本发明专利技术涉及一种硼酸铅钡化合物和硼酸铅钡非线性光学晶体及制备方法和用途，属于非线性光学晶体技术领域。技术方案是：该晶体的化学式为Pb0.81Ba8.19B18O36，分子量2063.14，属六方晶系，空间群R32，晶胞参数为a=7.2116(7)Å，c=19.226(4)Å，Z=1，V=865.9(2)Å3，其粉末倍频效应达到KDP的1/3倍，具有较宽的透光范围，透光波段310nm-2600nm。本发明专利技术的积极效果是：采用固相反应法合成化合物及助溶剂法生长晶体，该晶体具有操作简单，成本低，所制晶体尺寸大，生长周期短，包裹体少，机械硬度较大，易于切割、抛光加工和保存，本发明专利技术所述的化合物硼酸铅钡非线性光学晶体在倍频转换、光参量振荡器等非线性光学器件中可以得到广泛应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种硼酸铅钡化合物和硼酸铅钡非线性光学晶体及制备方法和用途，属于非线性光学晶体
技术介绍
非线性光学晶体是重要的光电信息功能材料之一，是光电子技术特别是激光技术的重要物质基础。使用非线性光学晶体，通过倍频、混频、光参量振荡等非线性光学效应，可将有限的激光波长转换成新波段的激光。利用这种技术可以填补各类激光器件发射激光波长的空白光谱区，使激光器得到更广泛的应用。全固态激光系统可以由固体激光器产生近红外激光再经非线性光学晶体进行频率转换来实现，在激光
有巨大的应用前景和经济价值。结构选型在探索无机非线性光学晶体全过程中占有头等重要的地位，并起着“路标”式的关键作用。无论从现有的无机化合物晶体结构数据库中去寻找，或是自行设计新的结构类型，均存在着晶体结构选型的问题，在这方面阴离子基团理论模型均起着重要的理论指导作用。近20年来，人们对硼酸盐新型非线性光学晶体材料的探索，引起了不少国家材料科学家们的重视与兴趣。硼原子核外电子构型为ls22s22p1，价电子数少于价层轨道数，是典型的缺电子原子。硼酸盐化合物种类繁多，结构多样，为探索新型晶体材料提供了一个十分有利的条件，由于硼氧键有利于紫外光透过，使硼酸盐晶体在紫外和蓝绿光谱应用方面，具有独特的优势，现已发现一批性能优异的硼酸盐非线性光学晶体材料，从晶体的硼氧基团结构基元出发，这些晶体的基本结构基元可划分为B3O6，B3O7和BO3三种主要类型。BBO，KBBF，SBBO，TBO，BABO，KABO和YCOB，GdCOB等晶体的硼氧结构基元为BO3基团，而LBO，CBO，CLBO晶体的硼氧结构基元为B3O7基团。目前，国内外科学家仍旧在极力关注着各类新型非线性光学晶体的探索和研究，虽然现有的材料的晶体生长技术已日趋成熟，但仍存在着明显的不足之处:如晶体易潮解、生长周期长、层状生长习性严重及价格昂贵等。因此，寻找和制备新的非线性光学晶体材料仍然是本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种硼酸铅钡化合物和硼酸铅钡非线性光学晶体及制备方法和用途，采用固相反应法合成化合物及助溶剂法生长晶体，操作简单，成本低，所制晶体尺寸大，生长周期短，包裹体少，机械硬度较大，易于切割、抛光加工和保存，应用广泛，解决
技术介绍
中存在的上述问题。本专利技术的技术方案是：一种化合物硼酸铅钡，该化合物的化学式为Pb0.81Ba8.19B18O36，分子量2063.14。一种化合物硼酸铅钡的制备方法，采用固相反应法，按摩尔比Ba:Pb:B:O=8.19:0.81:18:36混合均匀，研磨，放入马弗炉中，升温至400℃，恒温24小时，冷却至室温，得到样品；研磨样品，再升温至750-850℃，恒温48小时；恒温期间，多次研磨样品，最终得到烧结完全的硼酸铅钡化合物单相多晶粉末。一种化合物硼酸铅钡非线性光学晶体，该晶体化学式为Pb0.81Ba8.19B18O36，分子量2063.14，属六方晶系，空间群R32，晶胞参数为a=7.2116(7)?，c=19.226(4)?，Z=1，V=865.9(2)?3。一种化合物硼酸铅钡非线性光学晶体的制备方法，采用固相反应法合成化合物及助熔剂法生长其晶体，具体操作按下列步骤进行：a、采用固相反应法，按摩尔比Ba:Pb:B:O=8.19:0.81:18:36混合均匀，研磨，放入马弗炉中，升温至400℃，恒温24小时，冷却至室温，得到样品；研磨样品，再升温至750-850℃，恒温48小时；恒温期间，多次研磨样品，最终得到烧结完全的硼酸铅钡化合物单相多晶粉末；b、将步骤a制备的硼酸铅钡化合物单相多晶粉末，与助熔剂H3BO3或B2O3混匀，以30℃/h的升温速率将其加热至温度850-900℃，恒温10-20小时，得到Pb0.81Ba8.19B18O36的混合溶液；或直接按摩尔比Ba:Pb:B:O=8.19:0.81:18:36称取制备硼酸铅钡的原料，与助熔剂体系混匀，在温度850-900℃，恒温10-20h，得到Pb0.81Ba8.19B18O36的混合溶液；上述Pb0.81Ba8.19B18O36的混合溶液简称混合溶液；c、将步骤b得到的混合溶液，700-850℃,再将籽晶杆快速伸入液面下