一种偏振玻璃及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及偏振玻璃技术领域，具体涉及一种偏振玻璃及其制备方法和应用。


背景技术：

2.随着光电子技术，特别是激光技术的快速发展，光学器件在生活生产中的需求越来越广泛，光学器件的性能要求也越来越高。偏振玻璃是其中一种，在光电子技术和通讯事业中有着广泛的应用，近年来，随着通信科学和制备技术的快速发展，这些光学通讯设备越来越多使用偏振器件，这就需要偏振玻璃具有良好的光学性能和加工性，因此获得高消光比，制备简单的偏振玻璃成为当务之急。
3.目前偏振玻璃常用的制备方法为把熔制好的含有银的玻璃进行析晶处理，生成卤化银微晶，而后在退火点和软化点温度间进行拉伸处理，使卤化银颗粒被拉伸成为椭球形在玻璃基体内有序排列，然后将其置于强还原气如氢气，一氧化碳中加热还原，使玻璃表面的银离子被还原为单质银，形成针状定向分布的银纳米结构。该工艺的特点为：基础玻璃制备完成，后续处理工序多，要经过热处理，拉伸，还原等工艺，耗时长，且工艺设备复杂；且在热处理的温度高，一般都是600℃以上，能耗高，增加制备成本；在还原工艺中在高温高压下使用氢气等还原性气体，导致工艺的不可控性增加，且只能还原玻璃表面的银离子。从上述特点可以看出，看出偏振玻璃传统制备耗时长，工艺复杂，使得生产效率低下，生产成本增加，且生产安全性大大降低，且仅玻璃表面的银离子被还原，玻璃的偏振性只局限在表面还原层，使得玻璃的偏振性能提升存在瓶颈。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种偏振玻璃及其制备方法和应用，解决了现有技术中偏振玻璃的消光比低，性能差，后续处理工艺耗时长，能耗大的问题，大大缩短了处理时间，提高制备效率，并显著提高偏振玻璃的光学性能，可满足行业发展对玻璃性能的要求。
5.本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本发明提出的一种偏振玻璃的制备方法，包括以下步骤：
6.步骤一，按设定偏振玻璃的各组分含量取相应的原料并混合均匀，所述原料包括：50wt％～60wt％的sio2，5wt％～10wt％的al2o3，10wt％～20wt％的b2o3，10wt％～20wt％的na2o，0.5wt％～2wt％的agno3，2wt％～5wt％的zno2，2wt％～5wt％的sno，0.5wt％～2wt％的ceo2，1wt％～3wt％的kbr及1wt％～5wt％的sb2o3；
7.步骤二，将步骤一混合均匀的原料进行高温熔制、澄清、漏料成形和退火，得到硼硅酸盐基础玻璃；
8.步骤三，将步骤二制备的硼硅酸盐基础玻璃进行热处理、拉伸，得到偏振玻璃。
9.本发明的目的及解决其技术问题进一步是采用以下技术方案来实现的。
10.作为优选，前述的偏振玻璃的制备方法，其中步骤二中，将步骤一混合均匀的原料
在1400
‑
1500℃下进行高温熔制，将得到的熔融玻璃液持续进行梯度机械搅拌，所述梯度机械搅拌的方式选自50rpm/(0.5
‑
1)h、40rpm/(0.5
‑
1)h、30rpm/(0.5
‑
1)h、20rpm/(0.5
‑
1)h中的至少三段，以确保玻璃原料能完全熔融并混合均匀。
11.作为优选，前述的偏振玻璃的制备方法，其中步骤二中，所述退火温度为480
‑
530℃，退火时间为2
‑
6h。
12.作为优选，前述的偏振玻璃的制备方法，其中步骤三中，所述热处理是通过温度场和辅助电场相叠加的方式进行硼硅酸盐基础玻璃的核化和晶化。
13.作为优选，前述的偏振玻璃的制备方法，其中步骤三中，所述温度场控制为400
‑
500℃，加载的静电场强度为300
‑
500v/mm，加载时间为2
‑
5h。
14.作为优选，前述的偏振玻璃的制备方法，其中步骤三中，所述拉伸步骤中，保持相同静电场加载，拉伸速率为0.5
‑
2mm/s。
15.本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。本发明提出的一种偏振玻璃，按质量百分比计，其包含：50wt％～60wt％的sio2，5wt％～10wt％的al2o3，10wt％～20wt％的b2o3，10wt％～20wt％的na2o，0.5wt％～2wt％的agno3，2wt％～5wt％的zno2，2wt％～5wt％的sno，0.5wt％～2wt％的ceo2，1wt％～3wt％的kbr及1wt％～5wt％的sb2o3。
