化合物銫鉛磷氧和銫鉛磷氧光學(xué)晶體及其制備方法和用圖
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種化合物銫鉛磷氧和銫鉛磷氧光學(xué)晶體及其制備方法和用途，該光學(xué)晶體的化學(xué)式為CsPbPO4，分子量為435.07，屬于正交晶系，空間群為Pnma，晶胞參數(shù)為a=9.930(9)?，b=5.655(5)?，c=8.954(8)?，V=502.8(8)?3，Z=4，采用固相反應(yīng)法獲得銫鉛磷氧化合物，再將該化合物采用高溫熔液法生長(zhǎng)晶體，即可得到銫鉛磷氧光學(xué)晶體。其透光波段在242nm至2600nm之間，該晶體機(jī)械硬度適中，易于切割和拋光加工，適用于制作探測(cè)器、飛行器、頭罩、整流罩中的窗口材料，顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡中的透鏡或潛望鏡、雙目望遠(yuǎn)鏡、光譜儀等儀器中改變光的進(jìn)行方向的棱鏡等光學(xué)器件。
【專利說明】
化合物飽鉛磯氧和飽鉛磯氧光學(xué)晶體及其制備方法和用途
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種化合物飽鉛憐氧和飽鉛憐氧光學(xué)晶體的制備方法和用途，該化合 物的化學(xué)式為Cs化P〇4。
【背景技術(shù)】
[0002] 無機(jī)憐酸鹽由于具有豐富的結(jié)構(gòu)化學(xué)，同時(shí)由于其在光學(xué)、催化、磁學(xué)、燃料W及 骨骼醫(yī)學(xué)方面的潛在應(yīng)用，使得對(duì)其的研究成為一個(gè)熱點(diǎn)。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(tuán)。P〇4四面體基團(tuán)再通過同享氧原子，可W形成不同構(gòu)型的聚 陰離子基團(tuán)，從而使得憐酸鹽化合物具有豐富的結(jié)構(gòu)構(gòu)型。同時(shí)，由于憐酸鹽具有剛性、抗 化學(xué)腐蝕性及熱穩(wěn)定性，使得它具有一些優(yōu)異的性能，從而得到了廣泛的應(yīng)用。例如，KDP、 D邸P、KTP W及ADP等，由于其優(yōu)異的非線性光學(xué)性質(zhì)而得到了廣泛的應(yīng)用。雖然運(yùn)些材料 的晶體生長(zhǎng)技術(shù)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(zhǎng)周期長(zhǎng)、層 狀生長(zhǎng)習(xí)性嚴(yán)重及價(jià)格昂貴等。因此，合成新的光學(xué)晶體材料仍然是一個(gè)非常重要而艱巨 的工作。
[0003] 隨著科技的發(fā)展，對(duì)新型功能材料提出越來越多的的需求，如何更有效地進(jìn)行棚 酸鹽新材料設(shè)計(jì)成為許多科技工作者和企業(yè)界關(guān)注的話題。在發(fā)展新型光學(xué)晶體時(shí)，人們 仍然選擇透光范圍寬的棚酸鹽或憐酸鹽晶體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的在于提供一種化合物飽鉛憐氧，化學(xué)式為CsPbP〇4,分子量為435. 07， 采用固相反應(yīng)法合成。 陽0化]本發(fā)明另一目的是提供一種飽鉛憐氧光學(xué)晶體，該晶體的化學(xué)式為CsPbP化，分子 量為435. 07,屬于正交晶系，空間群為Pnma,晶胞參數(shù)為a = 9. 930(9)貪，蘭5,叛目巧） A，C 二 8, 954(8) 4，?= 502. 8做 A-'，Z = 4。
[0006] 本發(fā)明再一目的是提供一種飽鉛憐氧光學(xué)晶體的制備方法。
[0007] 本發(fā)明又一個(gè)目的是提供一種飽鉛憐氧光學(xué)晶體的用途，可用于制備探測(cè)器、飛 行器、頭罩、整流罩中的窗口材料，顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡中的透鏡或潛望鏡、雙目望遠(yuǎn)鏡、光譜儀 等儀器中的棱鏡。 W08] 本發(fā)明所述一種化合物飽鉛憐氧，該化合物的化學(xué)式為CsPbP〇4,分子量為 435. 07,采用固相反應(yīng)法合成該化合物。
[0009] 一種飽鉛憐氧光學(xué)晶體，該晶體的化學(xué)式為CsPbP〇4,分子量為435. 07,屬于正交 晶系，空間群為Pnma,晶胞參數(shù)為沒=9. 9縱媽)i，& = 6.能5巧）i，C = g.媚4.促)i， V二 502. 8巧)斬 Z = 4。
