La_2O_3掺杂对二硅酸锂微晶玻璃析晶行为和力学性能的影响

以P_2O_5 和 ZrO_2 为复合成核剂,Sb_2O_3为澄清剂,通过传统熔体冷却法制得掺稀土La_2O_3的SiO_2-Li_2O-K_2O- B_2O_3系统基础玻璃.利用DSC、XRD、SEM和力学性能测试等方法研究La_2O_3含量对玻璃析晶行为、析出晶相种类及微晶玻璃力学性能的影响.结果表明:La_2O_3含量对基础玻璃的第一析晶峰对应的温度影响较大,对第二析晶峰对应的温度影响不明显;当La_2O_3的含量小于0.40%(摩尔分数)时,La_2O_3的引入不改变微晶玻璃主晶相类型;当La_2O_3含量增加到0.80%时,La_2O_3直接参与晶相组成,析出LaPO_4晶相;同时,La_2O_3的引入提高了二硅酸锂晶相的析出温度;当La_2O_3含量为0.40%时,微晶玻璃的抗弯强度和弹性模量达到最高值,分别为328 MPa和143 GPa;当La_2O_3含量小于0.40%和大于1.20%时,微晶玻璃的断裂韧性随La_2O_3的增加变化较小;当La_2O_3含量为0.40%～1.20%时,微晶玻璃的断裂韧性随La_2O_3含量的增加而大幅度增加,最大断裂韧性达到3.34 MPa·m~(1/2).     

Fe_2O_3含量对CaO-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃显微组织与力学性能的影响(英文)

采用差热分析(DTA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子顺磁共振(ESR)和Mssbauer谱等技术研究Fe2O3含量对CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃显微组织与力学性能的影响。结果表明:Fe2O3的加入不改变CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析出的主晶相类型,但使体系的析晶峰温度降低,析晶活化能增加和析出晶体的粒度减小。ESR测试结果表明,Fe2O3的加入会因轴向扭曲造成分相,从而促进析晶;同时,Fe2O3的加入能更好地调整CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃网络内部结构,使Fe3+进入比四面体对称性更高的八面体配位,有利于抗弯强度的增大。Mssbauer测试结果表明,Fe3+和Fe2+在CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃存在不同的配位,且微晶玻璃的抗弯强度随Fe3+六配位数的增多而增大;同时,Fe2+和Fe3+相互作用的增强也有利于微晶玻璃抗弯强度的增大。在核化温度为700°C、核化时间为2 h、晶化温度为910°C和晶化时间为3 h的热处理条件下,样品的显微硬度达到HV 896.9,抗弯强度达到217 MPa。     

Fe2O3含量对CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃显微组织与力学性能的影响（英文）

采用差热分析(DTA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子顺磁共振(ESR)和Mssbauer谱等技术研究Fe2O3含量对CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃显微组织与力学性能的影响。结果表明:Fe2O3的加入不改变CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析出的主晶相类型,但使体系的析晶峰温度降低,析晶活化能增加和析出晶体的粒度减小。ESR测试结果表明,Fe2O3的加入会因轴向扭曲造成分相,从而促进析晶;同时,Fe2O3的加入能更好地调整CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃网络内部结构,使Fe3+进入比四面体对称性更高的八面体配位,有利于抗弯强度的增大。Mssbauer测试结果表明,Fe3+和Fe2+在CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃存在不同的配位,且微晶玻璃的抗弯强度随Fe3+六配位数的增多而增大;同时,Fe2+和Fe3+相互作用的增强也有利于微晶玻璃抗弯强度的增大。在核化温度为700°C、核化时间为2 h、晶化温度为910°C和晶化时间为3 h的热处理条件下,样品的显微硬度达到HV 896.9,抗弯强度达到217 MPa。     

ZnO含量对Ag2O-CaO-Fe2O3-SiO2玻璃析晶的影响

通过溶胶-凝胶法制备Ag2O-CaO-Fe2O3-SiO2系基础玻璃,采用晶化工艺制得该系抗菌微晶陶瓷,利用DSC、SEM和XRD等技术和动力学理论探讨该体系的晶化机理,计算不同ZnO含量的玻璃析晶活化能,研究ZnO含量变化对玻璃晶化的影响。结果表明：ZnO含量对玻璃析晶影响显著,随着ZnO含量增加,玻璃析晶温度降低;当ZnO含量为5％时,玻璃的析晶活化能最低（E=324．522kJ／mol）;ZnO的加入未改变玻璃原来的晶相,主晶相仍是磁铁矿和硅灰石,但晶体的生长方式略有改变。     