16.作为优选，前述的偏振玻璃，其中所述偏振玻璃是通过上述任一所述的方法制得。
17.本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。本发明提出的一种偏振器件，其包括起偏器、检偏器或衰减器，所述起偏器、检偏器或衰减器包含上述的偏振玻璃。
18.作为优选，前述的偏振器件，其中所述偏振器件为光隔离器、电压传感器或光磁盘信号检测传感器。
19.机理：本发明在含银的玻璃中添加少量多价离子如锡、锑等作为还原成份，使玻璃基体中的银离子整体被还原成球形颗粒，而后利用热处理过程中附加静电场，使得玻璃在低温下析晶，静电场对玻璃晶化有相当的影响，同时对静电场强度、加载时间的控制较对温度场的控制更为容易而精确，因此利用静电场来控制析晶过程，析晶后继续在附加静电场下拉伸，在玻璃基体中的球形银颗粒被拉长，从而形成有序银纳米棒的定向排列结构，得到的玻璃样品光学性能优越，如消光比大、性能稳定等优点。
20.相比于现有技术，本发明所述的偏振玻璃及其制备方法和应用具有以下有益效果：
21.本发明所述的偏振玻璃的制备方法，其大大简化基础玻璃后续处理工艺，热处理和拉伸工艺是同步进行的，且取消后续还原步骤，大大缩短了工艺耗时，同时热处理温度也明显降低，本发明提高了生产效率，降低了成本，节约了能源；同时玻璃内部的银离子整体都能被还原，使得玻璃的偏振性不仅仅局限在玻璃表面，玻璃的偏振性能显著提升。
22.本发明所述的偏振玻璃的制备方法，其采用sno和sb2o3作为还原剂，在玻璃熔制过程中即可还原银离子，可以得到银离子整体还原完全的玻璃基体，而不仅仅是玻璃表面几十微米的范围内银离子被还原，同时整体直接还原可以简化掉传统工艺中后续的还原工艺，减少制备时间和成本，提高安全性。
23.本发明所述的偏振玻璃的制备方法，其在热处理过程中附加静电场后，随着附加
电场强度的增加，临界晶核尺寸变小，所需要克服的势垒降低，核化和晶化速度均加快，这样热处理温度可以使用较低温度，即低于通常的核化温度区域，通过辅助电场给与成核所需的剩余能量；一旦成核的数量达到要求，即可迅速撤去电场，从而达到精确控制核化的目的。
24.本发明所述的偏振玻璃的制备方法，其在拉伸过程中加载辅助电场可以使银粒子沿电场方向，也即是拉伸方向定向排列，有序度提高，得到具有高长径比的棒状银纳米颗粒在玻璃中定向排列的结构。
25.本发明所述的偏振玻璃的制备方法，其通过同步热处理和拉伸，玻璃能在较短时间内就获得了较高的拉伸效率和有序度，得到消光比高的偏振玻璃。
26.本发明所述的偏振玻璃，其中银颗粒的长径比达到20：1以上；消光比达到53db以上，在波长介于190nm
‑
1100nm范围内的透过率达到71％以上。
27.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
具体实施方式
28.为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的一种偏振玻璃及其制备方法和应用，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。
29.在本发明以下实施例中，若无特殊说明，所涉及的材料、试剂等均为本领域技术人员熟知的市售商品；若无特殊说明，所述方法均为本领域公知的方法。除非另外定义，所使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内的普通技术人员所理解的通常意义。
30.本发明提供了一种偏振玻璃的制备方法，包括以下步骤：
31.步骤一，按设定偏振玻璃的各组分含量取相应的原料并混合均匀，所述原料包括：50wt％～60wt％的sio2，5wt％～10wt％的al2o3，10wt％～20wt％的b2o3，10wt％～20wt％的na2o，0.5wt％～2wt％的agno3，2wt％～5wt％的zno2，2wt％～5wt％的sno，0.5wt％～2wt％的ceo2，1wt％～3wt％的kbr及1wt％～5wt％的sb2o3；
32.步骤二，将步骤一混合均匀的原料进行高温熔制、澄清、漏料成形和退火，得到硼硅酸盐基础玻璃；
33.步骤三，将步骤二制备的硼硅酸盐基础上进行热处理、拉伸得到偏振玻璃。
