發(fā)布時(shí)間：2021-06-28 08:24

　　As40Se60硫系玻璃的光譜透過(guò)涵蓋1.0～12μm波段,是一種應(yīng)用廣泛的紅外材料,其性能與制備技術(shù)成為紅外材料的研究焦點(diǎn)。黏度與溫度的關(guān)系是制定玻璃生產(chǎn)和加工工藝的重要依據(jù)。作為一種新型非氧化物玻璃,As40Se60硫系玻璃黏溫特性的研究對(duì)于認(rèn)知材料物性,調(diào)控生產(chǎn)工藝,實(shí)現(xiàn)As40Se60硫系玻璃的商業(yè)化應(yīng)用具有重要意義。本文利用熔融淬冷法制備了 As40Se60硫系玻璃,對(duì)其固態(tài)到液態(tài)的黏度進(jìn)行測(cè)試,擬合測(cè)得的黏溫?cái)?shù)據(jù),得出了 As40Se60硫系玻璃的黏溫方程和動(dòng)力學(xué)強(qiáng)弱性指數(shù),根據(jù)黏溫方程和特征黏度點(diǎn)計(jì)算了對(duì)應(yīng)的溫度,并對(duì)這些特征黏度點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度的準(zhǔn)確性進(jìn)行了研究論證,進(jìn)而優(yōu)化、確定As40Se60硫系玻璃的熔制、模壓成型、退火等關(guān)鍵工藝參數(shù)。研究結(jié)果如下:（1）采用纖維伸長(zhǎng)法、平板旋轉(zhuǎn)法、圓筒旋轉(zhuǎn)法系統(tǒng)測(cè)試了 As40Se60硫系玻璃由液態(tài)、固熔態(tài)到固態(tài)全溫度范圍的黏度;計(jì)算了動(dòng)力學(xué)強(qiáng)弱性為39,為中等強(qiáng)度熔體;根據(jù)拉曼光譜,As40Se60硫系玻璃的黏度變化與[-Se-As-Se-]鏈狀結(jié)構(gòu)之間的距離和范德華力具有重要的聯(lián)系。（2）擬合結(jié)果證實(shí)VFT方程對(duì)測(cè)得的黏度-溫度點(diǎn)... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

硫系玻璃的應(yīng)用領(lǐng)域Fig.1-1Applicationofchalcogenideglass

中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院碩士學(xué)位論文4（a）（b）圖1-2硫系玻璃黏度測(cè)試方法統(tǒng)計(jì)圖和黏度-溫度模型曲線：（a）黏度測(cè)試方法統(tǒng)計(jì)圖[31]，（b）黏度-溫度曲線Fig.1-2Viscositytestmethodandviscosity-temperaturecurveofchalcogenideglass:(a)statisticaldiagramoftheviscositytestmethod;(b)viscosity-temperaturecurve由于硫系玻璃在ab段測(cè)試黏度時(shí)存在蒸汽壓力大、化學(xué)活性高、原料揮發(fā)難以控制、高溫下易發(fā)生氧化等問(wèn)題，采用傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)法測(cè)試的黏度數(shù)據(jù)的精確性將無(wú)法保證，因此Rialland和Perron[34]等人嘗試從內(nèi)襯材料、黏度計(jì)結(jié)構(gòu)以及轉(zhuǎn)子材質(zhì)等多方面著手，在1976年開發(fā)出一種旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)用于Se硫系玻璃黏度的測(cè)試，在減緩Se的揮發(fā)，解決硒熔體高溫氧化等問(wèn)題效果顯著。在1982年，Perron[35]嘗試將改進(jìn)的旋轉(zhuǎn)法用于測(cè)試研究Se熔體和摻雜Se熔體的黏度變化，證實(shí)了在10-2.0～108.0Pa·s黏度范圍內(nèi)，該方法對(duì)硫系玻璃而言是一種有效的測(cè)試方法。近年來(lái)利用旋轉(zhuǎn)法的原理制造的旋轉(zhuǎn)流變儀成為硫系玻璃高溫黏度測(cè)試用的主要設(shè)備，該儀器通過(guò)高純的惰性氣氛保證測(cè)試環(huán)境，通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)振幅、旋轉(zhuǎn)頻率以及轉(zhuǎn)子形狀，依據(jù)不同轉(zhuǎn)子黏度計(jì)算方法，滿足不同黏度范圍測(cè)試條

