本發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，是交叉學科，屬于納米無機材料領域。
背景技術：
在1997年pinckney和beall研制出了有重大經濟價值納米微晶玻璃，但大多數微晶玻璃晶徑大，基本不透明，微晶玻璃主要應用和研究領域在高硅區即二氧化硅含量60％以上，難熔物二氧化硅含量高熔制比較困難。
現有的納米自組裝技術大多只能生產納米顆粒材料、納米膜材料、納米液體材料，不能生產納米大塊體材料。
技術實現要素：
本發明的目的是發明一種性能佳、適應性廣、工藝簡單可控的透明納米晶玻璃及其制備方法。
本發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％。
作為本發明的透明納米晶玻璃的優選：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％。
作為本發明透明納米晶玻璃的進一步改進：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，經三篩兩磨后，再球磨1小時，于1520–1600℃保溫5小時熔化，澆鑄后降溫至650℃退火，將退火后的材料在800℃保溫2小時核化，然后在950℃保溫1.5小時晶化，得到透明納米晶玻璃。
本發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、小尺寸效應和宏觀量子隧道效應；同時，本發明透明納米晶玻璃是透明的，因而拓展了應用領域。基于以上特性，本發明透明納米晶玻璃具有廣闊的應用前景,可應用于電子工業中作為平板顯示器，各種光電基板，光學放大器，太陽能收集器，激光應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明的新材料制備，還可以用作人工寶石材料。
具體實施方式
下面以具體實施例對本發明作說明，但本發明不限于以下實施例，還可以有很多變形，本領域的普通技術員能從本發明公開的內容直接導出或聯想到所有變形，均應屬于本發明的保護范圍。
實施例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，經三篩兩磨后，再球磨1小時，于1520–1600℃保溫5小時熔化，澆鑄后降溫至650℃退火，將退火后的材料在800℃保溫2小時核化，然后在950℃保溫1.5小時晶化，得到綠色透明納米晶玻璃。
這種材料在可見光區有寬廣的吸收區,通過斯托克斯（stokes）效應能在近紅外區發射熒光，而這些波段（730–830納米）正是太陽能硅電池的靈敏吸收區，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，經三篩兩磨后，再球磨1小時，于1520–1600℃保溫5小時熔化，澆鑄后降溫至650℃退火，將退火后的材料在800℃保溫2小時核化，然后在950℃保溫1.5小時晶化，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，可望開發為優良光纖放大器材料。
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，經三篩兩磨后，再球磨1小時，于1520–1600℃保溫5小時熔化，澆鑄后降溫至650℃退火，將退火后的材料在800℃保溫2小時核化，然后在950℃保溫1.5小時晶化，得到藍色透明納米晶玻璃。
這種材料藍色純正飽滿，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，經三篩兩磨后，再球磨1小時，于1520–1600℃保溫5小時熔化，澆鑄后降溫至650℃退火，將退火后的材料在800℃保溫2小時核化，然后在950℃保溫1.5小時晶化，得到海蘭色透明納米晶玻璃。
實施例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，經三篩兩磨后，再球磨1小時，于1520–1600℃保溫5小時熔化，澆鑄后降溫至650℃退火，將退火后的材料在800℃保溫2小時核化，然后在950℃保溫1.5小時晶化，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。