溶胶凝胶法在制备特性玻璃上的应用

摘要

现代科学技术的发展及应用在很大程度上取决于新材料的发展和应用。高科技的发展对材料科学提出了更高的要求，科学技术的发展促进了人们制备材料的工艺不断改进，以满足新的应用要求。对材料进行改性的方法之一就是在原材料制备中使化学组成达到高均匀性、高纯性、超细性。在各种制备技术中，溶胶一凝胶法因其工艺简便，设备要求低以及组成容易控制等众多的优越性而倍受关注。本论文主要对溶胶一凝胶法制备的掺杂玻璃的结构及电学、光学等性质等展开了基础研究工作。
　　 溶胶凝胶法制备出来的玻璃的特点是具有均匀分布的多孔结构，适合向其中掺杂其它颗粒材料，近年来运用该种方法制备出许多具有不同光学性能及其它性能的掺杂玻璃。本研究采用溶胶凝胶法在常温条件下制各了纯玻璃以及掺杂玻璃两类样品。利用X射线衍射仪(XRD)、核磁共振仪、扫描电子显微镜、光谱仪以及四探针探测仪等分析测试仪器研究了样品的形貌、结构、光学、电学等特性。XRD和SEM的研究结果表明：纯玻璃为非晶态结构，掺入到固体玻璃中的是十几至一两百纳米大小的金分子团簇。核磁共振结果表明：所有样品都存在着羟基、亚甲基和甲基三种含氢功能团，其中无论是功能团与周围化学环境之间的作用强度还是功能团内部同类自旋核之间的能量传递速率固体玻璃都比玻璃溶液的作用强度大，而且传递能量速度快。这可能是由于经过缩聚联结之后，分子联结更紧密，作用距离缩短所致。四探针探测结果表明采用溶胶-凝胶法制备的玻璃其电阻率远低于普通玻璃。掺入金以及巨磁阻颗粒材料后，玻璃的电阻率降低。光学特性测量结果表明，掺有金分子团簇玻璃的光波吸收发生在311 nm及247.5 nm附近。