ebber和Savage[36]將平板壓縮法成功用于Ge-As-Se和Ge-Sb-Se兩個(gè)系統(tǒng)硫系玻璃在106.0~108.5Pa·s范圍的黏度測(cè)試，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)玻璃證實(shí)測(cè)試的精度在對(duì)數(shù)量級(jí)上的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.035，1996年Senapati等[42]采用該方法獲取了Ge-Se和Ge-Sb-Se兩個(gè)系統(tǒng)硫系玻璃在106.0~l09.0Pa·s范圍的黏溫?cái)?shù)據(jù)，并證明測(cè)試偏差在12℃以內(nèi)。2001年，Bourhis等[43]采用平板法測(cè)試了Ge22As20Se58硫系玻璃在109.0～1013.0Pa·s范圍的黏度，在樣品和石英之間加入了鉑金薄片和氮化硼粉末，以減少玻璃形變時(shí)與石英之間的內(nèi)摩擦力對(duì)黏度測(cè)試的影響，測(cè)試數(shù)據(jù)見圖1-3。從圖中看出大于1012.0Pa·s的黏度數(shù)據(jù)（實(shí)線部分）低于預(yù)期的黏度數(shù)據(jù)（圖中虛線部分），作者認(rèn)為是在該黏度范圍內(nèi)加熱速率無(wú)法在玻璃體內(nèi)獲得穩(wěn)定的熱流狀態(tài)，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果偏低。圖1-3平板壓縮法測(cè)試獲得Ge22As20Se58硫系玻璃的黏溫曲線Fig.1-3SchematicdiagramoftheparallelplatemethodandtemperaturedependenceofviscosityforGe22As20Se58chalcogenideglass目前國(guó)際上主要采用微穿透法用于硫系玻璃bc和cd兩段范圍的黏度測(cè)試[42-47]。該方法以Kotál團(tuán)隊(duì)[44-48]為代表，該團(tuán)隊(duì)在硫系玻璃黏溫特性測(cè)試以及研究方面做出了杰出的貢獻(xiàn)。他們?cè)?999年率先采用微穿透法獲取了GexS1x硫系玻璃在107.0~1013.0Pa·s范圍黏溫特性曲線；2005年[45]，對(duì)Ge10Se90硫系玻璃低溫黏度進(jìn)行了測(cè)試；2015年[46]，對(duì)二元Se-Te（5、10、20、30at.%Te）硫系玻璃的黏度進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試方法都為微穿透法。Kotál等人的研究表明該方法測(cè)試硫系玻璃的黏度在對(duì)數(shù)量級(jí)上的精度在±0.1以內(nèi)，測(cè)試的黏度范圍為105.0~l013.0

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]硫系玻璃動(dòng)力學(xué)強(qiáng)弱性評(píng)測(cè)方法[J]. 陳振,顧少軒,陶海征,唐博博,何蓉,趙仲勛,梁立新,徐華峰.  硅酸鹽學(xué)報(bào). 2019(02)
[2]損傷容限評(píng)價(jià)硫系玻璃退火溫度選擇的合理性[J]. 趙華,祖成奎,劉永華,何坤,王衍行,周鵬,曹亞帥.  硅酸鹽通報(bào). 2017(S1)
[3]超臨界CO2輸送水煤漿的流體粘度研究[J]. 孫平,張?jiān)?苗月琦,周躍花,李學(xué)坤,李樹娜.  應(yīng)用化工. 2017(11)
[4]硫系玻璃在民用紅外車載成像系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 姜波,吳越豪,戴世勛,張巍,張培晴,王訓(xùn)四,沈祥,聶秋華.  紅外與激光工程. 2015(06)
[5]低損耗As-S玻璃光纖的制備與應(yīng)用研究[J]. 許彥濤,郭海濤,閆興濤,陸敏,林傲祥,李福,楊建峰,湛歡.  無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2015(01)
[6]淺析玻璃應(yīng)力的產(chǎn)生及消除[J]. 肖成珍,劉培先,張繼磊,林超,袁鐵生.  太陽(yáng)能. 2012(19)
[7]紅外硒基硫系玻璃光學(xué)非均勻性及影響因素分析[J]. 宋寶安,王喬方,張瑩昭,戴世勛,徐鐵鋒,聶秋華,王訓(xùn)四,沈祥,吳禮剛,林常規(guī).  紅外與激光工程. 2012(08)
[8]離子液體[Cnpy][NTf2]（n=2,4,5）的動(dòng)力粘度和電導(dǎo)率（英文）[J]. 劉青山,顏佩芳,楊淼,譚志誠(chéng),李長(zhǎng)平,WELZ-BIERMANN Urs.  物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2011(12)
[9]玻璃中永久應(yīng)力的理論分析與數(shù)值模擬[J]. 張景超,李立,丁瑞,韓志平.  材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2011(05)
[10]長(zhǎng)波紅外玻璃的研究[J]. 王衍行,祖成奎,趙華,何坤,趙慧峰,陳江,韓濱.  功能材料. 2010(S2)

博士論文
[1]Ge-Sb-Se硫系玻璃的制備、結(jié)構(gòu)及性能研究[D]. 魏文猴.重慶大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3253976