NaF-CaF2-Al2O3-SiO2微晶玻璃的析晶动力学和显微组织

采用传统熔体冷却法制备了掺镱NaF-CaF2-Al2O3-SiO2体系玻璃,并通过优化热处理工艺获得了透明氟氧化物微晶玻璃.通过DSC、XRD和TEM等方法研究了引入碱金属氧化物和碱土金属氧化物对玻璃形成能力的影响,采用动力学方法分析了NaF-CaF2-Al2O3-SiO2系统玻璃的析晶机制,探讨了热处理制度、玻璃析晶行为和显微结构的关系.研究表明:碱金属氧化物的引入降低了该系统玻璃的形成能力,而碱土金属氧化物的添加提高了玻璃的析晶稳定性;该系统玻璃的析晶过程主要受扩散控制,其主晶相为CaF2,析晶活化能为345.8 kJ/mol,晶粒尺寸随晶化温度升高逐渐增大,晶粒数量随保温时间延长逐渐增多.通过优化热处理制度,获得了晶粒尺寸小于50 nm、结晶度约为30%的透明微晶玻璃.     

Fe2O3对SiO2-Al2O3-MgO-Fe2O3-F-系玻璃陶瓷析晶的影响

采用高温熔融法制备不同Fe2O3含量的SiO2-Al2O3-MgO-Fe2O3-F-系基础玻璃,应用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等技术研究了Fe2O3含量对玻璃析晶的影响规律.结果表明在所研究的玻璃体系中,当玻璃中引入2.0%(质量分数,下同)Fe2O3后,促进了玻璃体的分相,在800℃较低温度下析出氟云母晶体,氟云母晶体的形状受到分相区尺寸的限制.提高析晶温度有利于氟云母晶体的析出.当玻璃中Fe2O3提高到6.0%后,仍能获得透明玻璃体,但是在重新加热时首先形成FeFe2O4相,而抑制了云母晶体的析出.     

烧结温度对CBN微晶玻璃结合剂相组成与组织性能的影响

制备了SiO_2-B_2O_3-Al_2O_3-Li_2O系CBN磨具用微晶玻璃结合剂。采用X衍射分析、热膨胀系数测试、扫描电镜、抗弯强度测试等方法研究了烧结温度对CBN微晶玻璃结合剂相组成、显微形貌和CBN磨具样品力学性能的影响。结果表明:烧结温度高于690℃烧结时,结合剂会析出β-锂霞石(Li_xAl_xSi_(1-x)O_2)相;随烧结温度升高,β-锂霞石晶粒尺寸变大,膨胀系数减小,膨胀系数在740℃达到最小值4.21×10-6K-1;当温度超过740℃时,随温度升高β-锂霞石晶粒变小,含量降低,结合剂膨胀系数增大,烧结温度为840℃时,结合剂变为纯玻璃相。在740℃烧结,结合剂的抗弯强度达到最大值147.8 MPa;在790℃下烧结,CBN砂轮试样的抗弯强度达到最大值64.8 MPa。     

PSZ(3Y)含量对Al2O3陶瓷力学性能的影响

对部分稳定ZrO2(简称PSZ(3Y))含量与Al2O3基陶瓷烧结致密化及力学性能的关系进行了测试,用X射线衍射定量相分析计算了m-ZrO2和t-ZrO2相在断裂前后相含量的变化.结果表明当Al2O3中添加15%(体积分数)PSZ(3Y)时,1550℃真空烧结后Al2O3基复合陶瓷的抗弯强度达到884 MPa,断裂韧性达到8.2 MPa@m1/2.PSZ(3Y)的相变增韧提高了 Al2O3/PSZ(3Y)复合陶瓷材料的抗弯强度和断裂韧性.     

SiO2-MgO-Al2O3-ZnO-F-系玻璃陶瓷的等温析晶

应用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等技术研究了不同ZnO含量对SiO2-MgO-Al2O3-ZnO-F-系玻璃等温析晶的影响.结果表明在所研究的玻璃体系中,ZnO的饱和溶解量小于3.0%的质量分数,下同,当玻璃试样中ZnO含量达到3.0%时,在玻璃中首先析出ZnAl2O4相.ZnO的含量对析出晶体的种类影响不大,主晶相都是云母晶体与莫来石(Al6Si2O13)相,但是对析出晶体的形态有较大程度的影响.在含2.0%ZnO的玻璃试样中,在800℃时首先析出莫来石晶体,进一步提高析晶温度,逐渐析出云母晶体.随着玻璃试样中ZnO含量的增大,云母晶体的析出呈现先增加后下降的趋势.     