[0010] 所述的飽鉛憐氧光學(xué)晶體的制備方法，采用固相反應(yīng)法合成化合物，采用高溫溶 液法生長(zhǎng)晶體，具體操作按下列步驟進(jìn)行： 陽011] a、采用固相反應(yīng)法，按摩爾比Cs: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(shí)，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700°C，恒溫48小時(shí)后將樣品取出，放 入研鉢中仔細(xì)研磨得到飽鉛憐氧化合物單相多晶粉末，再對(duì)該多晶粉末進(jìn)行X射線分析， 所得X射線譜圖與CsPbP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制備的飽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650-880°C，恒溫6-100小 時(shí)，得到混合烙液； 陽01引或按摩爾比Cs: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650-880°C，恒溫6-100小時(shí)，得到混合烙液；
[0014] C、將步驟b得到的混合烙液降溫至595-830°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(huì)有聚集物，再W溫度 1-80°C A的速率降至室溫，獲得飽鉛憐氧巧晶；
[0015] t將步驟b的混合烙液降溫至590-820°C，將步驟C得到的巧晶固定在巧晶桿上， 從晶體生長(zhǎng)爐頂部下巧晶，先將巧晶預(yù)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(jìn)行回烙，恒溫5-60分鐘，快速降至溫度580-810°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(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)巧晶桿進(jìn)行晶體 的生長(zhǎng)，待單晶生長(zhǎng)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，即可得到飽鉛憐氧光學(xué)晶體。
[0017] 步驟a所述含飽化合物為CS2CO3或CsNO 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(cè)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] 所述的飽鉛憐氧光學(xué)晶體在制備探測(cè)器、飛行器、頭罩、整流罩中的窗口材料，或 顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡中的凸透鏡，或潛望鏡、雙目望遠(yuǎn)鏡、光譜儀中的棱鏡中的用途。
[0021] 本發(fā)明所述的飽鉛憐氧光學(xué)晶體及制備方法，原則上，采用一般化學(xué)合成方法 都可W制備化合物CsPbP〇4,現(xiàn)優(yōu)選固相反應(yīng)法，該化合物有W下幾個(gè)典型的可W得到 CsPbP〇4化合物的化學(xué)反應(yīng)式：
[0022] (l)Cs2C〇3巧口60+2(畑4化2?〇4一 2CsPbP〇4+C〇2 t 巧畑3 t +3H20 t
[0023] (2) CS2CO3巧PbC〇3+2 (畑4) H2PO4一 2CsPbP0 4+3C02 t 巧NH 3 t +3H 2〇 t
[0024] 做 CS2CO3巧Pb (NO3) 2+2 (畑4) H2PO4一 2CsPbP0 4+CO2 t +4N0 2 t +0 2 t 巧NH 3 t +3H 2〇 t 陽0巧] (4)CsN〇3+PbO+(NH4)H2P〇4一 CsPbP〇4+N〇2 t +畑3 t +3/2H20 t +1/4〇2 t
[0026] (5)CsN〇3+PbC〇3+(NH4)H2P〇4一 CsPbP〇4+C〇2 t +N0 2 t +畑3 t +3/2H2O t +1/4〇2 t
[0027] (6) CsN〇3+Pb (NO3) 2+ (畑4) H2PO4一 CsPbPO 4+3N02 t +3/40 2 t +NH 3 t +3/2H 2〇 t
[0028] (7) CS2CO3巧PbO+2 (畑4) 2HPO4一 2CsPbP0 4+CO2 t +4畑 3 t +3H 2〇 t
[0029] 做 CS2CO3巧PbC〇3+2 (畑4) 2HPO4一 2CsPbP0 4+3C02 t +4畑 3 t +3H 2〇 t
[0030] (9)CsN〇3+PbO+(NH4)2HP〇4一 CsPbP〇4+N〇2 t 巧畑3 t +3/2H2O t +1/4〇2 t
[0031] 本發(fā)明提供飽鉛憐氧光學(xué)晶體，該晶體的化學(xué)式為CsPbPO"分子量為435. 07,屬 于正交晶系，空間群為Pnma。
