[发明专利]一种具有纳米级空孔的玻璃微结构的制备方法

权利要求书

1.一种具有纳米级空孔的玻璃微结构的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：

步骤1：选择两种热学性质相匹配、化学稳定性不同的多组分玻璃，一种为高稳定性的多组分玻璃，另一种为低稳定性的多组分玻璃；

两种多组分玻璃包括硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、锗酸盐玻璃、碲酸盐玻璃、氟化物玻璃、硫化物玻璃以及它们的混杂玻璃；

步骤2：高稳定性的多组分玻璃作为基底玻璃，将低稳定性的多组分玻璃插入到基底玻璃上的空孔中，根据需要的纳米级空孔数量及直径，采用管棒法和多步拉伸法得到所需结构尺寸的玻璃微结构；

步骤3：将上述玻璃微结构切割成需要的厚度并研磨抛光，放入到侵蚀液中浸没一段时间，取出后放置在去离子水中进行超声波清洗，伴随着低稳定性的多组分玻璃的去除，形成具有均匀的纳米级空孔的玻璃微结构；

步骤2包括下列子步骤：

步骤21：将低稳定性的玻璃预制棒放入拉丝塔中，拉制成直径为d的低稳定性玻璃细棒，将该低稳定性玻璃细棒插入到高稳定性的玻璃套管中，通过拉丝塔经拉制缩小x倍，得到玻璃微结构棒A1，该玻璃微结构棒A1中低稳定性玻璃细棒的直径为d/x；

步骤22：在高稳定性的玻璃棒截面上，用预制棒机钻出a×a个空孔径等于玻璃微结构棒A1外径的空孔，把a×a个玻璃微结构棒A1分别插入到空孔中，放置到拉丝塔中经拉制缩小y倍，得到玻璃微结构棒A2，该玻璃微结构棒A2中a×a个低稳定性玻璃细棒的直径为d/x/y；

步骤23：将玻璃微结构棒A2截成需要的长度和根数，把它们的外圆柱面分别用石蜡粘在表面抛光过的金属模具上，待石蜡固化后对其外圆柱面进行磨抛，通过连续三次，每次90℃的翻转，将玻璃微结构棒A2的横截面由圆形磨抛成具有最大边长的正方形；将磨抛后的玻璃微结构棒A2排列成b×b的正方形阵列，放入到高稳定性玻璃棒中具有相应尺寸的正方形空孔中，再放置到拉丝塔中经拉制缩小z倍，得到玻璃微结构棒A3，该玻璃微结构棒A3中(a×b)×(a×b)个低稳定性玻璃细棒的直径为d/x/y/z；

步骤24：根据设计的纳米级空孔的数量和直径重复步骤23，最终得到所需结构和尺寸的玻璃微结构棒An，n表示非0自然数。

2.根据权利要求1所述的一种具有纳米级空孔的玻璃微结构的制备方法，其特征在于，所述两种多组分玻璃均能反复承受升温降温的过程而保持玻璃性质不变。

3.根据权利要求1所述的一种具有纳米级空孔的玻璃微结构的制备方法，其特征在于，所述侵蚀液包括氢氟酸、盐酸、硫酸、硝酸、氢氧化钠、氢氧化钾溶液以及它们的不同混合比例的混合溶液。