[發明專利]一種具有納米級空孔的玻璃微結構的制備方法

有效

• 申請號: 202110283765.0
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN113024126B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 姚治東;史偉;李峰
• 申請（專利權）人: 山東海富光子科技股份有限公司
• 主分類號: C03C15/00
• 分類號: C03C15/00;C03C25/68;C03B23/047;C03B37/027;C03B33/06;C03B37/16
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 陳海濱

1.一種具有納米級空孔的玻璃微結構的制備方法，其特征在于，包括下列步驟：

步驟1：選擇兩種熱學性質相匹配、化學穩定性不同的多組分玻璃，一種為高穩定性的多組分玻璃，另一種為低穩定性的多組分玻璃；

兩種多組分玻璃包括硅酸鹽玻璃、硼酸鹽玻璃、磷酸鹽玻璃、鍺酸鹽玻璃、碲酸鹽玻璃、氟化物玻璃、硫化物玻璃以及它們的混雜玻璃；

步驟2：高穩定性的多組分玻璃作為基底玻璃，將低穩定性的多組分玻璃插入到基底玻璃上的空孔中，根據需要的納米級空孔數量及直徑，采用管棒法和多步拉伸法得到所需結構尺寸的玻璃微結構；

步驟3：將上述玻璃微結構切割成需要的厚度并研磨拋光，放入到侵蝕液中浸沒一段時間，取出后放置在去離子水中進行超聲波清洗，伴隨著低穩定性的多組分玻璃的去除，形成具有均勻的納米級空孔的玻璃微結構；

步驟2包括下列子步驟：

步驟21：將低穩定性的玻璃預制棒放入拉絲塔中，拉制成直徑為d的低穩定性玻璃細棒，將該低穩定性玻璃細棒插入到高穩定性的玻璃套管中，通過拉絲塔經拉制縮小x倍，得到玻璃微結構棒A1，該玻璃微結構棒A1中低穩定性玻璃細棒的直徑為d/x；

步驟22：在高穩定性的玻璃棒截面上，用預制棒機鉆出a×a個空孔徑等于玻璃微結構棒A1外徑的空孔，把a×a個玻璃微結構棒A1分別插入到空孔中，放置到拉絲塔中經拉制縮小y倍，得到玻璃微結構棒A2，該玻璃微結構棒A2中a×a個低穩定性玻璃細棒的直徑為d/x/y；

步驟23：將玻璃微結構棒A2截成需要的長度和根數，把它們的外圓柱面分別用石蠟粘在表面拋光過的金屬模具上，待石蠟固化后對其外圓柱面進行磨拋，通過連續三次，每次90℃的翻轉，將玻璃微結構棒A2的橫截面由圓形磨拋成具有最大邊長的正方形；將磨拋后的玻璃微結構棒A2排列成b×b的正方形陣列，放入到高穩定性玻璃棒中具有相應尺寸的正方形空孔中，再放置到拉絲塔中經拉制縮小z倍，得到玻璃微結構棒A3，該玻璃微結構棒A3中(a×b)×(a×b)個低穩定性玻璃細棒的直徑為d/x/y/z；

步驟24：根據設計的納米級空孔的數量和直徑重復步驟23，最終得到所需結構和尺寸的玻璃微結構棒An，n表示非0自然數。

2.根據權利要求1所述的一種具有納米級空孔的玻璃微結構的制備方法，其特征在于，所述兩種多組分玻璃均能反復承受升溫降溫的過程而保持玻璃性質不變。

3.根據權利要求1所述的一種具有納米級空孔的玻璃微結構的制備方法，其特征在于，所述侵蝕液包括氫氟酸、鹽酸、硫酸、硝酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀溶液以及它們的不同混合比例的混合溶液。