34.本发明的技术方案可以通过在玻璃组分中引入一定量还原剂sno和sb2o3，直接还原玻璃中的银离子，然后通过温度场和辅助电场相叠加的方式进行基础玻璃的核化和晶化，同步进行玻璃的拉伸和辅助电场加载，得到有序排列的被拉伸成的银颗粒，从而制备出性能优异的偏振玻璃。
35.在一些实施例的步骤一中，按设定偏振玻璃的各组分含量取相应的原料并混合均匀，所述原料包括：50wt％～60wt％的sio2，5wt％～10wt％的al2o3，10wt％～20wt％的b2o3，10wt％～20wt％的na2o，0.5wt％～2wt％的agno3，2wt％～5wt％的zno2，2wt％～5wt％的sno，0.5wt％～2wt％的ceo2，1wt％～3wt％的kbr及1wt％～5wt％的sb2o3；
36.sio2是构成玻璃骨架的主要组成，在玻璃内部可形成统一的网络，在玻璃内加入sio2可以提高玻璃的强度，黏度，热稳定性，降低玻璃的热膨胀系数。若sio2含量低于50wt％会导致玻璃整体性能较差，但含量高于60wt％会导致在玻璃熔制过程中所需温度过高，并会造成结石等缺陷，影响最终性能。
37.al2o3可以与sio2一起组成网络结构，使玻璃结构趋于紧密，改进玻璃的一系列性能。若al2o3含量低于5wt％，玻璃内部网络结构度小，强度，黏度等性能小，同时网络间隙小。若含量高于10wt％，熔制所需温度过高，并会造成结石等缺陷，影响最终性能。
38.na2o是基础玻璃网络体的网络外体氧化物，能提高玻璃的化学稳定性和表面张力，可以提供游离氧使得[sio4]网络体中的o/si比值增加，硅氧键断裂，具有高温助熔、加速玻璃熔化的作用，并降低玻璃高温黏度，也有利于玻璃的澄清。若其含量低于10wt％，则达不到预期效果，若其含量高于20wt％，会使得玻璃容易析晶，同时会导致玻璃的热膨胀系数增加，玻璃化学稳定性和力学性能降低。
[0039]
b2o3是玻璃的重要组成之一，能改善玻璃的性能，又是良好的助熔剂。其在玻璃中形成硼氧四面体，使结构趋于紧密，提高玻璃的黏度。若其含量高于20wt％，会导致玻璃熔制过程中所需温度过高，它不是以硼氧四面体而是以硼氧三角体出现在玻璃结构中，使玻璃结构减弱，导致性能降低，同时出现分相。若其含量低于10wt％，玻璃中不能形成足够的硼氧四面体，使得硼的结构从层状想架状结构转变，b2o3与sio2不能形成均匀一致的玻璃基体。
[0040]
zno2通常以锌氧八面体作为网络外体氧化物，当玻璃中的游离氧足够时，可以形成锌氧四面体而进入玻璃的结构网络，使得玻璃的结构更趋于稳定。zno2能降低玻璃的热膨胀系数，提高玻璃的化学稳定性和热稳定性及折射率。若玻璃中zno2含量高于5wt％，会造成玻璃析晶；若其含量低于2wt％，zno是以[zno6]形式进入玻璃结构中，导致玻璃结构疏松。
[0041]
sno是作为ag离子的还原剂而起作用，由于在玻璃熔制过程中sn
2
向sn
4
转变倾向很强，因此对其他金属氧化物夺氧，具有还原作用，在玻璃熔制备过程中加入一定量sno,可以还原银离子，使得银离子还原为银颗粒。sno的引入量可以根据银元素含量而调整，其含量范围为2wt％～5wt％。若其含量高于5wt％，过量的sno会使玻璃乳浊，若其含量低于2wt％，不能完全还原玻璃中的银离子。
[0042]
ceo2主要是促进银离子还原，铈离子是以三价态ce
3
的形式存在与玻璃中，会高温作用下自身会电离释放出一个电子，与银离子结合，从而促进银离子的还原。ceo2的引入量可以根据银元素含量而调整，其含量范围为0.5wt％～2wt％。若其含量高于2wt％，过量的ceo2会使玻璃变黄，影响玻璃的透过率，若其含量低于0.5wt％，不能促进玻璃中银离子的还原。
[0043]
sb2o3主要是起还原作用，在热处理过程中能促进银胶团的生长。同时具有澄清作用，可以防止二次小气泡的产生。sb2o3既能保持玻璃有足够的结构强度，又能提高银离子的还原效果，防止玻璃在析晶过程中乳浊。sb2o3的引入量可以根据银元素含量而调整，其含量范围为1wt％～5wt％。若其含量高于5wt％，过量的sb2o3会使玻璃乳化，若其含量低于1wt％，不能完全还原玻璃中的银离子。
[0044]
kbr和agno3是形成银颗粒的主要离子，在熔制过程中，银离子被原料中的还原剂
还原成银原子，在玻璃中形成微小晶核，而kbr作为促进剂使得银离子在已经还原的银核集聚生长成银胶团，利于玻璃析晶。
[0045]
在一些实施例的步骤二中，将步骤一混合均匀的原料在1400
‑
