本發(fā)明涉及一種納米晶及其制備方法，特別是一種透明納米晶玻璃及其制備方法，是交叉學(xué)科，屬于納米無機(jī)材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在1997年pinckney和beall研制出了有重大經(jīng)濟(jì)價(jià)值納米微晶玻璃，但大多數(shù)微晶玻璃晶徑大，基本不透明，微晶玻璃主要應(yīng)用和研究領(lǐng)域在高硅區(qū)即二氧化硅含量60％以上，難熔物二氧化硅含量高熔制比較困難。
現(xiàn)有的納米自組裝技術(shù)大多只能生產(chǎn)納米顆粒材料、納米膜材料、納米液體材料，不能生產(chǎn)納米大塊體材料。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是發(fā)明一種性能佳、適應(yīng)性廣、工藝簡單可控的透明納米晶玻璃及其制備方法。
本發(fā)明的透明納米晶玻璃,其特征在于：它由以下重量百分比的原料加工制成：二氧化硅38–44％,三氧化二鋁24?–30％，氧化鋅9–18％，氧化鎂0–6％，氧化鋯3–7.5％，氧化鈦1–8％，氧化鉀、氧化鈉一種或兩種0–3％，氧化釹、氧化鉺、氧化銻、氧化鈷、氧化鐵、氧化鎳、氧化鉻一種或多種1–5％，各種原料總量為100％。
作為本發(fā)明的透明納米晶玻璃的優(yōu)選：它由以下重量百分比的原料加工制成：二氧化硅42.5％,三氧化二鋁27.8％，氧化鋅12％，氧化鎂4.5％，氧化鋯3.7％，氧化鈦6％，氧化鉀、氧化鈉一種或兩種1％，氧化釹、氧化鉺、氧化銻、氧化鈷、氧化鐵、氧化鎳、氧化鉻一種或多種2.5％。
作為本發(fā)明透明納米晶玻璃的進(jìn)一步改進(jìn)：氧化鉀和氧化鈉可按任意重量比組成，氧化釹、氧化鉺、氧化銻、氧化鈷、氧化鐵、氧化鎳、氧化鉻可按任意重量比組成。
本發(fā)明透明納米晶玻璃的制備方法，其步驟是：將原料混合成基料，攪拌均勻，經(jīng)三篩兩磨后，再球磨1小時(shí)，于1520–1600℃保溫5小時(shí)熔化，澆鑄后降溫至650℃退火，將退火后的材料在800℃保溫2小時(shí)核化，然后在950℃保溫1.5小時(shí)晶化，得到透明納米晶玻璃。
本發(fā)明透明納米晶玻璃的二氧化硅含量屬中低硅，難熔物二氧化硅含量降低使熔制變得容易；其晶徑位于1–100納米之間，具有只有納米材料才有的表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)；同時(shí)，本發(fā)明透明納米晶玻璃是透明的，因而拓展了應(yīng)用領(lǐng)域?；谝陨咸匦?，本發(fā)明透明納米晶玻璃具有廣闊的應(yīng)用前景,可應(yīng)用于電子工業(yè)中作為平板顯示器，各種光電基板，光學(xué)放大器，太陽能收集器，激光應(yīng)用中的上變頻器裝置，并且磁性記憶存儲裝置中硬盤也可以用本發(fā)明的新材料制備，還可以用作人工寶石材料。
具體實(shí)施方式
下面以具體實(shí)施例對本發(fā)明作說明，但本發(fā)明不限于以下實(shí)施例，還可以有很多變形，本領(lǐng)域的普通技術(shù)員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到所有變形，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例1
