含五氧化二磷的高硅氧玻璃

在硼硅酸盐玻璃中,添加少量的P_2O_5有助于改进热处理时的分相速率和相均匀性。这种硼硅酸盐玻璃由SiO_2、B_2O_3、R_2O(其中,R为Na、K或Li)、≤2的Al_2O_3和0.5～2％(重量比)的P_2O_5组成。     

B_2O_3对Na_2O-CaO-SiO_2-P_2O_5乳浊玻璃结构和性能的影响

采用SEM、X射线衍射仪、红外光谱仪、热膨胀仪等表征手段,研究了Na_2O-CaO-SiO_2-P_2O_5系乳浊玻璃中,不同B_2O_3添加量对其结构及性能的影响。研究结果表明:随着B_2O_3质量分数的增加,富磷相的尺寸逐渐增大,富磷相边缘变得更加圆润;一定量B_2O_3促进了Na_3Ca_6(PO_4)_5晶体的生成,B_2O_3量为12%时,Zn_2P_2O_7晶峰强度较强。B_2O_3添加量的增加使得O-Si-O化学键的数量减少,[BO_3]的数量增多;随着B_2O_3量的增加,样品的透过率先降低后升高,热膨胀系数先降低后升高,密度逐渐降低,耐酸碱性逐渐减弱。     

新型SnO-CaO-P_2O_5系封接玻璃的组成设计及性能研究

笔者采用熔融冷却法制备了一种新型的SnO-CaO-P_2O_5系列低熔点封接玻璃,运用红外光谱、DTA等分析检测方法,分析SnO、CaO组分比例变化及外添加B_2O_3对玻璃结构和性能的影响。结果表明:随着SnO含量的增加,xSnO-(50-x)CaO-50P_2O_5系列玻璃结构由架状、层状结构向链状结构转变,玻璃特征温度呈先减小后上升的变化趋势,热膨胀系数的变化趋势与之相反,玻璃的耐水性较好,耐碱性较差;B_2O_3主要以硼氧四面体[BO_4]结构单元进入10SnO-40CaO-50P_2O_5玻璃,玻璃的化学稳定性大幅提高,特征温度逐渐上升。     

刚玉砂轮用K_2O-B_2O_3-Al_2O_3-SiO_2玻璃结合剂的研究

采用传统熔体冷却法制备了K_2O-B_2O_3-Al_2O_3-SiO_2玻璃,探讨了组成中B_2O_3替代Al_2O_3对玻璃热膨胀性能、抗弯强度及析晶稳定性的影响。并优选该体系玻璃为刚玉砂轮结合剂,通过分析结合剂材料的特征温度确定了砂轮的烧成温度。研究结果表明,随B_2O_3逐渐取代Al_2O_3,玻璃的热膨胀系数呈降低趋势,强度先升高后降低。当B_2O_3含量为12wt.%时,可获得膨胀系数与刚玉相匹配、强度为117.8 MPa的玻璃材料。该体系玻璃具有较低的软化温度与流动温度,以所制备玻璃为结合剂,在1000℃保温2 h的烧结条件下可制备出性能优良的刚玉砂轮产品。     

低温烧成硼分相生料乳浊釉的研制

以高岭土、石英、长石、天然硼钙石、煅烧ZnO等为原料,制备了K_2O-Na_2O-CaO-ZnO-SiO_2-Al_2O_3-B_2O_3系统分相生料乳浊釉,在1140℃低温烧成,釉面白度可达85.8。分别研究了Al_2O_3、B_2O_3和ZnO含量对釉料乳浊度的影响,并通过对优化配方进行TEM、EDS及XRD测试分析,研究了其乳浊机理。结果表明,随着Al_2O_3含量降低,B_2O_3含量提高,釉面白度有增高趋势;釉层中均匀分散着大量粒径为100nm左右的球形液滴状乳浊粒子,其与基体之间的较大折射率差是釉面产生较高乳浊的主要因素。     

P_2O_5对高膨胀光学玻璃结构与性能的影响

以Na_2O-CaO-Al_2O_3-B_2O_3-SiO_2玻璃系统为基础,制备出一系列不同P_2O_5含量的玻璃试样,并对其相关结构和性能进行研究分析。综合运用XRD、Raman和IR测试手段对玻璃内部结构分析后发现,实验条件下随着P_2O_5含量的增加,P-O-P键的数目不断增加,B_2O_3仍然以[BO_4]的形式存在,通过对拉曼光谱高频段的拟合分析发现,硅氧四面体结构中的Q~2基团不断被弱化。此外,实验中制备的玻璃热膨胀系数随着P_2O_5含量的增加而不断增加,最高能够达到11.39×10~(-6)K~(-1)玻璃软化温度不断降低,玻璃的电导率在P_2O_5质量分数为1.0%出现极大值,之后随着P_2O_5含量的增加而逐渐减小。     

