簡述
偏硼酸鋇（Barium metaborate）是一種化學(xué)式Ba(BO?)?的化合物，簡稱BBO，具有兩種同質(zhì)異構(gòu)體，即高溫相偏硼酸鋇(α-BBO)和低溫相偏硼酸鋇(β-BBO)[1]。在這兩種異構(gòu)體中，只有低溫相偏硼酸鋇存在倍頻效應(yīng)，是一種優(yōu)異的非性性光學(xué)材料，其有效倍頻系數(shù)高，透過波段寬(可至200 nm紫外區(qū))，損傷閾值高等優(yōu)點(diǎn)。常溫下，偏硼酸鋇表現(xiàn)為白色斜方晶系粉末，微溶于水，易溶于鹽酸，具有防銹、抗粉化、耐高溫、防火及防霉性能。綜合來說，偏硼酸鋇可作為激光倍頻，光參量放大，光參量振蕩的理想材料，市場需求量大，經(jīng)濟(jì)價值高[2]。
制備方法
文獻(xiàn)公開了一種偏硼酸鋇納米粉體的制備方法，其步驟為：A，稱取摩爾比為1:2的氫氧化鋇與硼酸，在室溫條件下混勻，研磨至由固狀變?yōu)闈駹?，再由濕狀變?yōu)檎吵頎睿缓笤倮^續(xù)研磨1～1.5h；B，上步所得產(chǎn)物經(jīng)烘干和/或晾干和/或焙燒，得不同晶態(tài)的低溫相偏硼酸鋇納米粉體。該發(fā)明采用低溫固態(tài)反應(yīng)的方法，以氫氧化鋇和硼酸為原料，僅需研磨一步反應(yīng)制得偏硼酸鋇，無需添加任何溶劑，表面活性劑和沉淀劑，無需抽濾，減壓干燥，離心分離等操作步驟，直接實(shí)現(xiàn)了原料完全轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物，低能耗，低成本，對環(huán)境無污染，符合綠色化學(xué)的要求[3]。
應(yīng)用
綜合文獻(xiàn)研究，偏硼酸鋇的應(yīng)用非常廣泛，其不僅可用作添加型阻燃劑，還可用于陶瓷、造紙、橡膠和塑料等工業(yè)中。下面，就該物質(zhì)的部分應(yīng)用實(shí)例展開詳細(xì)介紹：
實(shí)例一
高壓強(qiáng)電場測量技術(shù)領(lǐng)域制備了一種基于角度光偏置的偏硼酸鋇晶體電場傳感器。具體地，采用偏硼酸鋇晶體作為電場傳感器的傳感材料，在晶體定軸切割過程中控制晶體c光軸與通光面法線方向成一個較小角度，該角度根據(jù)選用的激光源的波長，偏硼酸鋇晶體在該波長下的折射率，以及晶體通光方向的長度來確定。利用偏硼酸鋇晶體近軸光束的自然雙折射產(chǎn)生靜態(tài)光波相位偏置，實(shí)現(xiàn)電場的線性傳感。該方法制備得到的電場傳感器，可以測量電場強(qiáng)度的幅值，還可以測量電場的頻率，相位等信息，是一種時域測量電場傳感器，而且具有測量靈敏度較高，響應(yīng)速度快，測量范圍和頻率范圍寬，結(jié)構(gòu)更簡單，穩(wěn)定性好，對待測電場的干擾小等優(yōu)點(diǎn)[4]。
實(shí)例二
熒光化學(xué)領(lǐng)域則公開了一種基于偏硼酸鋇的熒光粉的制備方法和應(yīng)用。制備方法步驟為：(1)將銪源或鋱?jiān)磁c鋇源，硼源混合均勻，B，Ba與RE的摩爾比2:13x:2x；其中RE為Eu或Tb，0<x<0.2。(2)將步驟(1)的混合物料，在200～500℃進(jìn)行一次預(yù)焙燒一段時間后，再升溫至500～600℃進(jìn)行二次預(yù)焙燒，冷卻后獲得預(yù)燒產(chǎn)物。(3)將預(yù)燒產(chǎn)物研磨后在650～950℃進(jìn)行一次焙燒一段時間，降溫研磨，在升溫至650～950℃進(jìn)行二次焙燒一段時間，即可獲得基于偏硼酸鋇的熒光粉。通過該方法可以成功制備摻雜銪離子或鋱離子的BaB2O4熒光粉，且該熒光粉具有較高的發(fā)光效率[5]。
彩色錐形輻射特性研究
彩色錐形輻射是超短脈沖激光在非線性介質(zhì)中傳輸時產(chǎn)生的一種特殊的非線性現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)研究了飛 秒脈沖激光誘導(dǎo)偏硼酸鋇(BBO)晶體產(chǎn)生的彩色錐形輻射現(xiàn)象，建立了彩色錐形輻射產(chǎn)生的物理模型，模擬了輻射角與波長的變化，分析了彩色錐形輻射的光譜 特性。實(shí)驗(yàn)獲得清晰的彩色錐形輻射圖樣，觀測了抽運(yùn)光入射角，光強(qiáng)度對彩色錐形輻射的影響。減小抽運(yùn)光強(qiáng)與增大入射角，均導(dǎo)致錐形輻射外環(huán)產(chǎn)生明顯的紅 移。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與理論模擬相吻合，進(jìn)一步表明彩色錐形輻射源于二次諧波的自發(fā)參量轉(zhuǎn)換[6]。
參考文獻(xiàn)
[1]張亨,張漢宇.無機(jī)晶體光學(xué)材料偏硼酸鋇合成研究進(jìn)展[J].上海化工, 2012, 37(4):4.DOI:10.3969/j.issn.1004-017X.2012.04.006.
[2]周有福,許顏清,陳長章,等.沉淀法制備低溫相偏硼酸鋇納米粉體[C]//中國化學(xué)會第十屆膠體與界面化學(xué)會議.0.DOI:ConferenceArticle/5aa4c3c4c095d72220cedb0f.
[3]丁士文,蔡巧芬.一種偏硼酸鋇納米粉體的制備方法:CN201010295075.9[P].
[4]曾嶸,李長勝,王博,等.基于角度光偏置的偏硼酸鋇晶體電場傳感器的制備方法:CN201210466063.7[P].
[5]李志華,馬惠云,李娜,等.一種基于偏硼酸鋇的熒光粉及制備方法和應(yīng)用:CN201810026651.6[P].
[6]尹娟娟,俞侃,包佳祺.偏硼酸鋇晶體中彩色錐形輻射特性的研究[J].中國激光, 2013(11):6.DOI:10.3788/CJL201340.1102007.