1500℃下进行高温熔制，将得到的熔融玻璃液持续进行梯度机械搅拌，所述梯度机械搅拌的方式选自50rpm/(0.5
‑
1)h、40rpm/(0.5
‑
1)h、30rpm/(0.5
‑
1)h和20rpm/(0.5
‑
1)h中的至少三段，以确保玻璃原料能完全熔融并混合均匀。梯度搅拌为了把玻璃液内不均匀趋于和粗条纹不断分割成为细而短的条纹，以利于玻璃液与条纹间相互溶解扩散，从而使得条纹逐渐消失或减少，搅拌速率和时间与玻璃液自身黏度和温度有直接关系，随着熔制进行，玻璃液黏度是逐渐变化的，根据玻璃液黏温特性选择合适搅拌速率和时间。
[0046]
在一些实施例的步骤二中，所述退火温度可以为480
‑
530℃，退火时间可以为2
‑
6h。退火为了消除玻璃中的内应力，若退火温度低于480℃会导致效率低下，如退火温度高于530℃，则能耗过高，且玻璃中会产生新的内应力；若退火时间小于2h达不到消除内应力的效果，如退火时间大于6h，则不会增加消除应力效果。
[0047]
在一些实施例的步骤三中，所述热处理是通过温度场和辅助电铲相叠加的方式进行基础玻璃的核化和晶化。传统的热处理过程中的温度场波动、升降温过程中的热惯性等因素无法精确控制玻璃中的晶体生长，使得玻璃微晶化较为困难。辅助电场能帮助玻璃在稍低于核化和晶化温度趋于的温度下成核和析晶，它可以成为控制玻璃核化和晶化过程的一个开关，用以精确控制玻璃中晶体的生长。将热处理温度控制在低于析晶温度趋于的条件下，此时通过辅助电场提供能量才能维持足够的析晶速度，而电场可瞬时施加和撤销的特点为精准控制析晶过程提供了方便。在热处理过程中附加静电场后，随着附加电场强度的增加，临界晶核尺寸变小，所需要克服的势垒降低，核化速度加快。具体地，所述温度场可以控制在400
‑
500℃之间，加载的静电场强度可以设置为300
‑
500v/mm，加载时间可设定为2
‑
5h。通常玻璃的析晶温度在500℃以上，而加热温度场控制为400
‑
500℃，如果温度低于400℃，即使通过辅助电场也无法提供玻璃晶化所需的能量，耗费时间长且晶化不完全；若温度高于500℃则不能通过辅助电场来精确控制玻璃核化和晶化过程；加载的静电场强度为300
‑
500v/mm，如果电场强度低于300v/mm，则玻璃不能克服势垒晶化；如电场强度高于500v/mm，则晶化速率过快，不易控制晶化的效果。
[0048]
在一些实施例的步骤三中，所述拉伸步骤中，保持相同静电场加载，拉伸速率为0.5
‑
2mm/s。保持静电场加载是为了使玻璃在较低温度下拉伸，可以使得银颗粒延伸为长纵比更大的棒状颗粒，同时能在玻璃基体中同向规则排列，且如果在高温下拉伸，银颗粒有时会从延伸的长棒状回复到原料的球形，而如果不加静电场则玻璃会在高粘度的低温区拉伸，在高张力下的拉伸坑会造成玻璃断裂。拉伸速率对于银颗粒在玻璃基体内的形状是关键性的，不同的拉伸速率得到的玻璃基体中所含银颗粒的长径比不同，如果拉伸速率快于2mm/s，银颗粒长径比较大，且分布排列均匀，但高拉伸力会造成玻璃的断裂，而拉伸速率慢于0.5mm/s，银颗粒的长径比小，且不均匀。
[0049]
本发明还提供了一种偏振玻璃，按质量百分比计，其包含：50wt％～60wt％的sio2，5wt％～10wt％的al2o3，10wt％～20wt％的b2o3，10wt％～20wt％的na2o，0.5wt％～2wt％的agno3，2wt％～5wt％的zno2，2wt％～5wt％的sno，0.5wt％～2wt％的ceo2，1wt％～3wt％的kbr及1wt％～5wt％的sb2o3。
[0050]
通过测试得知，所述偏振玻璃中银颗粒的长径比达到20：1以上，消光比达到53db以上，在波长介于190nm
‑
1100nm范围内的透过率达到71％以上。
[0051]
本发明还提供了一种偏振器件，其包括起偏器、检偏器或衰减器，所述起偏器、检偏器或衰减器包含上述的偏振玻璃；所述偏振器件可以为光隔离器、电压传感器或光磁盘信号检测传感器等器件，该光隔离器可用于光纤通信、光纤传感系统等领域；该电压互感器可用于电力系统中电能计量和继电保护领域，该光磁盘信号检测传感器可以用于电力系统中高压大电流的测量方面或电子防盗探测器领域。
[0052]
下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不能理解为是对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员根据上述本发明的内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
