研究目的
探索一种独特的加工技术，通过快速加热和冷却ZBLAN材料，旨在制备无微纳米晶体夹杂的测试样品，从而抑制结晶并提升其光纤应用的光学性能。
研究成果
以25,000 K/分钟和4,000 K/分钟的加热与冷却速率对ZBLAN玻璃进行快速处理，成功抑制了结晶过程，透射电镜验证获得了完全非晶态样品。所用样品体积的理论临界冷却速率为1081 K/分钟。该方法提升了ZBLAN的玻璃形成能力，有望应用于低损耗光纤制造。后续研究应聚焦于扩大样品尺寸及长期稳定性考察。
研究不足
该理论模型仅考虑均质成核，忽略了实际场景中占主导地位的异质成核效应。样品量较?。?00毫克），限制了向更大光纤预制棒的扩展性。REPD冷却速率的重现性变异系数为10%，表明可能存在不一致性。未研究非晶态的老化效应。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用了一种新型快速电热处理装置（REPD），用于对ZBLAN样品施加欧姆加热和快速冷却。理论方法包括使用基于经典成核理论的算法来估算临界冷却速率。
2：样品选择与数据来源：
使用ZBLAN预制棒和库存材料，将其粉碎成粉末进行处理。通过透射电子显微镜（TEM）分析样品以验证非晶结构。
3：实验设备与材料清单：
设备包括REPD、铂坩埚、JEOL 2100电子显微镜、K型热电偶、Arduino板、Matlab软件以及高速摄像机。材料包括ZBLAN粉末和铂坩埚。
4：实验步骤与操作流程：
在REPD中通过欧姆加热以25,000 K/min的速率将样品加热至500°C，然后通过热传导以4,000 K/min的速率冷却。对安装在碳网格上的碎片进行TEM分析。
5：数据分析方法：
分析TEM图像和衍射图案的数据以确认非晶结构?；诔珊怂俾屎褂肕atlab计算理论临界冷却速率。
独家科研数据包，助您复现前沿成果，加速创新突破
获取完整内容-
Transmission Electron Microscope
JEOL 2100
JEOL
Used for analyzing the microstructure of ZBLAN samples to verify the absence of crystallites through bright field, dark field, high resolution images, and diffraction patterns.
-
Arduino board
Arduino
Used to control the REPD device by interfacing with a solid-state relay to manage power transfer and heating steps based on temperature feedback from a thermocouple.
-
K-type thermocouple
Attached to the crucible to measure temperature and provide feedback to the Arduino for controlling the heating process in the REPD.
-
Platinum crucible
5 mm dia x 8 mm height
Used to hold ZBLAN test samples during rapid heating and cooling in the REPD, facilitating ohmic heating due to its electrical resistivity and thermal conductivity.
-
Rapid Electro-thermal Processing Device
REPD
A custom-built device for rapidly heating and cooling ZBLAN samples using ohmic heating and thermal conduction to suppress crystallization.
-
Matlab software
MathWorks
Used for programming control of the REPD via Arduino interface and for theoretical calculations of nucleation rates and critical cooling rates.
-
High frame rate video camera
Used to capture video footage of the heating process in the REPD for documentation and analysis.
-
登录查看剩余5件设备及参数对照表
查看全部