原料：二氧化硅42.5kg,三氧化二鋁27.8kg，氧化鋅12kg，氧化鎂4.5kg，氧化鋯3.7kg，氧化鈦6kg，氧化鈉1kg，氧化銻1kg，氧化鎳1kg，氧化鉻的0.5kg。
制備：將原料混合成基料，攪拌均勻，經(jīng)三篩兩磨后，再球磨1小時(shí)，于1520–1600℃保溫5小時(shí)熔化，澆鑄后降溫至650℃退火，將退火后的材料在800℃保溫2小時(shí)核化，然后在950℃保溫1.5小時(shí)晶化，得到綠色透明納米晶玻璃。
這種材料在可見光區(qū)有寬廣的吸收區(qū),通過斯托克斯（stokes）效應(yīng)能在近紅外區(qū)發(fā)射熒光，而這些波段（730–830納米）正是太陽能硅電池的靈敏吸收區(qū)，所以利用這些特性可制造太陽能集光器。
這種材料綠色純正飽滿與祖母綠顏色相近，是很好的人工寶石材料。
實(shí)施例2
原料：二氧化硅38kg,三氧化二鋁29kg，氧化鋅15kg，氧化鎂1.3kg，氧化鋯5.2kg，氧化鈦6kg，氧化鉀1kg，氧化鈉1kg，氧化銻1kg，氧化鉺2.5kg。
制備：將原料混合成基料，攪拌均勻，經(jīng)三篩兩磨后，再球磨1小時(shí)，于1520–1600℃保溫5小時(shí)熔化，澆鑄后降溫至650℃退火，將退火后的材料在800℃保溫2小時(shí)核化，然后在950℃保溫1.5小時(shí)晶化，得到粉紅色透明納米晶玻璃。
這種材料可提高光纖通信的增益帶寬，在1.4–1.7微米光通訊窗口，可望開發(fā)為優(yōu)良光纖放大器材料。
這種材料粉紅色純正飽滿，也是很好的人工寶石材料。
實(shí)施例3
原料：二氧化硅41kg,三氧化二鋁26.5kg，氧化鋅13kg，氧化鎂6kg，氧化鋯3.7kg，氧化鈦4.2kg，氧化鈉1kg，氧化銻1.5kg，氧化釹2.5kg,氧化鐵0.3kg,氧化鈷0.3kg。
制備：將原料混合成基料，攪拌均勻，經(jīng)三篩兩磨后，再球磨1小時(shí)，于1520–1600℃保溫5小時(shí)熔化，澆鑄后降溫至650℃退火，將退火后的材料在800℃保溫2小時(shí)核化，然后在950℃保溫1.5小時(shí)晶化，得到藍(lán)色透明納米晶玻璃。
這種材料藍(lán)色純正飽滿，與天然籃寶石顏色相近，也是很好的人工寶石材料。
實(shí)施例4
原料：二氧化硅44kg,三氧化二鋁26.5kg，氧化鋅17.5kg，氧化鋯3kg，氧化鈦6kg，氧化鉀1.7kg，氧化銻0.5kg，氧化鎳0.5kg,氧化鈷0.3kg。
制備：將原料混合成基料，攪拌均勻，經(jīng)三篩兩磨后，再球磨1小時(shí)，于1520–1600℃保溫5小時(shí)熔化，澆鑄后降溫至650℃退火，將退火后的材料在800℃保溫2小時(shí)核化，然后在950℃保溫1.5小時(shí)晶化，得到海蘭色透明納米晶玻璃。
實(shí)施例5
原料：二氧化硅43.5kg,三氧化二鋁28.5kg，氧化鋅10.5kg，氧化鎂5kg，氧化鋯7kg，氧化鈦2kg，氧化鈉2kg，氧化銻1.5kg。
制備：將原料混合成基料，攪拌均勻，經(jīng)三篩兩磨后，再球磨1小時(shí)，于1520–1600℃保溫5小時(shí)熔化，澆鑄后降溫至650℃退火，將退火后的材料在800℃保溫2小時(shí)核化，然后在950℃保溫1.5小時(shí)晶化，得到無色透明納米晶玻璃。
通過改變原料配方還可以制備其他各種顏色的透明納米晶玻璃。