化合物一氟化四硼酸钠和一氟化四硼酸钠非线性光学晶体及制备方法和用途技术

本发明专利技术提供一种化合物一氟化四硼酸钠和一氟化四硼酸钠非线性光学晶体及制备方法和用途，所述化合物的化学式为NaB4O6F，分子量为181.23，采用固相合成法或真空封装法制成；该晶体的化学式为NaB4O6F，分子量为181.23，属于单斜晶系，空间群为C2，晶胞参数为a=11.391(9)Å，b=6.521(5)Å，c=8.030(6)Å，α=90°，β=114.183(9)°，γ=90°，单胞体积为544.2(7)Å3，晶体的倍频效应约为KH2PO4(KDP)的1倍，紫外吸收边短于190nm，采用熔体法，高温熔液法，真空封装法，水热法或室温溶液法生长晶体，该晶体的化学稳定性好，可作为紫外、深紫外非线性光学晶体在全固态激光器中获得应用。

Compound fluorinated four sodium borate and NF four borate nonlinear optical crystal and preparation method and use thereof

The invention provides a nonlinear optical crystal and a preparation method and use of a compound of four sodium borate and one fluorinated sodium borate. The chemical formula of the compound is NaB4O6F, the molecular weight is 181.23, the solid phase synthesis or vacuum encapsulation method is used. The chemical formula of the crystal is NaB4O6F, the molecular weight is 181.23, and it belongs to monoclinic. The crystal system, the space group is C2, the cell parameters are a=11.391 (9), b=6.521 (5), c=8.030 (6), alpha =90, =114.183 (9), =90 degree, and the cell volume is 544.2 (7) 3. The frequency doubling effect of the crystal is 1 times of KH2PO4 (KDP), the ultraviolet absorption edge is shorter than 190nm, and the melt method, the high temperature melt method, the vacuum encapsulation method, the hydrothermal method or the hydrothermal method are used. The crystal is grown at room temperature. The crystal has good chemical stability and can be used as an ultraviolet and deep ultraviolet nonlinear optical crystal in all solid state lasers.

【技术实现步骤摘要】
化合物一氟化四硼酸钠和一氟化四硼酸钠非线性光学晶体及制备方法和用途
本专利技术涉及一种化合物一氟化四硼酸钠NaB4O6F和一氟化四硼酸钠NaB4O6F非线性光学晶体及制备方法和用途。
技术介绍
