專利名稱：一種半導體納米晶復合硫系玻璃陶瓷材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種硫系玻璃陶瓷材料，尤其涉及一種半導體納米晶復合硫系玻璃陶瓷材料及其制備方法
背景技術：
近年來，隨著紅外探測器技術及加工工藝的日益完善，紅外探測光學系統(tǒng)的應用越來越廣泛，使用環(huán)境越來越復雜，特別是大規(guī)模軍事武器裝備和多樣商業(yè)民用的發(fā)展，對紅外系統(tǒng)性能和成本的要求也就越來越高。涉及熱成像、紅外遙感/化學傳感、紅外激光調(diào)諧器件和紅外固態(tài)激光器等領域的小型化集成化紅外光學系統(tǒng)的開發(fā)對紅外光學材料提出了更高的要求，有源紅外光學材料的研發(fā)顯得至關重要。在眾多無定形紅外材料中，硫系玻璃因其優(yōu)異的透紅外光學性能、較好的熱/化學穩(wěn)定性脫穎而出，已開始取代紅外晶體材料應用于紅外成像系統(tǒng)中。尤其得益于優(yōu)異的折射率熱差dn/dT性能(相較Ge的44X IOt1和ZnSe的5. 5X lO—t1，硫系玻璃僅為 AXKr5IT1)，硫系玻璃已作為重要的消熱差光學元件在低成本高性能紅外成像系統(tǒng)的設計與研制中不可或缺。然而硫系玻璃的應用仍受玻璃本質(zhì)上較差熱-機械性能的極大制約。 一種簡單可行的解決辦法是使硫系玻璃微晶化，制成透紅外玻璃陶瓷改善其熱-機械性能。此外玻璃陶瓷多樣的微觀結構(晶粒尺寸和分布、晶相類型等)更適于進行特定功能設計，例如半導體納米晶具有良好的熒光發(fā)射性能和二階非線性光學性能，與硫系玻璃基質(zhì)復合是開發(fā)新型紅外激光增益和調(diào)諧器件的理想候選材料。但是，硫系玻璃陶瓷制備過程中，適宜玻璃組成設計與選擇、特定析出晶相(例如半導體納米晶)控制等問題目前還未有涉及。其中，透紅外III-S基半導體納米晶(6 和^2S3)復合材料的性能與制備更未見相關的文獻報道和專利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種半導體納米晶復合硫系玻璃陶瓷材料及其制備方法，該材料具有明顯增強的硬度、斷裂韌性等機械性能和顯著改善的抗化學腐蝕能力和熱學性能，并具有二階非線性光學性能，其制備過程中能夠根據(jù)紅外倍頻功能需要設計和選擇合適的玻璃組成，控制析出不具有反演對稱中心的晶相。本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為一種半導體納米晶復合硫系玻璃陶瓷材料，它的摩爾組成按化學式表示為(l-x-y)GeS2 · XSb2S3 · yM2&，其中χ = O 0. 4， y = 0. 10 0. 25，M 為 Ga 或 h。它的摩爾組成按化學式表示為(l-x-y)GeS2 · XSb2S3 · yG￡i2S3，其中χ = O 0. 4， y = 0. 15 0. 25。它的摩爾組成按化學式表示為(l-x-y)GeS2 · XSb2S3 · yIn2S3，其中χ = O 0. 4， y = 0. 10 0. 15。一種半導體納米晶復合硫系玻璃陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟
(1)選取原料按摩爾組成化學式(I-X-Y)GeS2 · XSb2S3 · yM2&，選取Ge、Sb、M禾口 S所占當量比例，選取單質(zhì)Ge、Sb、M和S原料備用，其中χ = 0 0.4，y = 0. 10 0.25，M 為Ga或In ；(2)在充滿惰性氣體的干燥環(huán)境中，將Ge、Sb、M和S原料混合后，置于石英安瓿中并抽真空，真空度小于10_3Pa，而后熔封石英安瓿并置于加熱設備中；(3)基礎玻璃制備對步驟( 的加熱設備加熱至900°C 1000°C，熔制8 10小時后冷卻，得到未退火玻璃，通過示差掃描量熱分析儀測定未退火玻璃的玻璃轉(zhuǎn)變溫度，然后將未退火玻璃置于低于玻璃轉(zhuǎn)變溫度30°C (即玻璃轉(zhuǎn)變溫度減去30°C)的精密退火爐中退火，恒溫2 5小時后隨爐冷卻至50°C以下，即獲得基礎玻璃；(4)將步驟(3)制備的基礎玻璃樣品進行熱學分析測試，通過分析熱分析測試曲線中晶化峰面積與核化處理溫度和晶化處理溫度的函數(shù)關系，獲得基礎玻璃樣品的核化溫度處于300-380°C，晶粒生長溫度處于320-420°C ；(5)將步驟C3)制備的基礎玻璃樣品放入具有惰性氣氛保護裝置的晶化爐中，升溫至步驟(4)所述的核化溫度300-380°C，于此溫下保溫3-15小時，使玻璃內(nèi)部產(chǎn)生大量分布均勻的晶核；然后升溫到步驟(4)所述的晶粒生長溫度320-420°C，恒溫處理10-60小時，完成晶化；隨爐冷卻至室溫，即獲得半導體納米晶復合硫系玻璃陶瓷材料。步驟( 中基礎玻璃的制備具體包括如下步驟對步驟( 的加熱設備加熱，首先以小于2V /分鐘的升溫速率緩慢升至330 340°C，并在此溫度下保溫1 3小時；然后以小于5°C /分鐘的升溫速率至750°C 780°C，保溫1 2小時；接著以1°C /分鐘的升溫速率緩慢升至900°C 1000°C，保溫8 10小時；而后以2 ；TC /分鐘的速率降溫至 800 850°C /分鐘；豎立石英安瓿，靜置0. 5 2小時后在空氣或冰水混合物中淬冷盛有玻璃液的石英安瓿并晃動或振蕩；最后置于低于玻璃轉(zhuǎn)變溫度30°C的精密退火爐中退火， 恒溫2 5小時后隨爐冷卻至50°C以下，既獲得基礎玻璃。步驟中的玻璃轉(zhuǎn)變溫度由下述方法確定通過示差掃描量熱分析儀以10°C / 分鐘的升溫速率獲得差熱曲線，然后通過外推切線法找出未退火玻璃轉(zhuǎn)變的初始溫度、終止溫度，并以初始溫度和終止溫度的中點溫度作為玻璃轉(zhuǎn)變溫度。步驟(5)晶化過程中，析出的納米晶為Gaj3或In2S3，晶粒尺寸為10-100納米，結晶度大于50%，在2-10微米光譜范圍內(nèi)透明。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于本發(fā)明公開了可應用于紅外光學、非線性光學等領域的新型IIIA族金屬硫化物納米晶復合透紅外硫系玻璃陶瓷及其晶相控制析出的制備方法。III-S基半導體納米晶復合硫系玻璃陶瓷，它由Gaj3或^ 納米晶粒和剩余玻璃基質(zhì)復合，晶粒尺寸小于lOOnm，結晶度大于50%，在2-10微米光譜范圍內(nèi)透明。其可控制備方法是首先根據(jù)玻璃形成區(qū)，選擇處在玻璃形成區(qū)邊緣的、富待析出晶體組份的基質(zhì)玻璃組成，使用熔融淬冷法制備出硫系玻璃，然后通過精密熱處理，可分別控制析出Gaj3 或^j3納米晶粒，得到III-S基半導體納米晶復合硫系玻璃陶瓷。與基礎硫系玻璃相比， 本發(fā)明制備的III-S基半導體納米晶復合硫系玻璃陶瓷具有顯著提高的熱力學穩(wěn)定性和抗環(huán)境沖擊性能，同時具備了紅外倍頻功能。與以往硫系玻璃陶瓷制備方法相比，本發(fā)明提出的可控制備方法一改過往析晶處理盲目，析出晶相不可控的缺點，能夠根據(jù)紅外倍頻功能需要設計和選擇合適的玻璃組成，控制析出不具有反演對稱中心的晶相，獲得各類功能晶體復合的透紅外功能硫系玻璃陶瓷。本發(fā)明的半導體納米晶復合硫系玻璃陶瓷材料，它的摩爾組成按化學式表示為 (l-x-y)GeS2 · XSb2S3 · yM2S3, χ 取值為 0 0. 4，y 取值為 0. 10 0. 