远红外新型Te基硫系玻璃研制及相关性质研究

随着外太空生命探测、生物传感等远红外技术日益兴起，越来越需要发展新型远红外光学材料。本项目以碲基硫系玻璃为基础进行远红外玻璃研制及光谱性质研究。内容包括：以高配位Ge、Ga、In和高电负性I、Br等对Te基硫系玻璃进行玻璃改良为基础，探索具有较高Tg、良好热稳定性且远红外可透的新型碲基玻璃；分析引进Zr.Hf等过渡金属对Te玻璃的形成性、软化点和抗热稳定性的影响；引核、无核情况下纳米晶对玻璃性能的改善作用。最后根据硫系玻璃的结构、键强、键角和微观晶格的振动模式，构建硫系玻璃的红外多声子光吸收模型，获得多组机械强度高、热稳定性好且远红外透过好的新型Te基硫系玻璃组分及样品。本项目属先进材料与红外技术的结合，具创新性和重要应用前景，对我国开发具有自主知识产权的红外光学材料和技术，扩展红外材料的应用领域，满足我国国防技术现代化、国民经济建设和社会发展对新材料的需求具有重要的战略意义和实用价值。

本项目以碲(Te)基硫系玻璃为基础进行远红外玻璃研制及光谱性质研究。系统研究了重金属、卤素以及卤化物对碲(Te)基质硫系玻璃的形成机理、玻璃相图和相关物理、化学性质的影响，具体内容包括：以高配位Ge、Ga、In 、Sn、Pb和高电负性I、Br 等对Te 基硫系玻璃进行玻璃改良为基础，探索了具有较高Tg、良好热稳定性且远红外可透的新型碲(Te)基玻璃；分析了网络修饰体Ag、Cu、Cd等过渡金属对Te 玻璃的形成性、软化点和抗热稳定性的影响；完成了新型Te基硫系玻璃的系统性研究报告；此外，从短波电子和红外声子光吸收的理论出发，借鉴了晶体中的相关理论模型，结合硫系玻璃的结构、键强、键角和微观晶格的振动模式，构建了硫系玻璃的红外多声子光吸收模型，获得了一系列机械强度高、热稳定性好(大ΔT)且远红外透过好的新型Te 基硫系玻璃组分及样品。最后讨论了硫系玻璃的提纯和远红外Te基质硫系玻璃的挤压法制备光纤的可行性，初步完成了远红外光纤制作技术的积累，在国内外知名期刊上刊出了29篇专业论文，申请了12项国家专利（授权3项），为进一步开发远红外光学器件打下了坚实的玻璃材料基础，也为远红外光纤开发开辟了一个新的方向。