，以0.5-10℃/h的速率缓慢降至650-750℃，将籽晶杆提出液面，籽晶杆上会有小晶体聚集，以5-100℃/h的速率降至室温，获得硼酸铅钡Pb0.81Ba8.19B18O36籽晶，简称籽晶；d、在混合溶液中生长晶体：将步骤c获得的籽晶，固定于籽晶杆上，从晶体生长炉顶部下籽晶，先在混合溶液表面上预热籽晶5-60分钟，浸入液面中，使籽晶在混合溶液中进行回熔，恒温5-60分钟，快速降温至饱和温度700-830℃；e、再以0.1-5℃/天的速率缓慢降温，以5-100rpm的转速旋转籽晶杆，待晶体生长结束后，使晶体脱离液面，以1-100℃/小时的速率降至室温，然后将晶体从炉膛中取出，即可获得尺寸为5mm×4mm×5mm的Pb0.81Ba8.19B18O36晶体。所述步骤a中合成化合物硼酸铅钡的含钡原料为BaO、BaCO3、Ba(NO3)2、BaC2O4、Ba(OH)2、Ba(C2H3O2)2或Ba(HCO3)2之一，含铅的原料为PbO,含硼的为H3BO3或B2O3。所述助熔剂的加入量摩尔比为硼酸铅钡:助熔剂＝1:1－4。一种硼酸铅钡非线性光学晶体的用途，硼酸铅钡非线性光学晶体用于制备输出频率变换的激光器。一种硼酸铅钡非线性光学晶体的用途，硼酸铅钡非线性光学晶体用于制备产生倍频谐波光输出的激光光束，激光光束波长为1064nm。一种硼酸铅钡非线性光学晶体的用途，硼酸铅钡非线性光学晶体用于制备紫外区的谐波发生器，光参量与放大器件及光波导器件，从红外到紫外区的光参量与放大器件。本专利技术所述的硼酸铅钡非线性光学晶体，该晶体的化学式为Pb0.81Ba8.19B18O36，分子量2063.14，属六方晶系，空间群R32，晶胞参数为a=7.2116(7)?，c=19.226(4)?，Z=1，V=865.9(2)?3，其粉末倍频效应达到KDP的1/3倍，具有较宽的透光范围，透光波段310nm-2600nm。本专利技术所述的化合物Pb0.81Ba8.19B18O36，采用固相反应法按下列反应式得到化合物Pb0.81Ba8.19B18O36：(1)8.19BaO+0.81PbO+18H3BO3→Pb0.81Ba8.19B18O36+26H2O↑(2)8.19BaCO3+0.81PbO+18H3BO3→Pb0.81Ba8.19B18O36+8.19CO2↑+26H2O↑(3)8.19Ba(NO3)2+0.81PbO+18H3BO3→Pb0.81Ba8.19B18O36+8.19NO2↑+8.19NO↑+26H2O↑(4)8.19Ba(OH)2+0.81PbO+18H3BO3→Pb0.81Ba8.19B18O36+34.19H本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种化合物硼酸铅钡，其特征在于：该化合物的化学式为Pb0.81Ba8.19B18O36，分子量2063.14。
【技术特征摘要】
1.一种化合物硼酸铅钡，其特征在于：该化合物的化学式为Pb0.81Ba8.19B18O36，分子量2063.14。
2.一种化合物硼酸铅钡的制备方法，其特征在于：采用固相反应法，按摩尔比Ba:Pb:B:O=8.19:0.81:18:36混合均匀，研磨，放入马弗炉中，升温至400℃，恒温24小时，冷却至室温，得到样品；研磨样品，再升温至750-850℃，恒温48小时；恒温期间，多次研磨样品，最终得到烧结完全的硼酸铅钡化合物单相多晶粉末。
3.一种化合物硼酸铅钡非线性光学晶体，其特征在于：该晶体化学式为Pb0.81Ba8.19B18O36，分子量2063.14，属六方晶系，空间群R32，晶胞参数为a=7.2116(7)?，c=19.226(4)?，Z=1，V=865.9(2)?3。
4.一种化合物硼酸铅钡非线性光学晶体的制备方法，其特征在于采用固相反应法合成化合物及助熔剂法生长其晶体，具体操作按下列步骤进行：
a、采用固相反应法，按摩尔比Ba:Pb:B:O=8.19:0.81:18:36混合均匀，研磨，放入马弗炉中，升温至400℃，恒温24小时，冷却至室温，得到样品；研磨样品，再升温至750-850℃，恒温48小时；恒温期间，多次研磨样品，最终得到烧结完全的硼酸铅钡化合物单相多晶粉末；
b、将步骤a制备的硼酸铅钡化合物单相多晶粉末，与助熔剂H3BO3或B2O3混匀，以30℃/h的升温速率将其加热至温度850-900℃，恒温10-20小时，得到Pb0.81Ba8.19B18O36的混合溶液；
或直接按摩尔比Ba:Pb:B:O=8.19:0.81:18:36称取制备硼酸铅钡的原料，与助熔剂体系混匀，在温度850-900℃，恒温10-20h，得到Pb0.81Ba8.19B18O36的混合溶液；
上述Pb0.81Ba8.19B18O36的混合溶液简称混合溶液；
c、将步...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘剑，
申请(专利权)人：唐山学院，
类型：发明
国别省市：河北;13
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