Phosphate glasses with low dispersi

Phosphate glasses with low dispersion and relatively high refractive indices (compared with silicate-based optical glasses) were developed for achromatic optical elements about 100 yr ago by Schott and co-workers. Subsequent interest in alkaline earth phosphate glasses stemmed from their high transparency for ultraviolet (UV) light, again when compared with silicate glasses. However, the poor chemical durability of these early optical glasses limited their applications and (temporarily) discouraged their further development. (See [1] for a description of these early studies and citations to them.)

In the 1950s, interest in amorphous alkali phosphates was stimulated by their use in a variety of industrial applications, including sequestering agents for hard water treatments and dispersants for clay processing and pigment manufacturing [2]. By studying such materials, Van Wazer [2] established the foundations for much of our present understanding of the nature of phosphate glasses. About the same time, Kordes and co-workers [3] and [4] re-examined the alkaline earth phosphate glasses, including UV-transmitting compositions, and noted some ‘anomalous’ trends in properties which they suggested showed a compositional-dependence for the coordination number of metal cations like Zn2+.

The advent of solid state lasers in the 1960s heralded a new era of phosphate glass research. Certain compositions have large rare-earth stimulated emission cross-sections and low thermo-optical coefficients (compared with silicate glasses) and are the materials of choice, particularly for high power laser applications [5]. (Campbell and Suratwala review the development of Nd-doped phosphate laser glasses elsewhere in this volume [6].)

More recently, phosphate glasses have been developed for a variety of specialty applications. Alkali aluminophosphate compositions have glass transition temperatures under 400°C and thermal expansion coefficients greater than 150×10−7/∘C and so are used for specialty hermetic seals [7]. Zinc phosphate compositions are chemically durable, have processing temperatures under 400°C and can be co-formed with high temperature polymers to produce unusual organic/inorganic composites [8]. The chemical durability and low processing temperature of iron phosphate glasses have led to their development as nuclear waste hosts [9]. Biocompatible phosphate glasses and glass-ceramics have medical applications [10] and amorphous lithium phosphate [11] and phosphorus oxynitride glasses [12] have fast ion conductivity that make them useful as solid state electrolytes.

The properties that make phosphate glasses candidates for so many different applications are related to their molecular-level structures. There have been many excellent reviews of structural studies on phosphate glasses, including those of Van Wazer [2], Abe [13] and Martin [14]. Since Martin’s 1991 review, a great deal of new structural information about phosphate glasses has been reported. For the first time, the structures of anhydrous ultraphosphate compositions have been determined, as have the structures of polyphosphate compositions with very low ( < 40 mol%) P2O5 contents. New structural probes, including solid state nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, X-ray absorption spectroscopy (XAS), and neutron diffraction analyses, have provided unprecedented detail about the bonding arrangements in glasses, from simple alkali and alkaline earth phosphates, through more complex and technologically useful, multicomponent glasses. These more recent studies, particularly those published since 1991, will be emphasized in this review.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

