在探測器、飛行器、頭罩、整流罩 中的窗口材料（如圖3所示），用于制備顯微鏡和望遠鏡中的凸透鏡（如圖4所示），用于 制備用化化P〇4晶體加工一個棱鏡，在潛望鏡、雙目望遠鏡等儀器中改變光的進行方向，從 而調整其成像位置（如圖5所示），在光譜儀器中通過色散把復合光分解為光譜。
【主權項】
1. 一種化合物銣鉛磷氧，其特征在于該化合物的化學式為RbPbPO 4，分子量為387. 63， 采用固相反應法合成。2. -種銣鉛磷氧光學晶體，其特征在于該晶體的化學式為RbPbPO 4，分子量為387. 63， 屬于正交晶系，空間群為Ama，晶胞參數為a = 7. 635(4) A，A = 5. 750(3) A，c = 10.151(6) A，V= 445. 6(4) A3，Z=4,采用高溫溶液生長晶體。3. 根據權利要求2所述的化合物銣鉛磷氧和銣鉛磷氧光學晶體的制備方法，其特征在 于采用固相反應法合成化合物，采用高溫溶液生長晶體，具體操作按下列步驟進行： a、 采用固相反應法，按摩爾比Rb:Pb:P = 1:1:1稱取原料放入研缽中，研磨均勾后放入 剛玉坩堝，將剛玉坩堝置于馬弗爐中，緩慢升溫至400°C，恒溫12小時，冷卻后取出坩堝，將 樣品研磨均勻，再置于坩堝中，將馬弗爐升溫至800°C，恒溫48小時后將樣品取出，放入研 缽中仔細研磨得到銣鉛磷氧化合物單相多晶粉末，再對該多晶粉末進行X射線分析，所得X 射線譜圖與RbPbP04單晶研磨成粉末后的X射線譜圖是一致的； b、 將步驟a制備的銣鉛磷氧化合物單相多晶粉末與助熔劑按摩爾比1:1-8均勻混合， 裝入鉑金坩堝中，以溫度1_80°C /h的升溫速率加熱至溫度750-980°C，恒溫6-100小時，得 到混合熔液； 或按摩爾比Rb:Pb:P = 1:1:1直接稱取原料，與助熔劑混合均勻，以溫度1-80°C /h的 升溫速率加熱至溫度750-980°C，恒溫6-100小時，得到混合熔液； c、 將步驟b得到的混合熔液降溫至695-930°C，將籽晶桿伸入液面以下，以溫度 0. 5-5°C A的速率緩慢降溫5-KKTC，將籽晶桿提出液面，籽晶桿上會有聚集物，再以溫度 1-80°C /h的速率降至室溫，獲得銣鉛磷氧籽晶； d、 將步驟b的混合熔液降溫至690-920°C，將步驟c得到的籽晶固定在籽晶桿上，從晶 體生長爐頂部下籽晶，先將籽晶預熱5-60分鐘，然后將籽晶下至接觸混合熔液液面或混合 熔液中進行回熔，恒溫5-60分鐘，快速降至溫度680-9KTC ; e、 再以溫度0. 1_3°C /天的速率緩慢降溫，以O-lOOrpm轉速旋轉籽晶桿進行晶體的生 長，待單晶生長到所需尺度后，將晶體提離混合熔液表面，并以溫度1_80°C /h速率降至室 溫，然后將晶體從爐膛中取出，即可得到銣鉛磷氧光學晶體。4. 根據權利要求3所述的方法，其特征在于步驟a中含銣化合物為Rb 20)3或RbNO 3，含 鉛化合物為？1^0、？&0)3或？13(勵3) 2，含磷的化合物為（順4)2即04或（順4)氏?0 4。5. 根據權利要求3所述的方法，其特征在于步驟a所述助熔劑為PbO、PbF 2-PbO、 H3B03-Pb0、H3B03-PbF 2或 H 3B03-PbF2-Pb0。6. 根據權利要求5所述方法，其特征在于助熔劑H 3B03-Pb0、H3B03-PbF2S H 3B03-PbF2-Pb0體系中H3B03與含鉛化合物PbO、PbF 2的摩爾比為1-6:1-5。7. 根據權利要求2所述的銣鉛磷氧光學晶體在制備探測器、飛行器、頭罩、整流罩中 的窗口材料，或顯微鏡、望遠鏡中的凸透鏡，或潛望鏡、雙目望遠鏡、光譜儀中的棱鏡中的用 途。
【文檔編號】C01B25/45GK105862126SQ201510026673
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年1月19日
【發明人】潘世烈, 黃生世, 韓健
【申請人】中國科學院新疆理化技術研究所