25，M 為 Ga 或 In，使提供的基礎玻璃在GeS2-Sb2S3-Mj3(M = fei或In)準三元系統(tǒng)玻璃的玻璃形成區(qū)中處在形成范圍邊緣的位置，可確保在后期的熱處理過程中，M2S3 (M = ( 或h)晶體能夠?qū)崿F(xiàn)分相成核的核化機制(GeS2-Sb2S3-Mj3玻璃的分相成核機制是指玻璃網(wǎng)絡結構中[Sfa-GaS3]或 [S3In-InS3]類乙烷結構單元容易分相，形成晶核，這一分相成核機制可促進玻璃中勻質(zhì)成核，熱處理后得到高結晶度玻璃陶瓷樣品)，并在析晶熱處理工藝制度指導下能夠進一步進行高密度核化和可控的晶粒生長，也為最終制得納米晶尺寸小于lOOnm、結晶度大于50%、 2-10微米光譜范圍內(nèi)透明的III-S基半導體納米晶復合硫系玻璃陶瓷材料提供了保證；然后通過研究獲得硫系玻璃的核化速率曲線和晶粒生長速率曲線，確定最佳的析晶熱處理工藝制度，制得晶粒尺寸IOOnm以下、結晶度50%以上的透紅外硫系玻璃陶瓷。本發(fā)明半導體納米晶復合硫系玻璃陶瓷材料(l-X-y)Ge& · XSb2S3 · yM2S3中加入 XSb2S3，具有如下作用l)Sb具有較大的原子量，引入后能夠有效地提高和調(diào)整玻璃的線性折射率參數(shù)；2)不同于GeAa或h原子，Sb具有三配位結構單元，引入后能夠改善玻璃網(wǎng)絡結構的剛性，使玻璃具有較好的結構韌性和熱穩(wěn)定性，使玻璃在較大的組成范圍內(nèi)成玻。 總的來說是，Sbj3的引入能夠擴大玻璃的成玻區(qū)，有效調(diào)控玻璃的線性折射率、結構韌性和熱穩(wěn)定性等物化屬性。用麥克條紋法測試樣品的二次諧波產(chǎn)生性能，證實制備的Mj3 (M = ( 或In)納米晶復合硫系玻璃陶瓷均具有基礎玻璃所沒有的二階非線性光學性能；光致發(fā)光測試結果表明，含不同尺寸Mj3(M = ( 或In)納米晶的硫系玻璃陶瓷可調(diào)制出不同波長的發(fā)光信號； 置于各種不同溫濕度的大氣環(huán)境和酸、堿性水溶液中若干天后，基礎玻璃表面和本發(fā)明制備的硫系玻璃陶瓷材料相比，出現(xiàn)了更顯著的被腐蝕跡象；熱膨脹、硬度和斷裂韌性等測試評估結果表明，和基礎玻璃相比，相應硫系玻璃陶瓷的熱膨脹系數(shù)明顯降低、硬度和斷裂韌性提高。


圖1為實施例1和實施例2中基礎玻璃組成選擇的范圍；圖2為采用實施例1制備的硫系玻璃陶瓷的X射線衍射(XRD)圖譜；圖3為采用實施例2制備的硫系玻璃陶瓷的X射線衍射(XRD)圖譜。
具體實施例方式以下結合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。為了更好地理解本發(fā)明，下面結合實施例進一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。實施例1一種透紅外(} 納米晶復合硫系玻璃陶瓷材料，它的摩爾組成按化學式表示為 0. 62GeS2 · 0. 13Sb2S3 · 0. 25Ga2S3，處于圖1所示的Ga2S3晶體析出的玻璃組成范圍內(nèi)。具體制備方法如下
6
(1)組成選擇如圖1所示，根據(jù)需要析出的晶相(6 或L2S3)，確定相應的準二元或準三元玻璃系統(tǒng)如 Ge&-G￡i2&、Ge&-Sl32&-G￡i2& 或 GeS2-In2S3、GeS2-StDj3-Inj3 的玻璃形成范圍，然后選擇處在形成范圍邊緣的富含待析出晶相組成的玻璃組成，從而確定摩爾組成化學式(l-X-y)Ge& ^Sbj3 中χ、y值，富含待析出晶相組成指在選擇玻璃組成時，要根據(jù)玻璃形成區(qū)選擇Y值大的一邊的玻璃組成范圍。也就是圖1中的陰影部分，本實施例中χ取0. 13，y取0. 