Ge-Se基硫系红外玻璃力学性能探究
发布时间：2023-01-12 17:45
与氧化物玻璃材料相比,硫系玻璃拥有宽的红外透过窗口、高的线性和非线性光学系数;与晶态红外材料相比,硫系玻璃具有组分可调、生产成本低等优势,是性价比良好的红外光学镜头材料。鉴于上述特性和优势,硫系红外玻璃引起了国内外学者和工业界的广泛关注。但是,由于硫系玻璃主要以弱的共价键结合,因而强度和断裂韧性等力学性能较差,导致利用该类材料制备光学元件等产品时良品率较低,造成硫系玻璃材料制造的产品生产成本增加。因此,探索硫系玻璃的力学性能,找出提升现有商业化硫系玻璃产品力学性能的有效途径,具有重要的科学意义和实用价值。基于上述考虑,本文以湖北新华光信息材料有限公司已实现商业化生产的7种硫系玻璃为研究对象,通过拉曼光谱解析了其结构,通过维氏显微硬度仪、万能试验机等仪器测定了其硬度、抗折强度、断裂韧性、裂纹阻抗等力学性能,进而对硫系玻璃力学性能与组成的关系以及结构起源进行了系统的探索,同时探究了微晶化对硫系玻璃力学性能提升的效果,获得的重要成果和创新点如下:（1）Ge-Se-As（Sb）元素组成的硫系玻璃的结构是由Ge-Se四面体结构、Sb（As）-Se三角锥形结构、As-Se笼状结构组成的交联网络。G...
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 硫系玻璃概述
1.2 研究背景
1.3 硫系玻璃的研究进展
1.4 硫系玻璃力学性能
1.4.1 硫系玻璃力学性能与其结构的关系
1.4.2 力学性能特征及表征方法
1.4.3 提高力学性能的方法
1.5 本课题主要研究内容
第2章 实验过程及性能测试
2.1 实验所需硫系玻璃样品
2.1.1 玻璃样品组成
2.1.2 切割与抛光
2.2 结构及性能测试方法
2.2.1 拉曼光谱(Raman)分析
2.2.2 红外透过光谱(IR)分析
2.2.3 密度测试
2.2.4 显微硬度测试
2.2.5 抗折强度测试
2.2.6 显微形貌测试
2.2.7 差热扫描量热(DSC)分析
2.2.8 X射线衍射光谱(XRD)分析
第3章 硫系玻璃基本性能
3.1 Ge-Se-As(Sb)体系硫系玻璃基本结构
3.2 硫系玻璃的折射率
3.3 Ge-Se-As体系硫系玻璃红外透过率
3.4 小结
第4章 硫系玻璃力学性能
4.1 硫系玻璃的密度
4.2 硫系玻璃的显微硬度
4.2.1 测量载荷对硬度测量值的影响
4.2.2 限制数和硬度的关系
4.2.3 平均键能和硬度的关系
4.3 Ge-Se-As(Sb)体系硫系玻璃的抗折强度
4.3.1 断口形貌分析
4.3.2 镜面区对抗折强度的影响
4.3.3 限制数对抗折强度的影响
4.4 Ge-Se-As(Sb)体系硫系玻璃的断裂韧性
4.4.1 断裂韧性测试方法及测量结果分析
4.4.2 通过抗折强度计算断裂韧性
4.4.3 断裂韧性理论值计算
4.5 硫系玻璃的裂纹阻抗
4.6 小结
第5章 硫系玻璃力学性能的优化
5.1 玻璃组成的选取
5.2 Ga_5Ge_(25)Sb_(10)Se_(60) 硫系玻璃基本性能
5.3 Ga_5Ge_(25)Sb_(10)Se_(60) 硫系玻璃热处理制度的选择
5.4 Ga_5Ge_(25)Sb_(10)Se_(60) 硫系玻璃热处理后性能分析
5.4.1 热处理后硫系玻璃XRD图谱分析
5.4.2 热处理对硫系玻璃红外透过的影响
5.4.3 热处理对硫系玻璃力学性能的影响
5.5 小结
第6章 结论
致谢
参考文献
攻读学位期间科研成果目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]GeS2-In2S3硫系玻璃的物化性质与晶化行为研究[J]. 林常规,翟素敏,李卓斌,屈国顺,顾少轩,陶海征,戴世勋. 物理学报. 2015(05)
[2]GeS2-Ga2S3-CsI硫系玻璃的析晶行为及其组成依赖研究[J]. 林常规,李卓斌,覃海娇,倪文豪,李燕颖,戴世勋. 物理学报. 2012(15)
[3]浅析玻璃物理钢化的冷却工艺及影响质量的因素[J]. 王立祥,李勇,嵇书伟. 玻璃. 2010(05)
[4]常用硬度的测试原理及表示方法[J]. 陈保华,赵晓峰. 金属加工(热加工). 2008(15)
[5]利用Pearson相关系数定量分析生物亲缘关系[J]. 张宇镭,党琰,贺平安. 计算机工程与应用. 2005(33)
[6]新型含钆硫化物玻璃的制备与性能[J]. 聂佳相,赵东辉,陈玮,陈国荣,ADAM Jean-Luc. 硅酸盐学报. 2004(03)
[7]几种金属材料断裂形式变化规律的试验分析[J]. 汤安民,王静. 实验力学. 2003(04)
[8]动态弹塑性断裂韧性测试方法的比较研究[J]. 姜风春,刘瑞堂,刘殿魁. 实验力学. 1999(02)