แว่นตาฟอสเฟตต่ำกระจายและดัชนีหักเหแสงค่อนข้างสูง (เมื่อเทียบกับแว่นตาออปติคอลแบบซิลิเกต) ได้มีพัฒนาองค์ประกอบข้อมูลประมาณ 100 ปีที่ผ่านมา โดย Schott และเพื่อนร่วมงาน สนใจแว่นตาแอลคาไลน์เอิร์ทฟอสเฟตต่อมาเกิดจากความโปร่งใสแสงอัลตราไวโอเลต (UV) ของพวกเขาสูงอีกเมื่อเทียบกับแว่นตาซิลิเกต แต่ เคมีความทนทานต่ำของแก้วออปติคอลช่วงเหล่านี้จำกัดการใช้งานของพวกเขา และ (ชั่วคราว) กำลังใจของพวกเขาต่อการพัฒนา (ดู [1] สำหรับคำอธิบายของต้นศึกษาและอ้างอิงไปยังพวกเขาเหล่านี้)ในปี 1950 สนใจในสัณฐานด่างฟอสเฟตถูกกระตุ้น โดยการใช้ในหลากหลายอุตสาหกรรมที่ดีที่สุด รวมทั้งแนวสำหรับบำบัดน้ำกระด้างและเทียนลีนน้ำหนักสำหรับประมวลผลดินและผงที่ผลิต [2] โดยการศึกษาวัสดุดังกล่าว Van Wazer [2] ก่อตั้งวางรากฐานสำหรับมากของความเข้าใจปัจจุบันของธรรมชาติของแก้วฟอสเฟต เกี่ยวกับเวลาเดียวกัน Kordes และเพื่อนร่วมงาน [3] และ [4] ใหม่ตรวจแว่นฟอสเฟตแอลคาไลน์เอิร์ท รวมทั้งรังสียูวีส่งองค์ประกอบ และบันทึกไว้บางแนวโน้ม 'ผิดปกติ' ในคุณสมบัติที่พวกเขาแนะนำแสดงเป็น compositional-พึ่งพาสำหรับจำนวนตัวโลหะเช่น Zn2 + ประสานงานการถือกำเนิดของแสงเลเซอร์โซลิดสเตทในปี 1960 เป็นยุคใหม่ของการวิจัยแก้วฟอสเฟต องค์ประกอบบางอย่างมีขนาดใหญ่หายากโลกกระตุ้นปล่อยส่วนข้ามและสัมประสิทธิ์เทอร์โมแสงต่ำ (เมื่อเทียบกับแว่นตาซิลิเกต) และวัสดุที่เลือก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานเลเซอร์พลังงานสูง [5] (Campbell และ Suratwala ทบทวนพัฒนาแว่นตาเลเซอร์ Nd เจือฟอสเฟตอื่น ๆ ในไดรฟ์ข้อมูลนี้ [6])เมื่อเร็ว ๆ นี้ ฟอสเฟตแว่นได้รับการพัฒนาความหลากหลายของการใช้งานพิเศษ องค์ประกอบ aluminophosphate ด่างมีอุณหภูมิการเปลี่ยนแก้วต่ำกว่า 400° C และสัมประสิทธิ์การขยายตัวมากกว่า 150 × 10−7/∘C และเพื่อให้การใช้พิเศษซีลสุญญากาศ [7] องค์ประกอบของฟอสเฟตสังกะสีทนทานสารเคมี มีการประมวลผลอุณหภูมิต่ำกว่า 400° C และสามารถเกิดขึ้นร่วมกับโพลิเมอร์ในอุณหภูมิสูงในการผลิตวัสดุผสมอินทรีย์อนินทรีย์ผิดปกติ [8] ทนทานสารเคมีและอุณหภูมิต่ำของแก้วฟอสเฟตเหล็กได้นำไปพัฒนาของพวกเขาเป็นโฮสต์เสียนิวเคลียร์ [9] แว่นตาชีวภาพฟอสเฟตและแก้วเซรามิกมีประยุกต์ทางการแพทย์ [10] และลิเธียมสัณฐานฟอสเฟต [11] และฟอสฟอรัส oxynitride แว่นตา [12] มีการนำไอออนรวดเร็วถือว่ามีประโยชน์เป็นอิเล็กโทรไลต์ในสถานะของแข็งคุณสมบัติที่ทำให้ฟอสเฟตแว่นผู้สมัครสำหรับการใช้งานแตกต่างกันมากมาย เกี่ยวข้องกับโครงสร้างระดับโมเลกุลของพวกเขา มีหลายความเห็นของการศึกษาโครงสร้างฟอสเฟตแว่น รวมทั้ง Van Wazer [2], เบะ [13] และมาร์ติน [14] ตั้งแต่ของ Martin 1991 รีวิว มากของข้อมูลโครงสร้างใหม่เกี่ยวกับแว่นตาฟอสเฟตมีการรายงาน ครั้งแรก โครงสร้างขององค์ประกอบได ultraphosphate มีกำหนด มีโครงสร้างของ polyphosphate ที่รู้มากต่ำ (< 40 mol %) P2O5 เนื้อหา วัดโครงสร้างใหม่ รวม ทั้งสถานะของแข็งเรโซแนนซ์แม่เหล็กนิวเคลียร์ (NMR) สเปกโทรสโก เอ็กซเรย์ดูดซึมสเปกโทรสโก (XAS), นิวตรอน วิเคราะห์กระจาย มีประวัติการณ์รายละเอียดเกี่ยวกับการเตรียมพันธะในแว่นตา จากง่ายด่างและแอลคาไลน์เอิร์ทฟอสเฟต ผ่านเพิ่มเติมซับซ้อนและเทคโนโลยีแว่นตามีประโยชน์ multicomponent การศึกษาล่าสุดเหล่านี้ โดยเฉพาะผู้ที่ตีพิมพ์ตั้งแต่ปี 1991 จะเน้นรีวิว