[0032] 本發(fā)明提供CsPbP〇4光學(xué)晶體的制備方法，采用助烙劑法生長(zhǎng)晶體，可獲得尺寸為 厘米級(jí)的CsPbP〇4。該晶體機(jī)械硬度適中，易于切割、拋光加工，適用于制作窗口、透鏡和棱 鏡等光學(xué)器件。例如：用在紅外探測(cè)器和飛行器中的窗口、頭罩或整流罩等；用于顯微鏡和 望遠(yuǎn)鏡中的凸透鏡；用于潛望鏡，雙目望遠(yuǎn)鏡等儀器中改變光的進(jìn)行方向的=棱鏡等。
【附圖說明】 陽03引圖1為本發(fā)明Cs化P〇4粉末的X-射線衍射圖；
[0034] 圖2為本發(fā)明CsPbP〇4的晶體結(jié)構(gòu)圖；
[0035] 圖3為本發(fā)明窗口使用示意圖，其中1為保護(hù)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(fā)明凸透鏡原理示意圖；
[0037] 圖5為本發(fā)明棱鏡使用示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[003引 W下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明： 陽039] 實(shí)施例1 :
[0040]按反應(yīng)式：（l)Cs2C〇3巧口60+2(畑4化2?〇4 - 2CsPbP〇4+C〇2 t 巧畑3 t +3H20 t 合成 CsPbP〇4化合物； 陽OW 將〔32〇)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(xì)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(shí)，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700°C，恒溫48小時(shí) 后將樣品取出，放入研鉢中仔細(xì)研磨得到飽鉛憐氧化合物單相多晶粉末，再對(duì)該多晶粉末 進(jìn)行X射線分析，所得X射線譜圖與CsPbP〇4單晶研磨成粉末后的X射線譜圖是一致的；
[0042] 反應(yīng)式中的碳酸飽由硝酸飽替換，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] 將合成的飽鉛憐氧CsPbP〇4化合物與助烙劑PbO按摩爾比1:3進(jìn)行混配，裝入 巫SOmmX 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850°C，恒溫24小 時(shí)，得到飽鉛憐氧混合烙液； W44] 再將混合烙液降溫至790°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7〇〇°C，將巧晶桿提出液面，巧晶桿上會(huì)有聚集物，再W溫度50°C A的速率降至室 溫，獲得Cs化P〇4巧晶；
[0045] 在化合物烙液中生長(zhǎng)晶體：將得到的飽鉛憐氧混合烙液降至溫度780°C，再將獲 得的飽鉛憐氧巧晶固定于巧晶桿上，從晶體生長(zhǎng)爐頂部下巧晶，先將巧晶預(yù)熱10分鐘，然 后將巧晶下至接觸混合烙液液面進(jìn)行回烙，恒溫10分鐘，快速降至溫度770°c ;
[0046] 再W溫度2°C /天的速率降溫，W 80巧m的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)巧晶桿，待晶體生長(zhǎng)結(jié)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 22mm X 21 mm X 18mm 的 CsPbPO*晶體。
[0047] 實(shí)施例2 :
[0048] 按反應(yīng)式：似 CS2CO3巧PbC〇3+2 (畑4) &?〇4一 2CsPbP0 4+3C02 t 巧NH 3 t +3H 2〇 t 審。 備Cs化P〇4化合物； W例將CS2CO3、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(jìn)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880°C，恒溫30小時(shí)，得到飽鉛憐氧混合烙液；
[0050] 將混合烙液降至溫度830°C，將巧晶桿快速伸入液面下，W溫度2°C A的速率緩慢 降至750。將巧晶桿提出液面4子晶桿上會(huì)有聚集物，再隊(duì)盧度50°C A的速率降至室溫， 獲得Cs化P〇4巧晶；
[0051] 在化合物烙液中生長(zhǎng)晶體：將得到的飽鉛憐氧混合烙液降至溫度820°C，將獲得 的CsPbP〇4巧晶固定于巧晶桿上，從晶體生長(zhǎng)爐頂部下巧晶，先將巧晶預(yù)熱10分鐘，然后將 巧晶下至混合烙液中進(jìn)行回烙，恒溫10分鐘，快速降至溫度810°C ; 陽0巧再W溫度1. 5°C /天的速率緩慢降溫，W 50rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)巧晶化待晶體生長(zhǎng)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24mm X 18mm X 1 2mm的CsPbP〇4晶體；