[9]Si3N4对硫系玻璃的热学和力学性质的影响[J]. 陈国荣,程继健. 硅酸盐学报. 1999(01)
[10]结构陶瓷断裂韧性测试方法的研究[J]. 王继辉,舒庆琏,邓京兰. 武汉工业大学学报. 1997(02)
博士论文
[1]Ge-Sb-Se硫系玻璃的制备、结构及性能研究[D]. 魏文猴.重庆大学 2014
硕士论文
[1]Ge-Se-Sb红外玻璃的微晶强化及模压工艺研究[D]. 唐博博.西安工业大学 2013
本文编号：3730225
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 硫系玻璃概述
1.2 研究背景
1.3 硫系玻璃的研究进展
1.4 硫系玻璃力学性能
1.4.1 硫系玻璃力学性能与其结构的关系
1.4.2 力学性能特征及表征方法
1.4.3 提高力学性能的方法
1.5 本课题主要研究内容
第2章 实验过程及性能测试
2.1 实验所需硫系玻璃样品
2.1.1 玻璃样品组成
2.1.2 切割与抛光
2.2 结构及性能测试方法
2.2.1 拉曼光谱(Raman)分析
2.2.2 红外透过光谱(IR)分析
2.2.3 密度测试
2.2.4 显微硬度测试
2.2.5 抗折强度测试
2.2.6 显微形貌测试
2.2.7 差热扫描量热(DSC)分析
2.2.8 X射线衍射光谱(XRD)分析
第3章 硫系玻璃基本性能
3.1 Ge-Se-As(Sb)体系硫系玻璃基本结构
3.2 硫系玻璃的折射率
3.3 Ge-Se-As体系硫系玻璃红外透过率
3.4 小结
第4章 硫系玻璃力学性能
4.1 硫系玻璃的密度
4.2 硫系玻璃的显微硬度
4.2.1 测量载荷对硬度测量值的影响
4.2.2 限制数和硬度的关系
4.2.3 平均键能和硬度的关系
4.3 Ge-Se-As(Sb)体系硫系玻璃的抗折强度
4.3.1 断口形貌分析
4.3.2 镜面区对抗折强度的影响
4.3.3 限制数对抗折强度的影响
4.4 Ge-Se-As(Sb)体系硫系玻璃的断裂韧性
4.4.1 断裂韧性测试方法及测量结果分析
4.4.2 通过抗折强度计算断裂韧性
4.4.3 断裂韧性理论值计算
4.5 硫系玻璃的裂纹阻抗
4.6 小结
第5章 硫系玻璃力学性能的优化
5.1 玻璃组成的选取
5.2 Ga_5Ge_(25)Sb_(10)Se_(60) 硫系玻璃基本性能
5.3 Ga_5Ge_(25)Sb_(10)Se_(60) 硫系玻璃热处理制度的选择
5.4 Ga_5Ge_(25)Sb_(10)Se_(60) 硫系玻璃热处理后性能分析
5.4.1 热处理后硫系玻璃XRD图谱分析
5.4.2 热处理对硫系玻璃红外透过的影响
5.4.3 热处理对硫系玻璃力学性能的影响
5.5 小结
第6章 结论
致谢
参考文献
攻读学位期间科研成果目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]GeS2-In2S3硫系玻璃的物化性质与晶化行为研究[J]. 林常规,翟素敏,李卓斌,屈国顺,顾少轩,陶海征,戴世勋. 物理学报. 2015(05)
[2]GeS2-Ga2S3-CsI硫系玻璃的析晶行为及其组成依赖研究[J]. 林常规,李卓斌,覃海娇,倪文豪,李燕颖,戴世勋. 物理学报. 2012(15)
[3]浅析玻璃物理钢化的冷却工艺及影响质量的因素[J]. 王立祥,李勇,嵇书伟. 玻璃. 2010(05)
[4]常用硬度的测试原理及表示方法[J]. 陈保华,赵晓峰. 金属加工(热加工). 2008(15)
[5]利用Pearson相关系数定量分析生物亲缘关系[J]. 张宇镭,党琰,贺平安. 计算机工程与应用. 2005(33)
[6]新型含钆硫化物玻璃的制备与性能[J]. 聂佳相,赵东辉,陈玮,陈国荣,ADAM Jean-Luc. 硅酸盐学报. 2004(03)
[7]几种金属材料断裂形式变化规律的试验分析[J]. 汤安民,王静. 实验力学. 2003(04)
[8]动态弹塑性断裂韧性测试方法的比较研究[J]. 姜风春,刘瑞堂,刘殿魁. 实验力学. 1999(02)
[9]Si3N4对硫系玻璃的热学和力学性质的影响[J]. 陈国荣,程继健. 硅酸盐学报. 1999(01)
[10]结构陶瓷断裂韧性测试方法的研究[J]. 王继辉,舒庆琏,邓京兰. 武汉工业大学学报. 1997(02)
博士论文
[1]Ge-Sb-Se硫系玻璃的制备、结构及性能研究[D]. 魏文猴.重庆大学 2014
硕士论文
[1]Ge-Se-Sb红外玻璃的微晶强化及模压工艺研究[D]. 唐博博.西安工业大学 2013
本文编号：3730225
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3730225.html