25;(2)選取原料按62GeS2 · 13Sb2S3 · 25Ga2S3的玻璃組成中Ge、Sb、Ga和S所占當量比例，選取純度5N的單質(zhì)Ge、Sb、Ga和S原料備用；(3)在充滿惰性氣體的干燥環(huán)境中，將Ge、Sb、Ga和S原料混合后，置于石英安瓿中并抽真空，至真空度小于10_3Pa，而后熔封石英安瓿并置于搖擺爐中；(4)玻璃熔制對步驟(2)的搖擺爐加熱，首先以小于2V /分鐘的升溫速率緩慢升至340°C，并在此溫度下保溫2小時；然后以小于5°C /分鐘的升溫速率至750°C，保溫1 小時；接著以1°C /分鐘的升溫速率緩慢升至950°C，保溫10小時；而后以3°C /分鐘的速率降溫至850°C /分鐘；豎立石英安瓿，靜置1小時后在空氣或冰水混合物中淬冷盛有玻璃液的石英安瓿；然后將石英安瓿中的未退火玻璃通過示差掃描量熱分析儀測定未退火玻璃的玻璃轉(zhuǎn)變溫度為352°C，然后將未退火玻璃置于322°C (玻璃轉(zhuǎn)變溫度Tg_30°C )的精密退火爐中退火，恒溫2 5小時后隨爐冷卻至50°C以下，即獲得基礎玻璃；(5)析晶制度確定將步驟(3)制備的基礎玻璃樣品進行差熱分析測試，研究晶化峰面積與核化處理溫度和晶化處理溫度的函數(shù)關系，獲得基礎玻璃的核化速率曲線和晶粒生長速率曲線，確定最佳核化溫度為360°C，最佳核化時間為5小時、最佳晶粒生長溫度為 380 0C ；(6)納米晶化處理將步驟(4)制備的基礎玻璃樣品放入具有惰性氣氛保護裝置的晶化爐中，升溫至360°C的核化溫度，保溫5小時，使玻璃內(nèi)部產(chǎn)生大量分布均勻的晶核； 然后升溫到380°C的最佳晶粒生長溫度，恒溫20小時，進行晶粒生長處理；隨爐冷卻至室溫，得到Gaj3納米晶復合的玻璃陶瓷材料。將實施例1制備的含Gaj3納米晶的硫系玻璃陶瓷材料進行XRD測試，結果表明如圖2所示，通過麥克條紋測試可以觀察到，相比基礎玻璃沒有二次諧波產(chǎn)生效應，所得Gaj3 納米晶復合硫系玻璃陶瓷擁有的二次諧波信號強度為Y切石英晶體的0. 02倍；將基礎玻璃和(} 納米晶復合硫系玻璃陶瓷分別置于溫度為50°C，濕度為80% RH的大氣環(huán)境和 40g/L的NaCl溶液中，基礎玻璃的表面出現(xiàn)更明顯的侵蝕現(xiàn)象；與基礎玻璃相比，Ga2S3納米晶復合硫系玻璃陶瓷的維氏硬度從基礎玻璃的175kg · mm 2提高至2Mkg · mm 2 ；熱膨脹系數(shù)從基礎玻璃的13. 2 X ΙΟΙ-1降低至9. 5 X ΙΟΙ1 ；斷裂韌性從0. 176MPa · mm"172增強到 0. 350MPa · mm 1氣圖2中橫坐標是X射線入射角度。實施例2一種透紅外^ 納米晶復合硫系玻璃陶瓷，它的摩爾組成按化學式表示為 0. 65GeS2 · 0. 20Sb2S3 · 0. 15h2S3，處于圖2所示的In2S3晶體析出的玻璃組成范圍內(nèi)。具體制備方法如下(1)組成選擇如圖1所示，根據(jù)需要析出的晶相(6 或L2S3)，確定相應的準二元或準三元玻璃系統(tǒng)如 Ge&-G￡i2&、Ge&-Sl32&-G￡i2& 或 GeS2-In2S3、GeS2-StDj3-Inj3 的玻璃形成范圍，然后選擇處在形成范圍邊緣的富含待析出晶相組成的玻璃組成，從而確定摩爾組成化學式(l-X-y)Ge& ^Sbj3 中χ、y值，富含待析出晶相組成指在選擇玻璃組成時，要根據(jù)玻璃形成區(qū)選擇Y值大的一邊的玻璃組成范圍。也就是圖1中的陰影部分，本實施例中χ取0. 