[0053]
消光比测试：将各波长的半导体激光用纤维平行光管制成平行光，使其经由相位补偿器、格兰
‑
汤普森棱镜垂直入射于以下各实施例的偏振玻璃，在与光轴垂直的面内使偏振玻璃旋转，首先测定最小透光光量p1，接着将偏振玻璃旋转90度测定最大透射光量p2，用公式：消光比(db)＝
‑
10log(p1/p2)，求出消光比。
[0054]
透过率测试：测试入射光透过物体后的光通量或光能量，将测试值对比入射光的光通量或总能量来获得该物体的透过率。首先，不通过样品，直接测试入射光的光通量或光能量获得参比光照数据。其次，测试入射光透过物体后的光通量或光能量获得测试光照数据，样品覆盖进光口，将入射光照射在各实施例的偏振玻璃上，入射光透过各实施例的偏振玻璃的光被采集，之后通过检测口进入检测器，检测器检测出射光线数据，其中测试波长介于190nm
‑
1100nm的范围。
[0055]
实施例1
[0056]
按设定偏振玻璃的各组分含量取相应的原料并混合均匀，所述原料包括：60wt％的sio2；8wt％的al2o3；10wt％的b2o3，12wt％的na2o；0.5wt％的agno3，2wt％的zno2，2wt％的sno，2wt％的ceo2，1.5wt％的kbr及2wt％的sb2o3。将混合均匀的原料在1500℃熔化炉中进行高温熔制，经梯度机械搅拌，50rpm/0.5h 30rpm/0.5h 20rpm/1h，以确保玻璃粉均匀分布。经漏料成形和480℃退火，得到碱硼硅基础玻璃。采用过温度场和辅助电场相叠加的方式进行基础玻璃的核化和晶化。温度场控制为400℃，加载的静电场强度为350v/mm，加载时间为3h。继续加载静电场后，在外力作用下拉伸，拉伸速率为0.5mm/s。经测试，所制备的偏振玻璃的消光比为55db，在波长介于190nm
‑
1100nm范围内的透过率为73.9％；通过sem测试得知所述偏振玻璃中银颗粒的长径比为25：1。所述偏振玻璃可以用于光隔离器的起偏器、检偏器或衰减器。
[0057]
实施例2
[0058]
按设定偏振玻璃的各组分含量取相应的原料并混合均匀，所述原料包括：54wt％的sio2；8wt％的al2o3；10wt％的b2o3，12wt％的na2o；2wt％的agno3，2wt％的zno2，4wt％的sno，2wt％的ceo2，2wt％的kbr及4wt％的sb2o3。将混合均匀的原料在1500℃熔化炉中进行高温熔制，经梯度机械搅拌，50rpm/0.5h 30rpm/0.5h 20rpm/1h，以确保玻璃粉均匀分布。经漏料成形和510℃退火，得到碱硼硅基础玻璃。采用过温度场和辅助电场相叠加的方式进行基础玻璃的核化和晶化。温度场控制为500℃，加载的静电场强度为350v/mm，加载时间为5h。继续加载静电场后，在外力作用下拉伸，拉伸速率为2mm/s。经测试，所制备的偏振玻璃
的消光比为58db，在波长介于190nm
‑
1100nm范围内的透过率为75.9％；通过sem测试得知所述偏振玻璃中银颗粒的长径比为22：1。所述偏振玻璃可以用于光隔离器的起偏器、检偏器或衰减器。
[0059]
实施例3
[0060]
按设定偏振玻璃的各组分含量取相应的原料并混合均匀，所述原料包括：58wt％的sio2；8wt％的al2o3；10wt％的b2o3，12wt％的na2o；1wt％的agno3，2wt％的zno2，3wt％的sno，2wt％的ceo2，1wt％的kbr及3wt％的sb2o3。将混合均匀的原料在1500℃熔化炉中进行高温熔制，经梯度机械搅拌，50rpm/0.5h 30rpm/0.5h 20rpm/1h，以确保玻璃粉均匀分布。经漏料成形和490℃退火，得到碱硼硅基础玻璃。采用过温度场和辅助电场相叠加的方式进行基础玻璃的核化和晶化。温度场控制为450℃，加载的静电场强度为400v/mm，加载时间为3h。继续加载静电场后，在外力作用下拉伸，拉伸速率为1mm/s。经测试，所制备的偏振玻璃的消光比为60db，在波长介于190nm
‑
1100nm范围内的透过率为79.1％；通过sem测试得知所述偏振玻璃中银颗粒的长径比为20：1。所述偏振玻璃可以用于电压传感器的起偏器、检偏器或衰减器。
[0061]
实施例4
[0062]