[0053] 反應(yīng)式中的碳酸飽由硝酸飽替換，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(shí)施例3 : 陽化 5]按反應(yīng)式：（3作82(：〇3巧口6卿〇3)2+2(畑4化2?〇4-2〔3口6口〇4+(：〇2!+4側(cè)2!+〇2!巧畑3 t +3&0 t合成CsPbP04化合物；
[0056] 將CS2CO3、Pb (N03) 2、（畑4)町0浪摩爾比1:2:2放入研鉢中，混合并仔細(xì)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(shí)，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700°C，恒溫48小時(shí) 后將樣品取出，放入研鉢中仔細(xì)研磨得到飽鉛憐氧化合物單相多晶粉末，再對(duì)該多晶粉末 進(jìn)行X射線分析，所得X射線譜圖與CsPbP〇4單晶研磨成粉末后的X射線譜圖是一致的；
[0057] 反應(yīng)式中的碳酸飽由硝酸飽替換，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] 將合成的飽鉛憐氧Cs化P〇4化合物與助烙劑化O-H 3BO3按摩爾比1:2進(jìn)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840°C，恒溫48小時(shí)，得到飽鉛憐氧烙液；
[0059] 再將混合烙液降溫至780°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685°C，將巧晶桿提出液面，巧晶桿上會(huì)有聚集物，再W溫度20°C A的速率降至室 溫，獲得Cs化P〇4巧晶；
[0060] 在化合物烙液中生長(zhǎng)晶體：將得到的飽鉛憐氧混合烙液降至溫度770°C，將獲得 的CsPbP〇4巧晶固定于巧晶桿上，從晶體生長(zhǎng)爐頂部下巧晶，先將巧晶預(yù)熱5分鐘，然后將 巧晶下至接觸混合烙液液面進(jìn)行回烙，恒溫5分鐘，快速降至溫度760°C ;
[0061] 再W溫度rc /天的速率降溫，W 2虹pm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)巧晶桿，待晶體生長(zhǎng)結(jié)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 27mm X 24mm X 18mm 的 CsPbPO*晶體。 陽06引實(shí)施例4 :
[0063]按反應(yīng)式：（4)〔3側(cè)3+口60+(畑4化2?〇4-〇3口6口〇4+側(cè)2!+畑3!+3/2112〇!+1/4〇2! 合成Cs化P〇4化合物； 柳64] 將CsN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(jìn)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rc A的升溫速率加熱至溫度790°C，恒溫12小時(shí)，得到飽鉛憐氧混合烙液；
[00化]將混合烙液降溫至730°C，將巧晶桿快速伸入液面下，W溫度：TC A的速率緩慢降 至640°C，將巧晶桿提出液面，巧晶桿上會(huì)有聚集物，再W溫度40°C A的速率降至室溫，獲 得Cs化P〇4巧晶；
[0066] 在化合物烙液中生長(zhǎng)晶體：將得到的飽鉛憐氧混合烙液降至溫度720°C，將獲得 的CsPbP〇4巧晶固定于巧晶桿上，從晶體生長(zhǎng)爐頂部下巧晶，先將巧晶預(yù)熱15分鐘，然后將 巧晶下至接觸混合烙液液面進(jìn)行回烙，恒溫15分鐘，快速降至溫度710°C ;
[0067] 再W溫度：TC /天的速率緩慢降溫，W IOrpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)巧晶桿，待晶體生長(zhǎng)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25mm X 22mm X 1 7mm的CsPbP〇4晶體； W側(cè)反應(yīng)式中的硝酸飽由碳酸飽替換，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(shí)施例5 :
[0070] 按反應(yīng)式：巧作3備3+口60)3+(畑4化2?〇4一〔3口6口〇4+〇)2!+備2!+畑3!+3/2町〇!+1/ 4〇2 t制備Cs化PO 4化合物；
[0071] 將CsN〇3、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(jìn)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760°C，恒溫50小時(shí)，得到飽鉛憐氧混合烙 液；
