无水溶胶-凝胶法制备非氧化物陶瓷的研究进展

综述了基于氨解、胺解以及碳化二亚胺化三类反应的无水相溶胶-凝胶方法在制备SiCN、B(C)N、SiN、BN等非氧化物陶瓷材料方面的研究进展,并对其前景进行了展望。

无水溶胶-凝胶法制备SiO2,SiO2-ZrO2凝胶玻璃

采用无水溶胶-凝胶工艺制备了SiO2,SiO2-ZrO2凝胶玻璃,用红外光谱对其结构进行了表征,并且估算了SiO2凝胶玻璃中的Si-OH含量,结果发现通过无水溶胶-凝胶工艺制备的凝胶玻璃比有水工艺具有更低的Si-OH含量.经150℃热处理的SiO2-ZrO2二元系统凝胶玻璃,其折射率可因ZrO2含量的改变,在1.445～1.614范围内调控.

无水溶胶-凝胶法制备有机-无机杂化光波导薄膜

以二苯基二羟基硅烷(diphenylsilanediol,DPSD)和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(γ-Methacryloxypropyl trimethoxy silane,MAPTMS)为前驱体,用无水溶胶-凝胶法合成出有机-无机杂化材料,将其旋涂在硅基片和石英玻璃片上得到杂化光波导薄膜。利用Abbe折射仪测试薄膜的折射率,用Fourier红外光谱仪和Raman光谱仪测试了薄膜的红外吸收光谱和Raman散射光谱,用紫外-可见-近红外分光光度计测试了薄膜的光吸收性质,用棱镜耦合法测试薄膜的光传输损耗。结果表明:控制DPSD的加入量可以调节薄膜的折射率(1.471～1.515);杂化材料在可见和近红外区域的光透过率在90%以上;在265nm处存在强烈的苯环K带吸收峰;薄膜的光传输损耗约为1.0dB/cm。

无水溶胶-凝胶法制备TiO2-有机硅杂化光波导薄膜(英文)

采用无水溶胶-凝胶法合成了新型的TiO2/有机硅杂化材料,得到的低-OH含量的光学薄膜适合应用于光波导、光集成器件和光传感器等领域。以二苯基二羟基硅烷(Diphenylsilanediol,DPSD)、钛酸丁酯(tetrabutoxytitanate,TBT)和γ-甲基丙烯酰氧-基丙基三甲氧基硅烷(γ-methacloxypropyl trimethoxysilane,MAPTMS)为先驱体,制备出折射率可调、高透明度的有机-无机杂化光波导材料,分别在石英玻璃基片和单晶硅片上旋转涂膜得到平面光波导薄膜。用Abbe折射仪测试薄膜的折射率,用紫外-可见光-近红外分光光度计测试了薄膜的光吸收性质,用Fourier红外光谱仪和Raman光谱仪测试了薄膜的红外振动吸收光谱和Raman散射光谱并讨论了材料结构,并用棱镜耦合法测试平面光波导在632.8 nm波长下的光传输损耗。结果表明:控制Ti的加入(摩尔含量7%~22%)可以调节薄膜的折射率(1.49~1.52):平面光波导的光传输损耗约为0.7 dB/cm。此外,通过软刻蚀技术和PDMS软印章在杂化薄膜表面得到了线宽约为700 nm的光栅微结构。

无水溶胶凝胶法合成镁橄榄石超细粉体研究

以正硅酸乙酯和无水氯化镁为前驱体,以二氯甲烷为溶剂,采用无水溶胶-凝胶法合成出镁橄榄石超细粉体。通过FTIR分析发现,正硅酸乙酯和无水氯化镁之间通过脱卤代烷缩聚反应生成Si-O-Mg凝胶网络。利用XRD、SEM和激光粒度仪表征了镁橄榄石粉体的物相、形貌及粒径分布,结果表明,凝胶经1000℃煅烧后生成镁橄榄石晶相,粉体颗粒近似球形,晶粒尺寸为130~150 nm,粒径分布范围较宽。

新型低含量羟基有机-无机杂化材料的合成

采用二苯基二羟基硅烷分别和两种不同的硅烷偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷作为先驱体,用无水溶胶-凝胶法合成出有机-无机杂化材料,将其旋涂在硅基片和石英玻璃片上得到杂化光学薄膜。用Fourier红外光谱仪和Raman光谱仪测试了薄膜的红外吸收光谱和Raman散射光谱,用Abbe折射仪和紫外-可见光-近红外分光光度计分别测试了薄膜的折射率和光透过吸收性质。结果表明:杂化材料在可见光和近红外区域的光透过率在90%以上;杂化材料的羟基含量很低。

基于环氧树脂硅烷的平面光波导的制备与表征

采用无水溶胶-凝胶合成方法,以二苯基二羟基硅烷（Diphenylsilanediol,DPSD）和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（γ-glycidoxypropyl-trimethoxysilane,GPTS）为先驱体,制备出有机-无机杂化光波导材料,并在石英玻璃基片上旋涂制得平面光波导薄膜。用Abbe折射仪测试薄膜的折射率,用紫外-可见光-近红外分光光度计测试了薄膜的光吸收性质,用Fourier红外光谱仪和Raman光谱仪测试了薄膜的红外振动吸收光谱和Raman散射光谱并讨论了材料结构,并用棱镜耦合法测试平面光波导在632.8nm波长下的光传输损耗。结果表明：控制DPSD的加入可以调节薄膜的折射率（1.461~1.481）;薄膜在可见光和近红外区域的光透过率在90%以上;平面光波导的光传输损耗约为0.26dB/cm。