【表面功能化】北京大学深圳研究生院孟鸿教授团队：基于仿生蛾眼结构制备减反射微晶玻璃
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2024-11-14 17:00
重庆
微晶玻璃又称玻璃陶瓷，是介于陶瓷和玻璃之间的一种材料，通过对基础玻璃进行特定热处理工艺而获得。通过对玻璃成分配方的调整，玻璃在热处理工艺中会在内部析出晶体颗粒，获得晶体和残余玻璃相的混合材料。微晶玻璃结合了玻璃的高硬度和陶瓷的韧性，其热膨胀系数可以控制在很低的水平，因此成为一种力学性能优良的材料，被广泛应用于化工、电子、航海、勘探等领域[1-8]。但微晶玻璃在制备过程中可能因为晶体的析出而失透，所以制备高透明度的微晶玻璃引起了人们的广泛关注。北京大学深圳研究生院孟鸿教授团队提出一种基于微晶玻璃构建蛾眼结构以增强透过率的方案，微晶玻璃由晶粒和残余玻璃相构成，晶体随机均匀分布在玻璃相中，两者的元素组成和结构有较大差异。通过湿法刻蚀微晶玻璃，利用微晶玻璃内晶粒和残余玻璃相耐化学腐蚀能力的区别，将残余玻璃相腐蚀，剩余耐腐蚀能力强的晶粒，在玻璃表层得到规则有致的凸起蛾眼结构，从而达到增透减反的目的。
关键词：微晶玻璃；湿法刻蚀；蛾眼结构；晶粒大小；透过率；晶化工艺1）微晶玻璃中存在晶体相和残余玻璃相，经过酸蚀处理后，表面能形成以透锂长石晶体和二硅酸锂晶体均匀分布的蛾眼结构，晶体尺寸分布在12.2~27.4 nm。2）微晶玻璃湿法刻蚀后透过率为95.99%~98.02%，在500 ℃核化230 min，665 ℃晶化135 min时，晶粒尺寸约为25.1 nm，刻蚀深度约为150 nm，蛾眼玻璃透过率最高。3）随着晶化时间的延长，微晶玻璃中微晶相的晶体尺寸逐渐增大，晶体相含量逐渐增多，玻璃相含量逐渐减少；相同刻蚀条件下，晶化时间越长的微晶玻璃基材被刻蚀得越深，最终形成的蛾眼结构膜层厚度增大。该文章发表在《表面技术》第53卷第18期。
引文格式：胡伟, 尹勇明, 郝霞, 等. 基于仿生蛾眼结构制备减反射微晶玻璃[J]. 表面技术, 2024, 53(18): 183-191.
HU Wei, YIN
Yongming, HAO Xia, et al. Preparation of Antireflective Glass-ceramic Based on
Biomimetic Moth Eye Structure[J]. Surface Technology, 2024, 53(18): 183-191.
DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2024.18.016
