飞秒激光改性玻璃微结构的化学腐蚀特性研究

采用飞秒激光改性-化学腐蚀的方法,分别研究了3种典型玻璃的化学腐蚀性能.通过测试材料的微观结构,分析了不同材料的腐蚀速率与脉冲能量及腐蚀时间的关系,从材料组成、显微结构及化学键特征讨论了玻璃改性-腐蚀机理.结果表明,飞秒激光改性后的碲酸盐和PbO硅酸盐玻璃不具有选择性腐蚀特性,而石英玻璃的选择性腐蚀比高于40;飞秒激光改性玻璃的选择性腐蚀特性与材料结构有关,分子体积大、网络结构不紧密的材料不具有选择腐蚀特性.

氧化钡对铁磷酸盐玻璃结构和性能的影响研究

为研究Ba O对铁磷酸盐玻璃结构和性能的影响,采用熔融淬冷法制备x Ba O-(100-x)(40Fe2O3-60P2O5)(其中x=0、5、10、20、30、40 mol%)系列玻璃。利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)和综合热分析(DTA)等测试手段表征样品结构和性能,并测试玻璃样品的密度和维氏硬度。结果研究表明,当Ba O含量小于30 mol%时,样品为均质玻璃;当Ba O含量大于等于30 mol%时,样品中析出类无水钾镁矾矿物(化学式:KBa Fe2(PO4)3,JCPDS:#78-2334)晶相;同时,Raman光谱表明伴随Ba O含量的增加,玻璃微结构从Q1转变到Q2和Q0,由于Ba O含量的增加导致玻璃样品网络结构更致密,宏观表现为密度(ρ)和维氏硬度(H)增加,摩尔体积(Vm)减小;样品玻璃转化温度(Tg)随Ba O含量的增加而增加,玻璃形成能力(Kgl)和抗析晶能力(ΔTTS)随Ba O的添加先增大后减小,这与XRD测试结果相一致。

溶胶-凝胶法制备TiO_2-SiO_2-GeO_2玻璃的研究

以GeCl4 为原料合成了 3-三氯锗丙酸 ,再以正硅酸乙酯、钛酸丁酯、3-三氯锗丙酸为前驱物 ,采用溶胶 -凝胶法制备了TiO2 -SiO2 -GeO2 玻璃。利用DTA、TG、XRD研究TiO2 -SiO2 -GeO2 溶胶向玻璃的转化 ,利用XPS研究了TiO2 -SiO2 -GeO2

基于数字全息的玻璃微加工形貌测量

利用数字全息显微技术对玻璃微加工中微结构的形貌进行了高精度测量,基于马赫-曾德离轴显微干涉系统记录微结构的数字全息图,用混合重建算法和行列扫描法解包裹提取高精度的相位分布,进而构建微结构的形貌,并计算了深度。对平凸球形微透镜进行了形貌仿真与测量,验证了该方法的可行性。用二氧化碳激光器对载玻片表面进行光刻微加工,定量分析了不同光刻参数对玻璃微结构的形貌及深度的影响,以及加工热影响区引起的重凝高度对加工质量的影响。结果表明,光刻深度随着激光功率的增大而增大,随着打标速度的减小而增大,Q频较小时深度较大。这有助于指导玻璃的精细加工。

玻璃基环形振动微陀螺谐振子的设计与制造工艺

针对传统单晶硅材料热胀系数不稳定引起的硅基环形振动微陀螺的温度漂移问题,开展了玻璃基环形振动微陀螺谐振子的设计,并提出了一种新型的玻璃基准三维微结构制造工艺,借助微型电子机械系统(MEMS)工艺中成熟的深硅刻蚀、阳极键合、化学机械抛光等通用加工技术,融合玻璃熔融工艺,解决了玻璃基准三维微结构的制造工艺难题,同时保证了高的加工精度,实现了玻璃基环形振动微陀螺谐振子的高精度批量制造。