深紫外非线性光学晶体能够利用其频率转换性质将近红外、可见等波段的激光转换成波长小于200nm的深紫外激光，在医疗、通讯、科学研究等领域具有重要应用价值。众所周知，目前唯一实用化的深紫外非线性光学晶体是我国科学家专利技术的KBe2BO3F2(KBBF)晶体，该晶体具有层状生长习性，生长大尺寸晶体困难，一定程度上限制了其应用。因此制备合成综合性能优异的新型深紫外非线性光学晶体材料具有重要意义和实用价值。本专利技术在此前的研究中，已有化合物氟硼酸铵NH4B4O6F和氟硼酸铵NH4B4O6F非线性光学晶体(专利申请号201611128283.3)，化合物氟硼酸铷和氟硼酸铷非线性光学晶体及制备方法和用途(专利申请号201710215347.1)，化合物氟硼酸铯和氟硼酸铯非线性光学晶体及制备方法和用途(专利申请号201710215337.8)化合物氟硼酸钠和氟硼酸钠双折射晶体及制备方法和用途(专利申请号201610932882.4)，化合物氟硼酸铯铷和氟硼酸铯铷非线性光学晶体及制备方法和用途(专利申请号201710845438.3)，以及化合物氟硼酸铯钾和氟硼酸铯钾非线性光学晶体及制备方法和用途(专利申请号201710845730.5)六个相关专利。本专利技术与以上六个专利的主要区别在于，本专利技术所述的化合物NaB4O6F空间群为C2，属于单斜晶系。此外，生长习性、生长工艺关键参数，晶体线性和非线性光学性能等均与前六者不同。
技术实现思路
本专利技术目的在于，提供一种化合物一氟化四硼酸钠，该化合物的化学式为NaB4O6F，分子量为181.23，采用固相反应法或真空封装法制备。本专利技术的另一个目的在于，提供一氟化四硼酸钠NaB4O6F非线性光学晶体，该晶体的化学式为NaB4O6F，分子量为181.23，属于单斜晶系，空间群为C2，晶胞参数为α＝90°，β＝114.183(9)°，γ＝90°，单胞体积为本专利技术再一个目的在于，提供一氟化四硼酸钠NaB4O6F非线性光学晶体的制备方法，采用熔体法，高温熔液法，真空封装法，水热法或室温溶液法生长晶体。本专利技术又一个目的在于，提供一氟化四硼酸钠NaB4O6F非线性光学晶体的用途。本专利技术所述的一种化合物一氟化四硼酸钠，该化合物的化学式为NaB4O6F，分子量为181.23，采用固相合成法或真空封装法制成。所述化合物一氟化四硼酸钠的制备方法，其特征在于采用固相合成法或真空封装法制备，具体操作按下列步骤进行：所述固相合成法制备化合物一氟化四硼酸钠：将含Na化合物、含B化合物和含F化合物按摩尔比Na∶B∶F＝1∶4∶1混合均匀，装入铂金坩埚，置于马弗炉中升温至350-600℃，恒温24-120小时，即得到化合物NaB4O6F，其中所述含Na化合物为NaF、NaOH、Na2CO3、NaNO3、NaHCO3或NaBF4；含B化合物为H3BO3、B2O3、NaBF4；含F为化合物NaF或NaBF4；所述真空封装法制备化合物一氟化四硼酸钠：将含Na化合物、含B化合物和含F化合物按摩尔比Na∶B∶F＝1∶4∶1混合均匀，装入石英管中，将石英管抽真空，真空度达到1×10-3Pa，高温密封后置于马弗炉中，以温度5-10℃/h的速率升温至350-600℃，恒温24-120小时，即得到化合物NaB4O6F，其中所述含Na化合物为NaF、NaOH、Na2CO3、NaNO3、NaHCO3或NaBF4；含B化合物为H3BO3、B2O3、NaBF4；含F为化合物NaF或NaBF4；一种一氟化四硼酸钠非线性光学晶体，该晶体的化学式为NaB4O6F，分子量为181.23，属于单斜晶系，空间群为C2，晶胞参数为α＝90°，β＝114.183(9)°，γ＝90°，单胞体积为所述一氟化四硼酸钠非线性光学晶体的制备方法，采用熔体法，高温熔液法，真空封装法，水热法或室温溶液法生长晶体；所述熔体法生长一氟化四硼酸钠非线性光学晶体的具体操作按下列步骤进行：a、将含Na化合物、含B化合物和含F化合物按摩尔