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

แว่นตาฟอสเฟตที่มีการกระจายตัวที่ต่ำและดัชนีหักเหของแสงที่ค่อนข้างสูง (เมื่อเทียบกับซิลิเกตที่ใช้แว่นตาแสง) ได้รับการพัฒนาสำหรับองค์ประกอบแสงไม่มีสีประมาณ 100 ปีที่ผ่านมาโดยชอตต์และเพื่อนร่วมงาน ดอกเบี้ยตามมาในแก้วฟอสเฟตแผ่นดินด่างเกิดจากความโปร่งใสสูงของพวกเขาสำหรับรังสีอัลตราไวโอเลต (UV), อีกครั้งเมื่อเทียบกับแว่นตาซิลิเกต อย่างไรก็ตามความทนทานต่อสารเคมีที่ดีของแก้วแสงเหล่านี้ในช่วงต้น จำกัด การใช้งานและ (ชั่วคราว) ท้อแท้พัฒนาต่อไปของพวกเขา (ดู [1] สำหรับรายละเอียดของการศึกษาในช่วงต้นเหล่านี้และการอ้างอิงให้กับพวกเขา.)

ในปี 1950 ที่น่าสนใจในฟอสเฟตด่างสัณฐานถูกกระตุ้นโดยการใช้ของพวกเขาในความหลากหลายของการใช้งานอุตสาหกรรมรวมทั้งตัวแทน sequestering สำหรับการบำบัดน้ำอย่างหนักและสารช่วยกระจายตัวสำหรับดินเหนียว การประมวลผลและการผลิตเม็ดสี [2] โดยการศึกษาวัสดุเช่นรถตู้ [2] Wazer จัดตั้งรากฐานมากจากความเข้าใจของเราในปัจจุบันของธรรมชาติของแว่นตาฟอสเฟต เกี่ยวกับเวลาเดียวกัน KORDES และเพื่อนร่วมงาน [3] และ [4] ตรวจสอบอีกครั้งด่างแว่นตาแผ่นดินฟอสเฟตรวมทั้งองค์ประกอบ UV-ส่งและตั้งข้อสังเกตบางแนวโน้ม 'ผิดปกติ' ในคุณสมบัติที่พวกเขาแนะนำแสดงให้เห็นว่า compositional พึ่งพาสำหรับ จำนวนการประสานงานของไพเพอร์โลหะเช่น Zn2 +.

การถือกำเนิดของเลเซอร์ของรัฐที่มั่นคงในปี 1960 ประกาศยุคใหม่ของการวิจัยแก้วฟอสเฟต องค์ประกอบบางอย่างที่มีขนาดใหญ่หายากของโลกกระตุ้นการปล่อยข้ามส่วนและค่าสัมประสิทธิ์ความร้อนแสงต่ำ (เมื่อเทียบกับแว่นตาซิลิเกต) และเป็นวัสดุทางเลือกโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้เลเซอร์พลังงานสูง [5] (แคมป์เบลและ Suratwala ตรวจสอบการพัฒนาของ ND-เจือแก้วเลเซอร์ฟอสเฟตที่อื่น ๆ ในปริมาณนี้ [6].)

เมื่อเร็ว ๆ นี้, แว่นตาฟอสเฟตได้รับการพัฒนาเพื่อความหลากหลายของการใช้งานพิเศษ องค์ประกอบ aluminophosphate ด่างจะมีอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงแก้วภายใต้ 400 องศาเซลเซียสและค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของความร้อนสูงกว่า 150 × 10-7 / ∘Cและอื่น ๆ ที่ใช้สำหรับการพิเศษซีลสุญญากาศ [7] องค์ประกอบของสังกะสีฟอสเฟตมีความคงทนทางเคมีจะมีอุณหภูมิในการประมวลผลภายใต้ 400 องศาเซลเซียสและสามารถร่วมสร้างขึ้นด้วยโพลีเมออุณหภูมิสูงผิดปกติในการผลิตอินทรีย์ / อนินทรีคอมโพสิต [8] ความทนทานต่อสารเคมีและอุณหภูมิต่ำการประมวลผลของแก้วเหล็กฟอสเฟตได้นำไปสู่การพัฒนาของพวกเขาเป็นเจ้าภาพกากนิวเคลียร์ [9] แว่นตาฟอสเฟตชีวภาพและแก้วเซรามิกมีการใช้งานทางการแพทย์ [10] และลิเธียมฟอสเฟตสัณฐาน [11] และแว่นตาฟอสฟอรัส Oxynitride [12] มีการนำไอออนรวดเร็วที่ทำให้พวกเขามีประโยชน์เป็นอิเล็กโทรไลของรัฐที่มั่นคง.