20，y取0.15;(2)選取原料按照65GeS2 · 20Sb2S3 · 151 玻璃組成中Ge、Sb、In和S所占當量比例，選取純度5N的單質(zhì)Ge、Sb、In和S原料備用；(3)在充滿惰性氣體的干燥環(huán)境中，將Ge、Sb, h和S原料混合后，置于石英安瓿中并抽真空，至真空度小于10_3Pa，而后熔封石英安瓿并置于搖擺爐中；(4)玻璃熔制對步驟(2)的搖擺爐加熱，首先以小于2V /分鐘的升溫速率緩慢升至340°C，并在此溫度下保溫2小時；然后以小于5°C /分鐘的升溫速率至750°C，保溫1 小時；接著以1°C /分鐘的升溫速率緩慢升至960°C，保溫10小時；而后以3°C /分鐘的速率降溫至830°C /分鐘；豎立石英安瓿，靜置1小時后在空氣或冰水混合物中淬冷盛有玻璃液的石英安瓿；然后將石英安瓿中的未退火玻璃通過示差掃描量熱分析儀測定未退火玻璃的玻璃轉(zhuǎn)變溫度為310°C，然后將未退火玻璃置于觀01 (Tg-30°C )的精密退火爐中退火， 恒溫3小時后隨爐冷卻至室溫，取出后加工獲得基礎玻璃；(5)析晶制度確定將步驟( 制備的基礎玻璃樣品進行差熱分析測試，研究析晶峰信息，獲得基礎玻璃的核化速率曲線和晶粒生長速率曲線，確定最佳核化溫度為332°C， 最佳核化時間為4小時、最佳晶粒生長溫度為355°C ；(6)納米晶化處理將步驟(4)制備的基礎玻璃樣品放入具有惰性氣氛保護裝置的晶化爐中，升溫至332 °C的核化溫度，保溫4小時，使玻璃內(nèi)部產(chǎn)生大量分布均勻的晶核； 然后升溫到355°C的最佳晶粒生長溫度，恒溫30小時，進行晶粒生長處理；隨爐冷卻至室溫，得到1 納米晶復合的玻璃陶瓷材料。將按實施例2制備含^j3納米晶的硫系玻璃陶瓷材料進行XRD測試，結果如圖3 所示，通過麥克條紋測試可以觀察到，相比基礎玻璃沒有二次諧波產(chǎn)生效應，所得^j3納米晶復合硫系玻璃陶瓷擁有的二次諧波信號強度為Y切石英晶體的0. 1倍；分別置于溫度為50°C，濕度為80% RH的大氣環(huán)境和40g/L的NaCl溶液中，基礎玻璃的表面出現(xiàn)更明顯的侵蝕現(xiàn)象；維氏硬度從基礎玻璃的164kg -mm-2提高至206kg ·πιπΓ2 ；熱膨脹系數(shù)從基礎玻璃的12. 2Χ KT6IT1降低至9. 2Χ KT6IT1 ；基礎玻璃的斷裂韌性為0. 194MPa ·πιπ?！?，而在實施例2所得的^j3納米晶復合硫系玻璃陶瓷中未觀察到明顯的裂紋傳播。實施例3-4在下述各實施例中，玻璃和玻璃陶瓷的制備方法同實施例1，所采用的不同玻璃組成和性能測試結果分別列于表1和表2。表1實施例3-4的玻璃組成
權利要求
1.一種半導體納米晶復合硫系玻璃陶瓷材料，其特征在于它的摩爾組成按化學式表示為(1-x-y)GeS2 · XSb2S3 · ，其中 χ = 0 0. 4，y = 0. 10 0. 25，M 為 Ga 或 In。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種半導體納米晶復合硫系玻璃陶瓷材料，其特征在于它的摩爾組成按化學式表示為(l-x-y)GeS2 · XSb2S3 · yGa2S3，其中χ = 0 0. 4，y = 0. 15 0. 25ο
3.根據(jù)權利要求1所述的一種半導體納米晶復合硫系玻璃陶瓷材料，其特征在于它的摩爾組成按化學式表示為(l-x-y)GeS2 · XSb2S3 · yln2&，其中χ = 0 0. 4，y = 0. 10 0. 15。