比Na∶B∶F＝1∶4∶1混合均匀，装入铂金坩埚，置于马弗炉中升温至500-600℃，恒温24-120小时，即得到化合物NaB4O6F多晶粉末，其中所述含Na化合物为NaF、NaOH、Na2CO3、NaNO3、NaHCO3或NaBF4；含B化合物为H3BO3、B2O3、NaBF4；含F为化合物NaF或NaBF4；b、将步骤a制备的合物NaB4O6F多晶粉末装入铂金坩埚，置于马弗炉中，升温至500-700℃，恒温10-120小时，得到混合熔体；c、将步骤b得到的混合熔体以0.1-2℃/h的速率缓慢降至300℃，再以5-10℃/h的速率快速降温至室温，得到NaB4O6F籽晶；d、采用提拉法在化合物熔体中生长晶体：将步骤c得到的籽晶固定于籽晶杆上，从步骤b制得的混合熔体的上方下籽晶，通过晶体生长控制仪施加2-20rpm的晶转，以1-10mm/天的速度提拉籽晶，同时以0.1-10℃/h的速率降温，待晶体生长停止后，即得到NaB4O6F非线性光学晶体；或用泡生法在化合物熔体中生长晶体：将步骤c得到的籽晶固定于籽晶杆上，从步骤b制得的熔体的上方下籽晶，以0.1-10℃/h的速率降温，使晶体生长5-15小时，缓慢提升晶体，继续生长，如此重复，待晶体生长停止后，即得到NaB4O6F非线性光学晶体；或用坩埚下降法在化合物熔体中生长晶体：将步骤c制备的籽晶放在坩埚底部，再将步骤a制备的化合物NaB4O6F多晶放入坩埚中，然后将铂金坩埚密封，将生长炉温度升至550-750℃，恒温10-120小时，调整坩埚位置使籽晶微熔，然后以1-10mm/天的速度降低坩埚，同时，保持生长温度不变，或以最快速度3℃/h的降温速率降至350℃，待生长结束后，再以5-10℃/h的速率快速降至室温，即得到NaB4O6F非线性光学晶体；所述高温熔液法生长一氟化四硼酸钠非线性光学晶体的具体操作按下列步骤进行：a、将含Na化合物、含B化合物和含F化合物按摩尔比Na∶B∶F＝1∶4∶1混合均匀，装入铂金坩埚，置于马弗炉中升温至500-650℃，恒温24-120小时，即得到化合物NaB4O6F多晶粉末，其中所述含Na化合物为NaF、NaOH、Na2CO3、NaNO3、NaHCO3或NaBF4；含B化合物为H3BO3、B2O3、NaBF4；含F为化合物NaF或NaBF4；b、将步骤a得到的化合物NaB4O6F多晶粉末与助熔剂按摩尔比1∶0.1-6混合均匀，再装入铂金坩埚中，升温至550-750℃，恒温5-120小时，得到混合熔液，其中所述助溶剂为NaF，H3BO3，B2O3，PbO或PbF2；c、制备籽晶：将步骤b得到的混合熔液置于单晶炉中，以0.1-2℃/h的速率缓慢降至350℃，再以5-10℃/h的速率快速降温至室温，得到NaB4O6F籽晶；d、生长晶体：将步骤c得到的籽晶固定于籽晶杆上，从步骤b制得的混合熔液的上方下籽晶，通过晶体生长控制仪施加2-20rpm的晶转，以0.1-3℃/h的速率降温，待晶体生长本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种化合物一氟化四硼酸钠，其特征在于该化合物的化学式为NaB4O6F，分子量为181.23，采用固相合成法或真空封装法制成。

【技术特征摘要】
1.一种化合物一氟化四硼酸钠，其特征在于该化合物的化学式为NaB4O6F，分子量为181.23，采用固相合成法或真空封装法制成。2.