按设定偏振玻璃的各组分含量取相应的原料并混合均匀，所述原料包括：54wt％的sio2；8wt％的al2o3；10wt％的b2o3，12wt％的na2o；0.5wt％的agno3，2wt％的zno2，5wt％的sno，2wt％的ceo2，1.5wt％的kbr及5wt％sb2o3。将混合均匀的原料在1500℃熔化炉中进行高温熔制，经梯度机械搅拌，50rpm/0.5h 30rpm/0.5h 20rpm/1h，以确保玻璃粉均匀分布。经漏料成形和480℃退火，得到碱硼硅基础玻璃。采用过温度场和辅助电场相叠加的方式进行基础玻璃的核化和晶化。温度场控制为400℃，加载的静电场强度为350v/mm，加载时间为3h。继续加载静电场后，在外力作用下拉伸，拉伸速率为0.5mm/s。经测试，所制备的偏振玻璃的消光比为53db，在波长介于190nm
‑
1100nm范围内的透过率为72.9％；通过sem测试得知所述偏振玻璃中银颗粒的长径比为26：1。所述偏振玻璃可以用于光隔离器的起偏器、检偏器或衰减器。
[0063]
实施例5
[0064]
按设定偏振玻璃的各组分含量取相应的原料并混合均匀，所述原料包括：60wt％的sio2；9wt％的al2o3；10wt％的b2o3，12wt％的na2o；0.5wt％的agno3，2wt％的zno2，2wt％的sno，2wt％的ceo2，1.5wt％的kbr及1wt％的sb2o3。将混合均匀的原料在1500℃熔化炉中进行高温熔制，经梯度机械搅拌，50rpm/0.5h 30rpm/0.5h 20rpm/1h，以确保玻璃粉均匀分布。经漏料成形和480℃退火，得到碱硼硅基础玻璃。采用过温度场和辅助电场相叠加的方式进行基础玻璃的核化和晶化。温度场控制为400℃，加载的静电场强度为350v/mm，加载时间为3h。继续加载静电场后，在外力作用下拉伸，拉伸速率为0.5mm/s。经测试，所制备的偏振玻璃的消光比为54db，在波长介于190nm
‑
1100nm范围内的透过率为72.9％；通过sem测试得知所述偏振玻璃中银颗粒的长径比为26：1。所述偏振玻璃可以用于光隔离器的起偏器、检偏器或衰减器。
[0065]
实施例6
[0066]
按设定偏振玻璃的各组分含量取相应的原料并混合均匀，所述原料包括：56wt％的sio2；9wt％的al2o3；10wt％的b2o3，12wt％的na2o；0.5wt％的agno3，2wt％的zno2，2wt％的
sno，2wt％的ceo2，1.5wt％的kbr及5wt％的sb2o3。将混合均匀的原料在1500℃熔化炉中进行高温熔制，经梯度机械搅拌，50rpm/0.5h 30rpm/0.5h 20rpm/1h，以确保玻璃粉均匀分布。经漏料成形和480℃退火，得到碱硼硅基础玻璃。采用过温度场和辅助电场相叠加的方式进行基础玻璃的核化和晶化。温度场控制为400℃，加载的静电场强度为350v/mm，加载时间为3h。继续加载静电场后，在外力作用下拉伸，拉伸速率为0.5mm/s。经测试，所制备的偏振玻璃消光比为56db，在波长介于190nm
‑
1100nm范围内的透过率为75.9％；通过sem测试得知所述偏振玻璃中银颗粒的长径比为25：1。所述偏振玻璃可以用于电压传感器的起偏器、检偏器或衰减器。
[0067]
实施例7
[0068]
按设定偏振玻璃的各组分含量取相应的原料并混合均匀，所述原料包括：54wt％的sio2；9wt％的al2o3；10wt％的b2o3，12wt％的na2o；0.5wt％的agno3，2wt％的zno2，4wt％的sno，2wt％的ceo2，1.5wt％的kbr及5wt％的sb2o3。将混合均匀的原料在1500℃熔化炉中进行高温熔制，经梯度机械搅拌，50rpm/0.5h 30rpm/0.5h 20rpm/1h，以确保玻璃粉均匀分布。经漏料成形和480℃退火，得到碱硼硅基础玻璃。采用过温度场和辅助电场相叠加的方式进行基础玻璃的核化和晶化。温度场控制为400℃，加载的静电场强度为350v/mm，加载时间为3h。继续加载静电场后，在外力作用下拉伸，拉伸速率为0.5mm/s。经测试，所制备的偏振玻璃的消光比为55db，在波长介于190nm
‑
1100nm范围内的透过率为73.8％；通过sem测试得知所述偏振玻璃中银颗粒的长径比为26：1。所述偏振玻璃可以用于光隔离器的起偏器、检偏器或衰减器。
[0069]
实施例8
[0070]