4.一種權利要求1所述的半導體納米晶復合硫系玻璃陶瓷材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)選取原料按摩爾組成化學式(l-x-y)GeS2· XSb2S3 · yM2&，選取Ge、Sb、M和S所占當量比例，選取單質(zhì)Ge、Sb、M和S原料備用，其中χ = 0 0. 4，y = 0. 10 0. 25，M為 Ga 或 In ；(2)在充滿惰性氣體的干燥環(huán)境中，將Ge、Sb、M和S原料混合后，置于石英安瓿中并抽真空，真空度小于10_3Pa，而后熔封石英安瓿并置于加熱設備中；(3)基礎玻璃制備對步驟O)的加熱設備加熱至900°C 1000°C，熔制8 10小時后冷卻，得到未退火玻璃，通過示差掃描量熱分析儀測定未退火玻璃的玻璃轉(zhuǎn)變溫度，然后將未退火玻璃置于低于玻璃轉(zhuǎn)變溫度30°C的精密退火爐中退火，恒溫2 5小時后隨爐冷卻至50°C以下，即獲得基礎玻璃；(4)將步驟C3)制備的基礎玻璃樣品進行熱學分析測試，通過分析熱分析測試曲線中晶化峰面積與核化處理溫度和晶化處理溫度的函數(shù)關系，獲得基礎玻璃樣品的核化溫度處于300-380°C，晶粒生長溫度處于320-420°C ；(5)將步驟C3)制備的基礎玻璃樣品放入具有惰性氣氛保護裝置的晶化爐中，升溫至步驟(4)所述的核化溫度300-380°C，于此溫下保溫3-15小時，使玻璃內(nèi)部產(chǎn)生大量分布均勻的晶核；然后升溫到步驟(4)所述的晶粒生長溫度320-420°C，恒溫處理10-60小時，完成晶化；隨爐冷卻至室溫，即獲得半導體納米晶復合硫系玻璃陶瓷材料。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種半導體納米晶復合硫系玻璃陶瓷材料的制備方法，其特征在于步驟(3)中基礎玻璃的制備具體包括如下步驟對步驟O)的加熱設備加熱，首先以小于2V /分鐘的升溫速率緩慢升至330 340°C，并在此溫度下保溫1 3小時；然后以小于5°C /分鐘的升溫速率至750°C 780°C，保溫1 2小時；接著以TC /分鐘的升溫速率緩慢升至900°C 1000°C，保溫8 10小時；而后以2 ；TC /分鐘的速率降溫至 800 850°C /分鐘；豎立石英安瓿，靜置0. 5 2小時后在空氣或冰水混合物中淬冷盛有玻璃液的石英安瓿并晃動或振蕩；最后置于低于玻璃轉(zhuǎn)變溫度30°C的精密退火爐中退火， 恒溫2 5小時后隨爐冷卻至50°C以下，既獲得基礎玻璃。
6.根據(jù)權利要求4所述的一種半導體納米晶復合硫系玻璃陶瓷材料的制備方法，其特征在于步驟中的玻璃轉(zhuǎn)變溫度由下述方法確定通過示差掃描量熱分析儀以10°c / 分鐘的升溫速率獲得差熱曲線，然后通過外推切線法找出未退火玻璃轉(zhuǎn)變的初始溫度、終止溫度，并以初始溫度和終止溫度的中點溫度作為玻璃轉(zhuǎn)變溫度。
7.根據(jù)權利要求4所述的一種半導體納米晶復合硫系玻璃陶瓷材料的制備方法，其特征在于步驟(5)晶化過程中，析出的納米晶為6 或^i2S3，晶粒尺寸為10-100納米，結晶度大于50%，在2-10微米光譜范圍內(nèi)透明。
全文摘要
本發(fā)明一種半導體納米晶復合硫系玻璃陶瓷材料及其制備方法，特點是其摩爾組成按化學式表示為(1-x-y)GeS2·xSb2S3·yM2S3，其中x＝0～0.4，y＝0.10～0.25，M為Ga或In，制備方法包括按摩爾組成化學式選取Ge、Sb、M和S所占當量比例并加熱混合的步驟；基礎玻璃制備的步驟；然后測試獲得基礎玻璃樣品核化溫度300-380℃，晶粒生長溫度320-420℃的步驟；最后核化、晶化獲得半導體納米晶復合硫系玻璃陶瓷材料，優(yōu)點是該材料具有明顯增強的硬度、斷裂韌性等機械性能并具有二階非線性光學性能，其制備過程中能夠根據(jù)需要設計和選擇合適的玻璃組成，控制析出不具有反演對稱中心的晶相。
文檔編號C03C10/02GK102351425SQ20111019226
公開日2012年2月15日 申請日期2011年7月11日 優(yōu)先權日2011年7月11日
發(fā)明者宋寶安, 徐鐵峰, 戴世勛, 林常規(guī), 沈祥, 王訓四, 聶秋華, 許銀生 申請人:寧波大學