คุณสมบัติที่ทำให้ผู้สมัครแว่นตาฟอสเฟตจำนวนมากดังนั้น การใช้งานที่แตกต่างกันที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างโมเลกุลระดับของพวกเขา มีการแสดงความคิดเห็นที่ดีมากจากการศึกษาโครงสร้างแว่นตาฟอสเฟตรวมทั้งรถตู้ [2] Wazer เอ็บ [13] และมาร์ติน [14] ตั้งแต่มาร์ติน 1991 ทบทวนการจัดการที่ดีของโครงสร้างข้อมูลใหม่ ๆ เกี่ยวกับแว่นตาฟอสเฟตได้รับรายงาน สำหรับครั้งแรกที่โครงสร้างของผลิตผล ultraphosphate ปราศจากได้รับการพิจารณาเป็นมีโครงสร้างที่ประกอบด้วยโพลีฟอสเฟตที่มีต่ำมาก (<40 mol%) เนื้อหา P2O5 ยานสำรวจโครงสร้างใหม่รวมทั้งสถานะของแข็งนิวเคลียร์ด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก (NMR) สเปกโทรสโก, X-ray การดูดซึมสเปกโทรสโก (XAS) และนิวตรอนเลนส์วิเคราะห์ได้ให้รายละเอียดประวัติการณ์เกี่ยวกับการเตรียมการพันธะในแก้วจากง่ายด่างและด่างฟอสเฟตโลกผ่าน ที่ซับซ้อนและมีประโยชน์เทคโนโลยี, แว่นตาหลายองค์ประกอบ เหล่านี้การศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้โดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ที่ตีพิมพ์ตั้งแต่ปี 1991 จะได้รับการเน้นย้ำในการทบทวนนี้

