本文選題：碲基玻璃 + 光學(xué)材料��； 參考：《浙江大學(xué)》2015年博士論文

【摘要】：碲基玻璃由于其優(yōu)秀的中遠(yuǎn)紅外透過性能在最近幾十年得到了越來越多的關(guān)注。碲基玻璃和光纖即可在太空探索中用于監(jiān)測系外行星大氣中可能存在的生命跡象,也可在日常生活中用于分析鑒定生物化學(xué)分子。同時(shí),碲基玻璃由于本征低導(dǎo)熱率和高塞貝克系數(shù),也是新型熱電材料的良好候選材料。本文重點(diǎn)開展了穩(wěn)定的碲基玻璃和光纖制備技術(shù)的研究,制備了應(yīng)用于歐洲航天局達(dá)爾文項(xiàng)目第二紅外窗口(12μm-18μm)的單模光纖,研究了玻璃組成、制備工藝對碲基玻璃和光纖的熱穩(wěn)定性、光學(xué)性能和熱電性能的影響規(guī)律,探討了碲基玻璃光纖作為中遠(yuǎn)紅外傳感探頭以及碲基玻璃作為新型低溫?zé)犭姴牧系臐撛趹?yīng)用價(jià)值。為了監(jiān)測類地行星以及分析外星生命存在的可能性,歐洲航天局達(dá)爾文項(xiàng)目要求制備用于探測系外行星大氣中可能存在的H20 (6μm)、O3 (9μm)以及CO2 (15μm)振動(dòng)吸收峰的紅外單模光纖,目前已成功制備了應(yīng)用于第一窗口(6μm-12μm)的Te-As-Se單模光纖。本文主要研制對應(yīng)第二紅外窗口(12μm-18μm)的單模光纖,通過兩步提純技術(shù)和二氧化硅毛細(xì)管模制法制備高品質(zhì)的Te-Ge-Se光纖預(yù)制棒,再經(jīng)光纖拉制制備了纖芯直徑為20 gm的TGS3/TGS5光纖,其紅外透過窗口為3 gm至16μm,最小光學(xué)損耗為7.3 dB·m-1,輸出光強(qiáng)度遵循高斯分布,為單模傳導(dǎo)。研究了Ag、I和AgI等對GeTe4玻璃熱穩(wěn)定性、密度、電子導(dǎo)電和離子導(dǎo)電等性能的影響規(guī)律,制備了一系列(GeTe4)100-xMx(M為Ag，，I,或AgI)玻璃。其中,(GeTe4)100-xAgIx玻璃的紅外透過窗口可以達(dá)到35μm。此玻璃既可以作為光纖應(yīng)用于中紅外區(qū),也可以作為透鏡應(yīng)用于遠(yuǎn)紅外區(qū),是非常有應(yīng)用前景的紅外材料。在此基礎(chǔ)上,制備了Te-Ge-AgI低損耗單指數(shù)光纖并研究了Te-Ge-AgI玻璃在紅外傳感領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)。通過在光纖拉制過程中調(diào)整瞬時(shí)拉制速度制備了具有不同直徑的Te-Ge-AgI錐形光纖,用于二氯甲烷,氯仿和甲苯在2μm至16gm波長范圍內(nèi)紅外光譜的測試。錐形光纖的紅外傳感截止波長為16μm,隨著傳感區(qū)域直徑的減小,光纖的靈敏度明顯增強(qiáng),Te-Ge-AgI光纖的甲苯濃度檢測下限達(dá)到0.5 vol.%。此外,對小牛血清、牛奶、黃油和汽油等復(fù)雜有機(jī)系統(tǒng)的紅外光譜測定表明,Te-Ge-AgI光纖紅外傳感器,由于其簡易性和高效性,可以在食品安全、醫(yī)藥、能源和日常生活相關(guān)的其他領(lǐng)域?qū)瘜W(xué)和生物分子進(jìn)行定性和定量分析。研究了不同金屬摻雜對碲基玻璃熱穩(wěn)定性和電導(dǎo)率的影響規(guī)律,通過在玻璃中引入Cu元素可使其電導(dǎo)率增加幾個(gè)數(shù)量級,其中,(Tea5Se15)4sAs30Cu25玻璃兼具良好的熱穩(wěn)定性(△T=99℃)和低電阻率(ρ=35 Ω·cm)。采用放電等離子燒結(jié)技術(shù)將碲基玻璃與P型低溫?zé)犭姴牧螧i0.5Sb1.5Te3復(fù)合,制備了(Te85Se15)45As30Cu25/Bi0.5Sb1.5Te3新型低溫?zé)犭姴牧?測試了其電阻率、塞貝克系數(shù)、熱電導(dǎo)等性能,計(jì)算了材料的品質(zhì)因數(shù)ZT。室溫下Bi0.5Sb1.5Te3含量為30%和50%的復(fù)合材料的ZT值約為0.18。隨著溫度升高,ZT值進(jìn)一步增加,并在413K分別達(dá)到0.365和0.313。
[Abstract]:In this paper , the effects of glass composition and preparation process on thermal stability , optical properties and thermal properties of Te - As - Se are studied . Because of its simplicity and efficiency , the qualitative and quantitative analysis of chemical and biological molecules can be carried out in other fields related to food safety , medicine , energy and daily life . The influence of different metal doping on thermal stability and electrical conductivity of tellurium - based glass is studied . The conductivity of the glass is increased by several orders of magnitude by introducing Cu element into the glass , where ( 偽 5Se15 ) 4sAs30Cu25 glass has good thermal stability ( 鈻

本文編號(hào)：1864289