硫系紅外玻璃的微晶化及精密模壓成型.pdf

1、在紅外2～15μm、波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)，硫系紅外玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性好、紅外透過(guò)率高，而且可利用模壓成型技術(shù)一次成型出滿足要求的紅外光學(xué)元件，生產(chǎn)效率高，加工成本低，因此在紅外激光功率傳輸，熱成像和化學(xué)傳感等領(lǐng)域有著很廣泛的應(yīng)用，越來(lái)越受到人們的關(guān)注。力學(xué)性能的改善是拓展硫系玻璃應(yīng)用的關(guān)鍵，本文通過(guò)對(duì)Ge23Se67Sb10硫系紅外玻璃進(jìn)行微晶化處理制備紅外玻璃陶瓷來(lái)提高其力學(xué)性能。通過(guò)X射線衍射分析、傅利葉紅外光譜分析、示差掃描量熱分析、掃描電子

2、顯微分析、顯微維氏硬度分析、熱膨脹分析等方法，對(duì)Ge23Se67Sb10玻璃的結(jié)構(gòu)、性能及其微晶化工藝進(jìn)行了系統(tǒng)研究，同時(shí)對(duì)該硫系玻璃的精密模壓工藝進(jìn)行了初探。
　　 本研究通過(guò)熔融法制備出了Ge23Se67Sb10硫系玻璃，這種玻璃在紅外區(qū)2-15μm范圍內(nèi)紅外透過(guò)率可以達(dá)到58％左右，原始的Ge23Se67Sb10玻璃成分中含有微量雜質(zhì)會(huì)在2-15μm范圍內(nèi)形成許多非本征吸收帶，經(jīng)過(guò)加入微量元素Al可以消除大部分雜質(zhì)吸收，但

3、是在4.2μm(2380cm-1)和4.55μm(2190cm-1)處仍然有雜質(zhì)吸收峰，所對(duì)應(yīng)的官能團(tuán)為Se-H或H2Se。利用差熱分析測(cè)出Ge23Se67Sb10玻璃的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度Tg、開(kāi)始析晶溫度T0及析晶峰溫度Tp分別為285.30℃、437.45℃、457.16℃；在不同載荷下，由于壓痕尺寸效應(yīng)，Ge23Se67Sb10硫系玻璃的顯微硬度隨著所加載荷的增大先增大后減小，在載荷為25g時(shí)其顯微維氏硬度達(dá)到最大值199.1 Kg/

4、mm2：通過(guò)熱膨法得出在25～200℃溫度區(qū)間，Ge23Se67Sb10玻璃的熱膨脹系數(shù)為15.96×10-6K-1。通過(guò)微晶化處理可以獲得光學(xué)性能與力學(xué)性能兼顧的硫系紅外玻璃，研究表明合適的微晶化制度為310m2×40h，微晶玻璃在2μm～15μm波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)的透過(guò)率高達(dá)50％；維氏顯微硬度為251.5 kg/mm2，比原樣提高了26％；線性熱膨脹系數(shù)達(dá)到9.35×10-6K-1，降低為原樣的41％。通過(guò)精密模壓技術(shù)，獲得了表面質(zhì)量良好