按设定偏振玻璃的各组分含量取相应的原料并混合均匀，所述原料包括：59.5wt％的sio2；8wt％的al2o3；10wt％的b2o3，12wt％的na2o；1wt％的agno3，2wt％的zno2，2wt％的sno，2wt％的ceo2，1.5wt％的kbr及2wt％的sb2o3。将混合均匀的原料在1500℃熔化炉中进行高温熔制，经梯度机械搅拌，50rpm/0.5h 30rpm/0.5h 20rpm/1h，以确保玻璃粉均匀分布。经漏料成形和480℃退火，得到碱硼硅基础玻璃。采用过温度场和辅助电场相叠加的方式进行基础玻璃的核化和晶化。温度场控制为400℃，加载的静电场强度为350v/mm，加载时间为3h。继续加载静电场后，在外力作用下拉伸，拉伸速率为0.5mm/s。经测试，所制备的偏振玻璃的消光比为56db，在波长介于190nm
‑
1100nm范围内的透过率为76.1％；通过sem测试得知所述偏振玻璃中银颗粒的长径比为24：1。所述偏振玻璃可以用于光隔离器的起偏器、检偏器或衰减器。
[0071]
实施例9
[0072]
按设定偏振玻璃的各组分含量取相应的原料并混合均匀，所述原料包括：59wt％的sio2；8wt％的al2o3；10wt％的b2o3，12wt％的na2o；1.5wt％的agno3，2wt％的zno2，2wt％的sno，2wt％的ceo2，1.5wt％的kbr及2wt％的sb2o3。将混合均匀的原料在1500℃熔化炉中进行高温熔制，经梯度机械搅拌，50rpm/0.5h 30rpm/0.5h 20rpm/1h，以确保玻璃粉均匀分布。经漏料成形和480℃退火，得到碱硼硅基础玻璃。采用过温度场和辅助电场相叠加的方式进行基础玻璃的核化和晶化。温度场控制为400℃，加载的静电场强度为350v/mm，加载时间为3h。继续加载静电场后，在外力作用下拉伸，拉伸速率为0.5mm/s。经测试，所制备的偏振玻璃的消光比为57db，在波长介于190nm
‑
1100nm范围内的透过率为77.6％；通过sem测试
得知所述偏振玻璃中银颗粒的长径比为26：1。所述偏振玻璃可以用于光磁盘信号检测传感器的起偏器、检偏器或衰减器。
[0073]
实施例10
[0074]
按设定偏振玻璃的各组分含量取相应的原料并混合均匀，所述原料包括：58.5wt％的sio2；8wt％的al2o3；10wt％的b2o3，12wt％的na2o；2wt％的agno3，2wt％的zno2，2wt％的sno，2wt％的ceo2，1.5wt％的kbr及2wt％的sb2o3。将混合均匀的原料在1500℃熔化炉中进行高温熔制，经梯度机械搅拌，50rpm/0.5h 30rpm/0.5h 20rpm/1h，以确保玻璃粉均匀分布。经漏料成形和480℃退火，得到碱硼硅基础玻璃。采用过温度场和辅助电场相叠加的方式进行基础玻璃的核化和晶化。温度场控制为400℃，加载的静电场强度为350v/mm，加载时间为3h。继续加载静电场后，在外力作用下拉伸，拉伸速率为0.5mm/s。经测试，所制备的偏振玻璃的消光比为56db，在波长介于190nm
‑
1100nm范围内的透过率为74.1％；通过sem测试得知所述偏振玻璃中银颗粒的长径比为26：1。所述偏振玻璃可以用于光隔离器的起偏器、检偏器或衰减器。
[0075]
对比例1
[0076]
本对比例与实施例1二者的不同之处在于所述对比例的玻璃组分中无sno，所述sb2o3的含量为4wt％，其余与实施例1相同。经测试，所制备的偏振玻璃的消光比为24db，在波长介于190nm
‑
1100nm范围内的透过率为66.4％；通过sem测试得知所述偏振玻璃中银颗粒的长径比为7：1。
[0077]
对比例2
[0078]
本对比例与实施例1二者的不同之处在于所述对比例的玻璃组分中无sb2o3，所述sno的含量为4wt％，其余与实施例1相同。经测试，所制备的偏振玻璃的消光比为22db，在波长介于190nm
‑
1100nm范围内的透过率为63.6％；通过sem测试得知所述偏振玻璃中银颗粒的长径比为6：1。
[0079]
对比例3
[0080]
本对比例与实施例1二者的不同之处在于所述对比例的玻璃组分中无sb2o3和sno，sio2的含量为64wt％，其余与实施例1相同。经测试，所制备的偏振玻璃的消光比为19db，在波长介于190nm
‑
1100nm范围内的透过率为64.1％；通过sem测试得知所述偏振玻璃中银颗粒的长径比为6：1。
[0081]
对比例4
[0082]