[0072] 將混合烙液降至溫度695°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600°C，將巧晶桿提出液面4子晶桿上會(huì)有聚集物，再W溫度30°C A的速率降至室 溫，獲得飽鉛憐氧巧晶；
[0073] 在化合物烙液中生長(zhǎng)晶體：將得到的飽鉛憐氧混合烙液降至溫度685°C，將獲得 的CsPbP〇4巧晶固定于巧晶桿上，從晶體生長(zhǎng)爐頂部下巧晶，先將巧晶預(yù)熱40分鐘，然后將 巧晶下至混合烙液中進(jìn)行回烙，恒溫40分鐘，快速降至溫度675°C ;
[0074] 再W溫度1. 5°C /天的速率緩慢降溫，W化pm的轉(zhuǎn)速不旋轉(zhuǎn)巧晶化待晶體生長(zhǎng)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25mm X 21 Him X 1 7mm的CsPbP〇4晶體； 陽07引 實(shí)施例6 :
[0076] 按反應(yīng)式：（6) CsN〇3+Pb 卿〇3) 2+ (畑4) H2PO4 - CsPbP〇4+3N〇2 t +3/4〇2 t +畑3 t +3/2H 2〇 t合成Cs化PO4化合物；
[0077] 將CsN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(xì)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(shí)， 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700°C，恒溫48小時(shí)后 將樣品取出，放入研鉢中仔細(xì)研磨得到飽鉛憐氧化合物單相多晶粉末，再對(duì)該多晶粉末進(jìn) 行X射線分析，所得X射線譜圖與CsPbP〇4單晶研磨成粉末后的X射線譜圖是一致的；
[007引反應(yīng)式中的硝酸飽由碳酸飽替換，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]將合成的飽鉛憐氧Cs化P〇4化合物與助烙劑化O-H 3BO3按摩爾比1:3. 5進(jìn)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750°C，恒溫60小時(shí)，得到飽鉛憐氧烙液；
[0080] 將混合烙液降至溫度690°C，將巧晶桿快速伸入液面下，W溫度4°C A的速率緩慢 降至610°C，將巧晶桿提出液面4子晶桿上會(huì)有聚集物，再W溫度60°C A的速率降至室溫， 獲得飽鉛憐氧巧晶；
[0081] 在化合物烙液中生長(zhǎng)晶體：將得到的飽鉛憐氧混合烙液降至溫度680°C，將獲得 的CsPbP〇4巧晶固定于巧晶桿上，從晶體生長(zhǎng)爐頂部下巧晶，先將巧晶預(yù)熱25分鐘，然后將 巧晶下至混合烙液中進(jìn)行回烙，恒溫25分鐘，快速降至溫度670°C ;
[00間再W溫度2. 5°C /天的速率緩慢降溫，W 40rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)巧晶化待晶體生長(zhǎng)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23mmX ISmmX 12mm的CsPbP04晶體。 陽08引實(shí)施例7 :
[0084]按反應(yīng)式：（7) CS2CO3巧PbO+2 (畑4) 2冊(cè)〇4一 2CsPbP0 4+C〇2 t +4畑 3 t +3H 2〇 t 合成 CsPbP〇4化合物； 陽0財(cái)將Cs2C〇3、PbO、（畑4) 2冊(cè)0浪摩爾比1:2:2放入研鉢中，混合并仔細(xì)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(shí)，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700°C，恒溫48小時(shí)后 將樣品取出，放入研鉢中仔細(xì)研磨得到飽鉛憐氧化合物單相多晶粉末，再對(duì)該多晶粉末進(jìn) 行X射線分析，所得X射線譜圖與CsPbP〇4單晶研磨成粉末后的X射線譜圖是一致的；
[0086] 反應(yīng)式中的碳酸飽由硝酸飽替換，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] 將合成的飽鉛憐氧化合物與助烙劑HsBOs-PbFz按摩爾比1:3進(jìn)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800°C，恒溫32小時(shí)，得到飽鉛憐氧烙液；