一种如权利要求1所述的化合物一氟化四硼酸钠的制备方法，其特征在于采用固相合成法或真空封装法制备，具体操作按下列步骤进行：所述固相合成法制备化合物一氟化四硼酸钠：将含Na化合物、含B化合物和含F化合物按摩尔比Na∶B∶F＝1∶4∶1混合均匀，装入铂金坩埚，置于马弗炉中升温至350-600℃，恒温24-120小时，即得到化合物NaB4O6F，其中所述含Na化合物为NaF、NaOH、Na2CO3、NaNO3、NaHCO3或NaBF4；含B化合物为H3BO3、B2O3、NaBF4；含F为化合物NaF或NaBF4；所述真空封装法制备化合物一氟化四硼酸钠：将含Na化合物、含B化合物和含F化合物按摩尔比Na∶B∶F＝1∶4∶1混合均匀，装入石英管中，将石英管抽真空，真空度达到1×10−3Pa，高温密封后置于马弗炉中，以温度5-10℃/h的速率升温至350-600℃，恒温24-120小时，即得到化合物NaB4O6F，其中所述含Na化合物为NaF、NaOH、Na2CO3、NaNO3、NaHCO3或NaBF4；含B化合物为H3BO3、B2O3、NaBF4；含F为化合物NaF或NaBF4。3.一种一氟化四硼酸钠非线性光学晶体，其特征在于该晶体的化学式为NaB4O6F，分子量为181.23，属于单斜晶系，空间群为C2，晶胞参数为a=11.391(9)Å，b=6.521(5)Å，c=8.030(6)Å，α=90°，β=114.183(9)°，γ=90°，单胞体积为544.2(7)Å3。4.一种如权利要求3所述的一氟化四硼酸钠非线性光学晶体的制备方法，其特征在于采用熔体法，高温熔液法，真空封装法，水热法或室温溶液法生长晶体；所述熔体法生长一氟化四硼酸钠非线性光学晶体的具体操作按下列步骤进行：a、将含Na化合物、含B化合物和含F化合物按摩尔比Na∶B∶F＝1∶4∶1混合均匀，装入铂金坩埚，置于马弗炉中升温至500-600℃，恒温24-120小时，即得到化合物NaB4O6F多晶粉末，其中所述含Na化合物为NaF、NaOH、Na2CO3、NaNO3、NaHCO3或NaBF4；含B化合物为H3BO3、B2O3、NaBF4；含F为化合物NaF或NaBF4；b、将步骤a制备的合物NaB4O6F多晶粉末装入铂金坩埚，置于马弗炉中，升温至500-700℃，恒温10-120小时，得到混合熔体；c、将步骤b得到的混合熔体以0.1-2℃/h的速率缓慢降至300℃，再以5-10℃/h的速率快速降温至室温，得到NaB4O6F籽晶；d、采用提拉法在化合物熔体中生长晶体：将步骤c得到的籽晶固定于籽晶杆上，从步骤b制得的混合熔体的上方下籽晶，通过晶体生长控制仪施加2-20rpm的晶转，以1-10mm/天的速度提拉籽晶，同时以0.1-10℃/h的速率降温，待晶体生长停止后，即得到NaB4O6F非线性光学晶体；或用泡生法在化合物熔体中生长晶体：将步骤c得到的籽晶固定于籽晶杆上，从步骤b制得的熔体的上方下籽晶，以0.1-10℃/h的速率降温，使晶体生长5-15小时，缓慢提升晶体，继续生长，如此重复，待晶体生长停止后，即得到NaB4O6F非线性光学晶体；或用坩埚下降法在化合物熔体中生长晶体：将步骤c制备的籽晶放在坩埚底部，再将步骤a制备的化合物NaB4O6F多晶放入坩埚中，然后将铂金坩埚密封，将生长炉温度升至550-750℃，恒温10-120小时，调整坩埚位置使籽晶微熔，然后以1-10mm/天的速度降低坩埚，同时，保持生长温度不变，或以最快速度3℃/h的降温速率降至350℃，待生长结束后，再以5-10℃/h的速率快速降至室温，即得到NaB4O6F非线性光学晶体；所述高温熔液法生长一氟化四硼酸钠非线性光学晶体的具体操作按下列步骤进行：a、将含Na化合物、含B化合物和含F化合物按摩尔比Na∶B∶F＝1∶4∶1混合均匀，装入铂金坩埚，置于马弗炉中升温至500-650℃，恒温24-120小时，即得到化合物NaB4O6F多晶粉末，其中所述含Na化合物为NaF、NaOH、Na2CO3、NaNO3、NaHCO3或NaBF4；含B化合物为H3BO3、B2O3、NaBF4；含F为化合物NaF或NaBF4；b、将步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘世烈，张志忠，王颖，侯雪玲，
申请(专利权)人：中国科学院新疆理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：新疆,65