[发明专利]一种钙钽铝酸盐玻璃及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种钙钽铝酸盐玻璃，其特征在于，所述钙钽铝酸盐玻璃的原料由钙源、铝源、钽源组成，钙源以CaO计，铝源以Al₂O₃计，钽源以Ta₂O₅计，各组分摩尔百分组成为：10≤CaO≤35，32.5≤Al₂O₃≤54，26≤Ta₂O₅≤45，三组分摩尔百分数之和为100%；

所述钙钽铝酸盐玻璃可见光区透过率为79-82%，折射率n_d为1.93-2.03，维氏硬度为8.59-9.06GPa，玻璃化转变温度为822.3-855.3℃；

其制备方法包括玻璃原料混合、玻璃料压片、玻璃料预烧、气动悬浮无容器法制备玻璃和退火处理五个步骤，具体步骤如下：

1）玻璃原料混合：钙源以CaO计，铝源以Al₂O₃计，钽源以Ta₂O₅计，按摩尔比10≤CaO≤35，32.5≤Al₂O₃≤54，26≤Ta₂O₅≤45称取原料，并将原料置于研钵或球磨罐中充分研磨混合，得到均一的玻璃混合料；

2）玻璃料压片：将步骤1）所得玻璃混合料置于模具中压片，设置压力5-30Mpa，得到片状玻璃混合料；

3）玻璃料预烧：将步骤2）所得片状玻璃混合料装入坩埚中，然后将坩埚置于马弗炉中预烧，得到块体状玻璃混合料；

4）气动悬浮无容器法制备玻璃：将步骤3）所得块体状玻璃混合料破碎成小块体样品，取质量为20-25mg的块体样品置于气动悬浮炉的喷嘴上，用高纯气体将块体样品悬浮于空中，待悬浮稳定后，用激光器对块体样品进行加热使其熔化，待所得液态玻璃料混合均匀后，将激光器关闭，停止对其加热，然后将液态玻璃料迅速冷却，得到玻璃球；

5）退火处理：将步骤4）所得玻璃球置于马弗炉中进行退火处理，退火结束后随炉冷却至室温，得到钙钽铝酸盐玻璃。

2.根据权利要求1所述的钙钽铝酸盐玻璃，其特征在于所述钙源为CaSO₄粉末、Ca(OH)₂粉末、CaCO₃粉末、Ca(HCO₃)₂粉末中的一种；所述铝源为Al(OH)₃粉末、Al₂(SO₄)₃粉末、α-Al₂O₃粉末中的一种；所述钽源为Ta₂O₅粉末；所述钙源为99.99%分析纯，铝源为99.99%分析纯，钽源为99.5%分析纯。

3.一种权利要求1或2所述的钙钽铝酸盐玻璃的制备方法，其特征在于包括玻璃原料混合、玻璃料压片、玻璃料预烧、气动悬浮无容器法制备玻璃和退火处理五个步骤，具体步骤如下：

1）玻璃原料混合：钙源以CaO计，铝源以Al₂O₃计，钽源以Ta₂O₅计，按摩尔比10≤CaO≤35，32.5≤Al₂O₃≤54，26≤Ta₂O₅≤45称取原料，并将原料置于研钵或球磨罐中充分研磨混合，得到均一的玻璃混合料；

2）玻璃料压片：将步骤1）所得玻璃混合料置于模具中压片，设置压力5-30Mpa，得到片状玻璃混合料；

3）玻璃料预烧：将步骤2）所得片状玻璃混合料装入坩埚中，然后将坩埚置于马弗炉中预烧，得到块体状玻璃混合料；

4）气动悬浮无容器法制备玻璃：将步骤3）所得块体状玻璃混合料破碎成小块体样品，取质量为20-25mg的块体样品置于气动悬浮炉的喷嘴上，用高纯气体将块体样品悬浮于空中，待悬浮稳定后，用激光器对块体样品进行加热使其熔化，待所得液态玻璃料混合均匀后，将激光器关闭，停止对其加热，然后将液态玻璃料迅速冷却，得到玻璃球；

5）退火处理：将步骤4）所得玻璃球置于马弗炉中进行退火处理，退火结束后随炉冷却至室温，得到钙钽铝酸盐玻璃。