Ge23Se67Sb10玻璃的研制及其性能.pdfVIP

第37卷 第4期 稀有金属材料与工程 Vo1．37，No．4 2008笠 4月 RARE METAL N附 ERIALS AND ENGn EERING April 2008 Ge23Se67Sb10玻璃的研制及其性能 许军锋，坚增运，常芳娥，屈 敏 (西安工业大学，陕西 西安 710032) 摘 要：对硫系玻璃的制备工艺及其性能进行了研究。制备出了致密均匀的Ge23se67sb10玻璃。所得玻璃的密度达到4．679 g／cm 、显微维氏硬度达到1581 MPa。通过DSC测定，表明该材料的玻璃转变温度和开始析晶温度分别为261~2℃和 402~1℃。通过傅里叶变换红外光谱测定，发现该材料在2～15Ⅱm波长范围内的红外透过率达到6O％左右。 关键词：硫系玻璃；玻璃转变温度；析晶温度；透过率 一 中图法分类号：TN213：TQ125．2 文献标识码：A 文章编号：1002-185X(2008)04—0740．04 阻碍热成像系统获得广泛商业应用的重要原因之 1 实验方法 一 是其价格非常高。目前，热成像系统的光学部件所 用的材料一般为单晶锗或单晶硒化锌。由于这些材料 本实验选用内径为10 mm的高纯石英试管作为反 的生产工艺复杂，所以其生产成本很高。鉴于此，迫 应容器，先用氢氟酸和去离子水清洗试管，并在150℃ 使人们不得不寻求其它替代材料来降低成本_1’2】。研究 烘干后，将在真空烘箱中烘干的高纯度 (99．999％) 发现重金属氧化物玻璃E3]、卤化物玻璃_4J和硫系玻 璃 Ge、Se、Sb按照化学计量配比装入试管；然后，将试 [5】都具有较好的透红外性能。但是，氧化物玻璃和氟 管抽真空，当真空度达到 1．33x10 Pa时用氢氧焰密 化物玻璃的玻璃转化温度低、抗析晶稳定性差，而且 封。试样的熔制在摇摆炉中进行，先将试样在摇摆炉 在8～12 Bm波长范围内的本征损耗过大_6】，所以至今 中缓慢升温到930℃并保温10 h，然后取出试样在空 未能获得实际应用。与氧化物玻璃和氟化物玻璃相比， 气中冷却；随后，在玻璃转变温度以下20～30℃退火 硫系玻璃具有较高的玻璃转变温度和较好的力学性 0．5 h以去除机械应力；最后用氢氟酸腐蚀去除石英 能、在2—14 um波长范围内具有良好的透过率[2,5,61， 管，获得Ge23Se67Sb10试样。 制备和加工要比生长单晶容易得多，且不受尺寸限制。 切取一块 Ge23Se67Sb10试样研磨成颗粒，取粒度 所以，这种材料逐渐受到重视，被看作是替代单晶锗 小于50 m的粉末，在XRD一6000型x射线衍射仪上 应用于热成像系统的候选材料_6】。于是人们最先研制 进行相结构分析。热分析试验在 Mettler Toled公司 出了As2S3、As2Se3、Ge33As12Se55玻璃_7J，后期又出现 DSC823。型试验机上进行，称取20 mg粒度小于200 了 Ge．Ga．S、 Ge．As．Ga．S、Ga．La．S、Ge．S．I 和 um的试样粉末，放入氧化铝坩埚中，升温速度为 10 Ge．As．Se[8J等系列硫系玻璃。但是这些玻璃的稳定性、 K／min，温度精确度为士0。1 K。试样的光学性能测定在 耐高温性能、力学性能的不足制约了其应用范围。目 Spectrum GX型傅里叶变换红外光谱仪上进行。硬度 前能够投入生产应用的硫系玻璃还比较少。最近，法 测试采用 402MVD M数显显微维氏硬度计，标尺 国的 Umicore红外玻璃公司进行了Ge．Se．Sb玻璃的 HV0．01，测试力：98 mN。 产