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

แว่นตากับการแพร่กระจายและฟอสเฟตต่ำค่อนข้างสูง ( เมื่อเทียบกับดัชนีของซิลิเกตใช้แว่นตาปติ ) ถูกพัฒนาขึ้นสำหรับที่ไม่มีสี แสง องค์ประกอบ ประมาณ 100 ปี มาแล้ว โดยชอตต์ และเพื่อนร่วมงาน สนใจตามมาในด่างดินฟอสเฟตแก้ว stemmed จากความโปร่งใสสูงของรังสีอัลตราไวโอเลต ( UV ) แสง อีกครั้ง เมื่อ เทียบ กับ แก้วซิลิเกต อย่างไรก็ตาม คนจนเคมี ความทนทานของเหล่าเร็วแสงแก้ว จำกัด การใช้งานของพวกเขาและ ( ชั่วคราว ) ท้อการพัฒนาต่อไปของพวกเขา ( ดู [ 1 ] สำหรับรายละเอียดของการศึกษาต้นเหล่านี้และการอ้างอิงถึงพวกเขา )ในปี 1950 ความสนใจในสัณฐานด่างฟอสเฟตถูกกระตุ้นโดยการใช้ในหลากหลายอุตสาหกรรม รวมถึงเจ้าหน้าที่รักษายาก sequestering น้ำและสารช่วยกระจายตัวในการประมวลผลและการผลิตเม็ดดิน [ 2 ] โดยศึกษาวัสดุเช่น รถตู้ wazer [ 2 ] สร้างรากฐานสำหรับมากของเรามีอยู่ ความเข้าใจในธรรมชาติของแว่นตาฟอสเฟต เกี่ยวกับเวลาเดียวกัน kordes และเพื่อนร่วมงาน [ 3 ] และ [ 4 ] Re ตรวจสอบด่างดินฟอสเฟตแว่นตา รวมถึง UV ส่งเรียงความ และสังเกตบาง ' ผิดปกติ ' แนวโน้มในคุณสมบัติที่พวกเขาเสนอ มีการพึ่งพาส่วนประกอบสำหรับการประสานงานของโลหะไอออน เช่น หมายเลข zn2 +การมาถึงของเลเซอร์สถานะของแข็งใน 1960 heralded ยุคใหม่ของการวิจัยแก้วฟอสเฟต องค์ประกอบบางอย่างมีขนาดใหญ่ยากกระตุ้นการปล่อยออกมาและค่าสัมประสิทธิ์ความร้อนแสงต่ำ ( เมื่อเทียบกับแว่นตา ซิลิเกต และวัสดุของทางเลือกโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานเลเซอร์พลังงานสูง [ 5 ] ( แคมป์เบลและ suratwala ทบทวนการพัฒนา ND ด้วยเลเซอร์แว่นตาฟอสเฟตที่อื่น ๆในหนังสือเล่มนี้ [ 6 ] )เมื่อเร็วๆ นี้ แว่นตาฟอสเฟตได้รับการพัฒนาเพื่อความหลากหลายของการใช้งานพิเศษ ด่าง aluminophosphate องค์ประกอบมีอุณหภูมิคล้ายแก้วภายใต้ 400 ° C และความร้อน สัมประสิทธิ์การขยายตัวมากกว่า 150 × 10 − 7 / ∘ C และใช้ตราประทับพิเศษลึกลับ [ 7 ] องค์ประกอบทางเคมีฟอสเฟตจะทนทานได้ภายใต้อุณหภูมิ 400 องศา C และการประมวลผลสามารถเกิดขึ้นกับโพลิเมอร์ที่อุณหภูมิสูง บริษัทผลิตผิดปกติอินทรีย์ / อนินทรีย์พอลิเมอร์ [ 8 ] เคมีความทนทานและการประมวลผลอุณหภูมิต่ำแว่นตาเหล็กฟอสเฟตได้นำไปสู่การพัฒนาของพวกเขาเป็นขยะนิวเคลียร์โยธา [ 9 ] แก้วฟอสเฟตมีการใช้งานทางชีวภาพและแก้วเซรามิค [ 10 ] แพทย์และลิเธียมฟอสเฟต amorphous [ 11 ] และแว่นตา [ 12 ] มีฟอสฟอรัส oxynitride รวดเร็วไอออนไฟฟ้าที่ให้ประโยชน์ในฐานะที่เป็นสถานะของแข็งคุณสมบัติที่ทำให้ฟอสเฟตแว่นตาสำหรับผู้สมัครโปรแกรมแตกต่างกันมากเกี่ยวข้องกับโครงสร้างระดับโมเลกุลของพวกเขา มีรีวิวที่ยอดเยี่ยมของการศึกษาโครงสร้างในแว่นตาฟอสเฟต รวมทั้งรถตู้ wazer [ 2 ] จาก [ 13 ] และ มาร์ติน [ 14 ] ตั้งแต่ปี 1991 ของมาร์ตินทบทวนการจัดการที่ดีของข้อมูลโครงสร้างใหม่เกี่ยวกับแว่นตาฟอสเฟต ได้รับรายงานว่า ครั้งแรก , โครงสร้างของรัส ultraphosphate องค์ประกอบได้รับการกำหนดเป็นโครงสร้างขององค์ประกอบมีฟอสเฟตต่ำมาก ( < 40 โมล % P2O5 ) เนื้อหา ตรวจสอบโครงสร้างใหม่รวมทั้งของแข็งแม่เหล็กนิวเคลียร์ ( NMR ) spectroscopy , สเปกโทรสโกปีการดูดกลืนรังสีเอกซ์ ( xas ) และการวิเคราะห์การเลี้ยวเบนนิวตรอนได้ให้รายละเอียดเกี่ยวกับข้อตกลงในการเป็นแว่นจากด่างและด่างฟอสเฟตธรรมดาโลก ผ่านที่ซับซ้อนมากขึ้นและมีประโยชน์ มีแว่นตาองค์ประกอบ . การศึกษาล่าสุดนี้ตีพิมพ์ตั้งแต่ปี 1991 โดยเฉพาะจะเน้นในรีวิวนี้