[0088] 將混合烙液降至溫度745°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640°C，將巧晶桿提出液面4子晶桿上會(huì)有聚集物，再W溫度45°C A的速率降至室 溫，獲得飽鉛憐氧巧晶；
[0089] 在化合物烙液中生長(zhǎng)晶體：將得到的飽鉛憐氧混合烙液降至溫度735°C，將獲得 的CsPbP〇4巧晶固定于巧晶桿上，從晶體生長(zhǎng)爐頂部下巧晶，先將巧晶預(yù)熱15分鐘，然后將 巧晶下至混合烙液中進(jìn)行回烙，恒溫15分鐘，快速降至溫度725°C ;
[0090] 再W溫度0. 5°c /天的速率緩慢降溫，W 35rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)巧晶化待晶體生長(zhǎng)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 15mmX IOmm的CsPbP〇4晶體。 陽0川實(shí)施例8:
[0092]按反應(yīng)式：（8) CS2CO3巧PbC〇3+2 (畑4) 2冊(cè)〇4 - 2CsPbP0 4+3C02 t +4NH 3 t +3H 2〇 t 合 成Cs化P〇4化合物； 陽〇9引將Cs2C〇3、PbC〇3、（畑4) 2冊(cè)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(jìn)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850°C，恒溫50小時(shí)，得到飽鉛憐氧混合烙液； [0094] 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680°C，將巧晶桿提出液面，巧晶桿上會(huì)有聚集物，再^溫度251：/11的速率降至室溫， 獲得飽鉛憐氧巧晶； 陽0巧]在化合物烙液中生長(zhǎng)晶體：將得到的飽鉛憐氧混合烙液降至溫度780°C，將獲得 的CsPbP〇4巧晶固定于巧晶桿上，從晶體生長(zhǎng)爐頂部下巧晶，先將巧晶預(yù)熱60分鐘，然后將 巧晶下至混合烙液中進(jìn)行回烙，恒溫60分鐘，快速降至溫度770°C ;
[0096] 再W溫度1. 5°C /天的速率緩慢降溫，W 65rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)巧晶化待晶體生長(zhǎng)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 14mmX IOmm的CsPbP〇4晶體；
[0097] 反應(yīng)式中的碳酸飽由硝酸飽替換，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(shí)施例9 :
[0099] 按反應(yīng)式：（9)CsN〇3+PbO+(NH4)2HP〇4一 CsPbPO 4+N02 t 巧NH 3 t +3/2H 2〇 t +1/ 4〇2 t合成Cs化PO 4化合物； 陽1〇0] 將CsN〇3、PbO、（畑4)2冊(cè)0浪摩爾比1:1:1放入研鉢中，混合并仔細(xì)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(shí)，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700°C，恒溫48小時(shí)后 將樣品取出，放入研鉢中仔細(xì)研磨得到飽鉛憐氧化合物單相多晶粉末，再對(duì)該多晶粉末進(jìn) 行X射線分析，所得X射線譜圖與CsPbP〇4單晶研磨成粉末后的X射線譜圖是一致的； 陽101] 反應(yīng)式中的硝酸飽由碳酸飽替換，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] 將合成的飽鉛憐氧Cs化P〇4化合物與助烙劑HsBOs-PbFz按摩爾比1:8進(jìn)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650°C，恒溫100小時(shí)，得到飽鉛憐氧混合烙液；
[0103] 將混合烙液降至溫度600°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595°C，將巧晶桿提出液面，巧晶桿上會(huì)有聚集物，再W溫度rc A的速率降至室溫， 獲得飽鉛憐氧巧晶；
[0104] 在化合物烙液中生長(zhǎng)晶體：將得到的飽鉛憐氧混合烙液降至溫度595°C，將獲得 的CsPbP〇4巧晶固定于巧晶桿上，從晶體生長(zhǎng)爐頂部下巧晶，先將巧晶預(yù)熱45分鐘，然后將 巧晶下至混合烙液中進(jìn)行回烙，恒溫45分鐘，快速降至溫度590°C ;
