【摘 要】
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硫系玻璃具有较低的声子能量、较宽的红外透过范围、较高的线性和非线性折射率等一系列优异的光学性能而被广泛应用。然而,硫系玻璃的力学性能和抗热震性能较差,使硫系玻璃的制备、加工以及应用等方面受到了较大的限制。在玻璃基体中添加形核剂或对玻璃进行热处理,使玻璃中析出纳米晶颗粒可以有效改善玻璃的力学性能和抗热震性能。本文在Ge20Sb10Se65Te5玻璃中分别加入不同含量的形核剂（CsI、CsCl）,通过
【基金项目】
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陕西省教育厅重点实验室项目基金（编号:18JS050）；
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硫系玻璃具有较低的声子能量、较宽的红外透过范围、较高的线性和非线性折射率等一系列优异的光学性能而被广泛应用。然而,硫系玻璃的力学性能和抗热震性能较差,使硫系玻璃的制备、加工以及应用等方面受到了较大的限制。在玻璃基体中添加形核剂或对玻璃进行热处理,使玻璃中析出纳米晶颗粒可以有效改善玻璃的力学性能和抗热震性能。本文在Ge20Sb10Se65Te5玻璃中分别加入不同含量的形核剂（CsI、CsCl）,通过XRD分析,确定玻璃熔制的最佳冷却方式,进而研究不同含量的形核剂对玻璃硬度、密度等物理性能的影响。通过傅里叶变换红外光谱仪和紫外可见光分光光度计测试试样的红外透过率和透过范围等光学性能。使用差示扫描量热仪测试试样的DSC曲线,热机械分析仪测试试样的动态线性膨胀系数,以此对玻璃的热力学性能进行研究,探究不同热处理工艺对96Ge20Sb10Se65Te5-4CsI玻璃性能的影响,主要结论如下:（1）通过盐浴冷却所制备出的玻璃表面光亮、无裂纹产生,为典型的非晶态结构。随着CsI和CsCl含量的增加,玻璃的热稳定性降低,硬度、密度都呈现减小的趋势。（2）在Ge20Sb10Se65Te5玻璃中加入CsI和CsCl形核剂对玻璃的红外透过率影响较小。随着CsI含量的增加,Ge20Sb10Se65Te5-CsI玻璃的短波截止波长向短波方向移动,即发生蓝移,随着CsCl含量的增加,Ge20Sb10Se65Te5-CsCl玻璃的短波截止波长先向短波方向移动,之后向长波方向移动,即先发生蓝移之后又发生红移。（3）在Ge20Sb10Se65Te5玻璃中加入CsI和CsCl以后,玻璃的动力学理想玻璃化转变温度减小,大多数组分玻璃结晶活化能升高。加入CsI后,除98Ge20Sb10Se65Te5-2CsI玻璃外,其余成分玻璃的玻璃化转变活化能均不同程度的减小;加入CsCl后,除98Ge20Sb10Se65Te5-2CsCl玻璃外,其余成分玻璃的玻璃化转变活化能均不同程度的增大。随着CsI和CsCl含量的增加,Ge20Sb10Se65Te5-CsI/CsCl玻璃的平均线膨胀系数α均不同程度的增大。（4）随着热处理温度和时间的增加,96Ge20Sb10Se65Te5-4CsI玻璃的红外透过率降低,其中,280℃/20 h、290℃/70 h、310℃/20 h和310℃/40 h的试样,红外透过率仍然保持在50%以上。300℃/70 h、310℃/70 h、320℃/20 h和320℃/40 h的试样,在波长为2.5～4μm处的透过率几乎为0,在波长为11～15μm处的透过率最大的为30%左右。在310℃保温40 h后,试样的显微维氏硬度和断裂韧性分别为160.56 kgf·mm-2和0.82kgf·mm-1/2,脆性为195.01 mm1/2,与未热处理的试样相比,显微维氏硬度提高了约19%,断裂韧性提高了约78%,是制备96Ge20Sb10Se65Te5-4CsI微晶玻璃较优的热处理工艺。
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