铁尾矿制备BaO-Fe2O3-SiO2微晶玻璃的晶化过程

以鞍山铁尾矿为卡要原料制备BaO-Fe2O3-SiO2系微晶玻璃,并利用DSC、XRD、SEM以及FT-IR对微晶玻璃的晶化过程和微观结构进行研究.结果表明:DSC曲线上出现的放热峰所对应的温度800℃和870℃分别为BaSi2O5相与BaFe12O19相的析晶温度;微晶玻璃晶化过程中的初晶相为BaSi2O5,中间过渡相为Ba 2FeSi2O7,并随着温度的升高而消失,最终形成主晶相BaFe12O19,次晶相为BaSi2O5的微晶玻璃;随着晶化温度的升高,微晶玻璃的红外吸收带在800-700 cm-1波长范围发生宽化,在1 100～900 cm-1和500～400 cm-1波长范围内发生分裂;玻璃结构中 [FeO4]向[FeO6]转化促进玻璃的析晶,出现BaFe12O19的红外特征吸收峰.     

Na2O含量对BaO-SrO-Nb2O5-B2O3-SiO2系玻璃陶瓷微结构和性能的影响

采用熔融法制备NaO-BaO-SrO-Nb2Os-B2O3-SiO2玻璃陶瓷.借助DSC、XRD、SEM和电学性能测试研究不同含量的Na2O对其相组成、显微结构、介电性能、体积电阻率及击穿强度的影响.结果表明随着Na2O含量(摩尔分数)的增加,玻璃转变温度(Tg)和第一析晶放热峰(Tg1)温度逐渐降低,而第二析晶放热峰温度(Tg2)呈先降低后升高再降低的变化.经(800℃,3h)+(900℃,3h)热处理后,未添加Na2O的样品析出单相四方钨青铜结构的Ba0.5Sr0.5Nb2O6,而添加5%Na2O(摩尔分数)的样品变为单相Ba0.25Sr0.75Nb2O6.当Na2O为10%时,样品的主晶相仍为Ba0.25Sr0.75Nb2O6,但析出NaSr1.2Ba0.8Nb5O15和Na2Ba2Si2O7相;继续增加Na2O量到15%时,样品的晶相种类不变而衍射峰强度有所增强.样品的介电常数随Na2O含量的增加呈“N”字形变化,样品的体积电阻率和击穿强度随Na2O含量的增加而降低,未添加Na2O试样的击穿强度最大为1500kWcm,其储能密度达3J/cm3.     

Al2O3/ZrO2(Y2O3)复合材料断裂过程中的相变及力学性能

用真空烧结方法制备了Al2O3/ZrO2(Y2O3)复合材料,分析了ZrO2(3Y)和ZrO2(2Y)含量对Al2O3基陶瓷抗弯强度、断裂韧性的影响.用XRD定量分析了含摩尔分数2%与3%Y2O3的ZrO2(2Y)与ZrO2(BY)在断裂过程中四方相转变成单斜相的相变量,用以阐明增韧机制.结果表明,在ZrO2含量为15%(体积分数)时,Al2O3/ZrO2(3Y)和Al2O3/ZrO2(2Y)复合材料的抗弯强度、断裂韧性分别达到825MPa,7.8MPa·m1/2和738MPa,6.7MPa·m1/2,两者的性能差异主要来自不同的增韧机制.     

Na2O-CaO-SiO2系透明微晶玻璃制备及其微观结构

制备了Yb3+掺杂的Na2O-CaO-SiO2系高结晶度、透明微晶玻璃。用差热分析(DSC)初步确定基础玻璃的核化及晶化温度范围,用X射线衍射(XRD)测定微晶玻璃析出晶相,用扫描电镜(SEM)研究微晶玻璃的微观结构。结果表明:组成为53SiO2-30CaO-17Na2O(摩尔分数,%)的基础玻璃经热处理析出了Na4Ca4Si6O18晶相;合适热处理制度为:595℃核化5 h,730℃晶化1 h;所制备的微晶玻璃析晶度高,晶粒尺寸约100μm,微晶玻璃仍具有较高的透明度。     

Crystallization and properties of some CaO-Al2O3-SiO2 system glass-ceramics with Y2O3 addition

The crystallization behavior and mechanical properties of CaO-Al2O3-SiO2 （CAS） system glass-ceramics with addition of Y2O3 were investigated. The optimal sintering temperatures of all heat-treated glasses were altered and the crystallization was accelerated with Y2O3 addition, and only wollastonite as a main crystalline phase was precipitated. The volume fraction of crystalline phase and density were increased with Y2O3 addition. The results suggest that the CAS glass-ceramics would get the lowest sintering temperature and optimal microstructure with the addition of Y2O3 by 3.25 %. The bending strength has a maximum due to the oriented and interlocked wollastonite crystal, which causes crack divert or blunts to limit the further development of the flaw size and increases the surface energy of fracture.     