本对比例与实施例1二者的不同之处在于所述对比例的玻璃组分中无sb2o3，所述sno的含量为2wt％，sio2的含量为62wt％，其余与实施例1相同。经测试，所制备的偏振玻璃的消光比为24db，在波长介于190nm
‑
1100nm范围内的透过率为65.2％；通过sem测试得知所述偏振玻璃中银颗粒的长径比为5：1。
[0083]
对比例5
[0084]
本对比例与实施例1二者的不同之处在于所述对比例的玻璃组分中无sno，所述sb2o3的含量为2wt％，sio2的含量为62wt％，其余与实施例1相同。经测试，所制备的偏振玻璃的消光比为21db，在波长介于190nm
‑
1100nm范围内的透过率为63.2％；通过sem测试得知所述偏振玻璃中银颗粒的长径比为4：1。
[0085]
对比例6
[0086]
本对比例的玻璃组分同实施例1，二者的不同之处在于所述对比例的制备方法中采用传统的热处理还原方法处理。经测试，所制备的偏振玻璃的消光比为31db，在波长介于190nm
‑
1100nm范围内的透过率为61.3％；通过sem测试得知所述偏振玻璃中银颗粒的长径比为9：1。
[0087]
对比例7
[0088]
本对比例与实施例1二者的不同之处在于所述对比例的步骤三中热处理没有施加辅助静电场，其余与实施例1相同。经测试，所制备的偏振玻璃的消光比为15db，在波长介于190nm
‑
1100nm范围内的透过率为62.9％；通过sem测试得知所述偏振玻璃中银颗粒的长径比为8：1。
[0089]
对比例8
[0090]
本对比例与实施例1二者的不同之处在于所述对比例的步骤三中拉伸过程中没有施加辅助静电场，其余与实施例1相同。经测试，所制备的偏振玻璃的消光比为19db，在波长介于190nm
‑
1100nm范围内的透过率为65.4％；通过sem测试得知所述偏振玻璃中银颗粒的长径比为6：1。
[0091]
由上述的实施例1
‑
10的测试数据可见，所制备的偏振玻璃中银颗粒的的长径比达到20：1以上；所述偏振玻璃的消光比达到53db以上，在波长介于190nm
‑
1100nm范围内的透过率达到71％以上。
[0092]
由上述实施例1和对比例1
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8的测试数据可见，对比例1
‑
5是未加入sno和sb2o3中的一种或两种，其所制备的玻璃的长径比小于10：1，消光比小于25db；对比例6是利用传统工艺对玻璃进行氢气还原，其所制备的玻璃的消光比为31db；对比例7
‑
8是不加载辅助电场，其所制备的玻璃的长径比小于9：1，消光比小于20db，而本发明实施例1则是将玻璃利用sno和sb2o3还原后，热处理和拉伸过程中结合静电场加载的协同作用，使得所制备的玻璃的长径比为25：1，消光比为53db，消光性能大大提高。
[0093]
本发明通过添加少量多价离子如锡、锑等作为还原成份，使玻璃基体中的银离子整体被还原成球形颗粒，而后利用热处理过程中附加静电场，使得玻璃在低温下析晶，静电场对玻璃晶化有相当的影响，同时对静电场强度、加载时间的控制较对温度场的控制更为容易而精确，因此利用静电场来控制析晶过程，析晶后继续在附加静电场下拉伸，在玻璃基体中的球形银颗粒被拉长，长径比超过20:1，从而形成高长径比，且有序银纳米棒的定向排列结构，而长径比是决定金属银粒子的横纵方向的吸收光波能力的因素，长粒状金属胶粒表面电子共振吸收，使金属胶粒本征吸收带产生分裂，从而使通过其中的光线产生偏振，当金属列子呈现长棒状时(一般长径比大于10：1)，振动方向平行于金属粒子长径方向的光子被金属粒子的电子等离子振荡大量吸收，而垂直于金属粒子长径方向振动的光子则光子则极少量通过吸收，因此，可以得到的玻璃样品光学性能优越，如消光比大、性能稳定等优点。
[0094]
本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实施例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
[0095]
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0096]
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
[0097]
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。