[01化]再W溫度rC /天的速率緩慢降溫，W 30rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)巧晶桿，待晶體生長(zhǎng)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20mm X IlmmXSmm的Cs化P〇4晶體。 陽106] 實(shí)施例10 : 陽107] 實(shí)施例1-9所得任意的CsPbP〇4晶體，用于制備在探測(cè)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(yuǎn)鏡中的凸透鏡（如圖4所示）；用于制 備用CsPbP〇4晶體加工一個(gè)棱鏡，在潛望鏡、雙目望遠(yuǎn)鏡等儀器中改變光的進(jìn)行方向，從而 調(diào)整其成像位置（如圖5所示），在光譜儀器中通過色散把復(fù)合光分解為光譜。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種化合物銫鉛磷氧，其特征在于該化合物的化學(xué)式為CsPbPO 4，分子量為435. 07， 采用固相反應(yīng)法合成。2. -種銫鉛磷氧光學(xué)晶體，其特征在于該晶體的化學(xué)式為CsPbPO 4，分子量為435. 07， 屬于正交晶系，空間群為Ama，晶胞參數(shù)為a = 9.930(9) A，A = 5.655(5) A，c = 8.954(8) A，V= 502.8(8) A3，Z=4,采用高溫溶液生長(zhǎng)晶體。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的銫鉛磷氧光學(xué)晶體的制備方法，其特征在于采用固相反應(yīng)法 合成化合物，采用高溫溶液生長(zhǎng)晶體，具體操作按下列步驟進(jìn)行： a、 采用固相反應(yīng)法，按摩爾比Cs: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(shí)，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700°C，恒溫48小時(shí)后將樣品取出，放入研 缽中仔細(xì)研磨得到銫鉛磷氧化合物單相多晶粉末，再對(duì)該多晶粉末進(jìn)行X射線分析，所得X 射線譜圖與CsPbP04單晶研磨成粉末后的X射線譜圖是一致的； b、 將步驟a制備的銫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650-880°C，恒溫6-100小時(shí)，得 到混合熔液； 或按摩爾比Cs: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650-880°C，恒溫6-100小時(shí)，得到混合熔液； c、 將步驟b得到的混合熔液降溫至595-830°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(huì)有聚集物，再以溫度 1-80°C /h的速率降至室溫，獲得銫鉛磷氧籽晶； d、 將步驟b的混合熔液降溫至590-820°C，將步驟c得到的籽晶固定在籽晶桿上，從晶 體生長(zhǎng)爐頂部下籽晶，先將籽晶預(yù)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(jìn)行回熔，恒溫5-60分鐘，快速降至溫度780-8KTC ; e、 再以溫度0. 1_3°C /天的速率緩慢降溫，以O(shè)-lOOrpm轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)籽晶桿進(jìn)行晶體的生 長(zhǎng)，待單晶生長(zhǎng)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，即可得到銫鉛磷氧光學(xué)晶體。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于步驟a中含銫化合物為Cs 20)3或CsNO 3，含 鉛化合物為？1^0、？&0)3或？13(勵(lì)3) 2，含磷的化合物為（順4)2即04或（順4)氏?0 4。5. 根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)利要求2所述的銫鉛磷氧光學(xué)晶體在制備探測(cè)器、飛行器、頭罩、整流罩中 的窗口材料，或顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡中的凸透鏡，或潛望鏡、雙目望遠(yuǎn)鏡、光譜儀中的棱鏡中的用 途。
【文檔編號(hào)】C30B28/02GK105862129SQ201510026658
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2015年1月19日
【發(fā)明人】潘世烈, 黃生世, 韓健
【申請(qǐng)人】中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所