硫碲替换硫系玻璃中硬度和抗碎裂性能演化的结构起源探索

基于Te部分替换S,采用熔融-淬冷法制备了组分为Ga8Sb32S60-xTex(x=0,2.5,5,7.5,10)的系列硫系玻璃样品。利用傅里叶红外光谱仪、显微维氏硬度仪,对样品的透过性能、硬度和抗碎裂性进行了详细表征。结果表明:Te替换S进入玻璃体系,玻璃的中红外透过截止波长仅发生微小红移;不含Te时玻璃硬度最大(214.4kgf/mm^(2)),随着Te的引入,玻璃维氏硬度逐渐下降,该现象可基于拓扑限制理论进行合理解释;不含Te时玻璃表现出最大的抗碎裂性(28.7g),随Te的逐步引入,玻璃的抗碎裂性呈现非线性非指数变化,该现象归因于自由体积、平均键能以及微不均匀区等影响抗碎裂性因素的竞争和协同作用。