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纳米化的新型纳米玻璃特征和控制技术

发布时间:2016/5/10

纳米玻璃的特征

纳米玻璃指通过内部组织结构控制得到一纳米至数百纳米的特殊玻璃材料。得到纳米结 构的玻璃,可以在原子或分子层次上控制基体的结构,也可以在玻璃内部形成超微粒子,还 可用掺杂的方法在玻璃中引人异质纳米相,通过这些结构控制,使纳米玻璃在保持玻璃特性 的同时,又具有与普通玻璃不同的性质,如特殊光学、电学、机械等性质。

 

纳米玻璃结构的控制,可以采用三种途径。

(1)原子分子层次结构控制(lnm)通过对玻璃成分进行严格控制或有目的引入缺陷 等方法,以控制玻璃结构内部原子间的距离、原子之间•键角、配位体场等方法得到纳米玻 璃。如按照分子动力学模拟(MD)进行纳米玻璃组成、结构设计,在超高压(1.0135X 1010Pa)和高电压(数千伏)以及用超短脉冲激光照射,进行结构控制的特殊玻璃基体。通 过原子和分子层上的控制技术,可以使纳米玻璃在光学、电磁、机械以及化学等方面获得许 多新的优良特性,发挥出更多的新功能。

(2)加入分散的超微粒子等的结构控制玻璃从熔融状冷却的转变过程中,其结构很不 稳定,此时任何外部的影响因素,如光辐射、热处理、加压等都会诱导结构内部产生结晶或 分相,因此可以利用熔融法、气相法、溶胶-凝胶法把半导体材料等微粒分散到玻璃基体中。

在玻璃中加入与基体物理性质不同的另一种材料,并使其分散形成无数大小为一纳米到 几十纳米的微分相区或半导体超微粒子,这样得到纳米玻璃,由于其微分相区或超微粒子的 大小比波长还要小,透光性能基本不会变化,但却有可能得到传统玻璃所没有的新特性,如 非线性光学效应。 ’

(3)数十纳米以上高次结构技术通过玻璃基体中引人异质相或采用无机-有机复合, 析出各相异性的晶体,控制其形貌、排列与界面状态,使玻璃形成高次规则结构,便有可能 赋予新的光学特性,此类型纳米玻璃将应用于太阳能电池、光学分析仪器、信息通讯、环境 保护方面的新型功能材料,同时此类型纳米玻璃也是轻质高强玻璃、环境净化以及三维光回 路和信息记录所使用的材料。

 

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