Sintering densification and properties of Al2O3／PSZ （3Y） ceramic composites

1　INTRODUCTIONAl2 O3ceramicsisoneofthewide spreadingma terialsbecauseitholdsgoodfeaturessuchasresistancetohightemperature ,oxidation ,corrosionandabra sion .However ,thebrittlenatureofAl2 O3ceramicshaspromptedustoexploreavarietyofapproachestoenhanceitsfracturetoughness .SinceGarvieetal[1]advancedatheoryin 1975 ,thatistoimprovethefracturetoughnessandflexuralstrengthofZrO2 ce ramicswithmartensitictransformation ,ZrO2 hasbeenreceivingconsiderableattention .AddingMgO ,CaO ,Y2 O3andCeO2…     

Y2O3对粒状贝氏体堆焊金属相变和力学性能的影响

目的 研究稀土氧化物Y2O3对粒状贝氏体堆焊金属相转变以及力学性能的影响.方法 采用金相显微镜和场发射扫描电镜对堆焊金属的微观组织进行观察,采用金相显微镜观察并统计出奥氏体晶粒度,采用XRD对堆焊金属表面物相进行测定,采用显微硬度计和电子万能试验机测量不同Y2 O3质量分数堆焊金属的硬度和拉伸性能,采用透射电子显微镜对堆焊金属微观结构进行表征.结果 Y2O3能够有效细化堆焊金属的初生奥氏体晶粒,尺寸由51.2μm减小到40.1μm,大块先共析铁素体尺寸明显减小,组织分布均匀,且M/A岛弥散分布.堆焊金属中残余奥氏体相数量随着Y2O3质量分数的增加而逐渐降低,马氏体相体积分数增加.Y2O3的加入明显提升堆焊金属的力学性能,显微硬度由(272±13)HV提升至(312±8)HV;抗拉强度由(764±10)MPa提升至(885±12)MPa,且延伸率增加了4%.结论 Y2 O3的加入能够细化堆焊金属的初生奥氏体晶粒,促进形成均匀细化的粒状贝氏体组织,M/A岛的数量逐渐增加,且M/A岛中马氏体相数量增加,粒状贝氏体堆焊金属的力学性能显著提高.     

MgF_2含量对Li_2O-Al_2O_3-SiO_2微晶玻璃组织和光学性能的影响

通过熔融法制备了不同MgF2含量的Li2O-Al2O3-SiO2(LAS)透明微晶玻璃,利用差热分析仪、X射线衍射仪、场发射扫描电镜、紫外可见分光光度计等测试技术,研究MgF2含量对LAS微晶玻璃的热处理温度、显微结构以及光学性能的影响规律。结果表明,随着MgF2含量增加,玻璃晶化温度明显降低;LAS微晶玻璃的主晶相为石英固溶体,其晶粒尺寸先降低后增大;MgF2含量增大到2 wt%时,晶粒异常长大,晶粒间出现粘连,导致LAS微晶玻璃失透。利用分相成核理论初步分析了LAS透明微晶玻璃的组织结构和光学性能的变化机理。MgF2的晶粒细化作用为制备透明、高强韧LAS微晶玻璃提供了可能。     

Y2O3含量和烧结温度对ODS镍基合金性能的影响

采用粉末冶金技术,以不同质量分数(0%～10%)Y2O3为弥散相,用不同的烧结工艺制备出ODS(oxide dispersion strengthened)镍基高温合金,借助XRD,OM,SEM,EDAX研究了氧化物含量和烧结温度对ODS镍基高温合金性能的影响。结果表明:含1.5%Y2O3经1260℃保温2h真空烧结的试样具有较佳的综合性能,相对密度为90.9%,抗拉强度为669MPa。对用不同球磨工艺制备的合金粉末进行XRD物相分析,并从试样断口显微组织、微区成分上分析氧化物含量和烧结工艺对合金力学性能产生影响的机制。     

核化和晶化温度对温石棉尾矿制备微晶玻璃的影响

以温石棉尾矿、石灰石和石英砂为主要原料,通过不同的热处理过程制备了微晶玻璃。借助DTA、XRD及SEM等分析测试手段,研究了核化和晶化温度对微晶玻璃析晶行为、显微形貌及抗压强度的影响。结果表明:随着热处理温度的升高,微晶玻璃主晶相的种类没有改变,但主晶相衍射峰的强度呈现先增强后减小的趋势。当核化温度为820℃,晶化温度为1050℃时,微晶玻璃样品形成致密的柱状细晶结构,抗压强度达到最大值523 MPa。