烧结法制备负膨胀β-锂霞石微晶玻璃

采用化学纯原料,利用烧结法制备了Li_2O-Al_2O_3-SiO_2系负膨胀微晶玻璃。利用DTA、XRD、SEM和EDS等测试方法,研究了微晶玻璃基础成分配比(Al_2O_3/Li_2O)和添加剂(Bi_2O_3)用量对微晶玻璃物相组成、显微结构、热学性能和力学性能的影响。随着Al_2O_3/Li_2O不断增大,样品的主晶相始终为β-锂霞石,样品的吸水率逐渐减小,热膨胀系数与抗折强度则不断增大。随着Bi_2O_3添加量的增加,微晶玻璃中次晶相Bi_2SiO_5的析出量也随之增加。由于Bi_2SiO_5晶相的热膨胀系数远大于β-锂霞石晶相,故微晶玻璃的热膨胀系数逐渐增大。     

添加剂对CBN高速磨削工具用陶瓷结合剂熔融温度的影响

采用正交实验的方法分析了以SiO_2、Al_2O_3+B_2O_3为玻璃形成剂,MgO、P_2O_5、CaCO_3和ZnO四种添加剂对CBN陶瓷结合剂熔融温度的影响,并研究了添加这四种添加剂的陶瓷结合剂在高温下对CBN颗粒的润湿性.同时将其中的三组试样进行熔融、水淬,研究试样水淬前后熔融温度的变化,测定了熔融水淬后试样的物相组成.结果表明:四种添加剂对陶瓷结合剂熔融温度的影响大小为P_2O_5＞MgO＞＞ZnO ＞＞CaCO_3;熔融水淬后的试样化学成分均一,熔融温度降低,熔融试样呈玻璃态.     

光学纤维用玻璃

光学纤维用的玻璃含 B_2O_3 0—16%,P_2O_6 52-70%,Ca_2O_3 23—47%。例如含 P_2O_5 55.4%,Ga_2O_3 37.5%,B_2O_2 71%的玻璃具有良好的防水性,适于制造光学纤维。     

氧化铝添加对硼硅酸盐结构和化学耐久性的影响（英文）

通过耐液性试验,研究了添加Al_2O_3对硼硅酸盐玻璃[70SiO_2-(20-x)B_2O_3-xAl_2O_3-10Na_2O,x=0、5、10、15、20,摩尔分数]的抗水、盐酸和氢氧化钠水溶液腐蚀性能的影响,讨论了铝硅酸盐玻璃在不同化学结构下的化学侵蚀机理。结果表明:在氧化玻璃网络中加入Al~(3+)后,该玻璃在水、HCl和NaOH水溶液中的化学耐久性显著提高;不含Al_2O_3的玻璃化学耐久性较差与熔融玻璃中存在含3个和4个非桥氧(NBO)的BO_4有关,在水溶液侵蚀后,玻璃被更快地侵蚀,形成多孔玻璃表面。在非晶态玻璃网络中添加Al_2O_3,抑制了 BO_4的生成,提高了材料的化学耐久性。     

R2O-RO-Al2O3-SiO2-P2O5系分相/析晶乳浊釉乳浊粒子的形成机理

在普通石灰碱釉的基础上引入骨粉和滑石,形成R2O-RO-Al2O3-SiO2-P2O5系统釉料,通过调整釉料的化学组成获得分相/析晶乳浊釉.利用XRD,SEM,EDS等测试技术,研究了SiO2与P2O5和SiO2与MgO的摩尔比与釉层显微结构的关系,分析了乳浊粒子(玻璃液滴和微晶)的形成机理.     

R_20-RO-Al_2O_3-SiO_2-P_2O_5系分相／析晶乳浊釉乳浊粒子的形成机理

在普通石灰碱釉的基础上引入骨粉和滑石,形成R2O-RO-Al2O3-SiO2-P2O5系统釉料,通过调整釉料的化学组成获得分相／析晶乳浊釉。利用XRD,SEM,EDS等测试技术,研究了SiO2与P2O5和SiO2与MgO的摩尔比与釉层显微结构的关系,分析了乳浊粒子(玻璃液滴和微晶)的形成机理。     

B_2O_3对R_2O-RO-B_2O_3-SiO_2-Al_2O_3系统快速烧成乳浊釉分相过程的影响

在R2 O -RO -B2 O3-SiO2 -Al2 O3系统中 ,通过设计合理组成 ,可以获得适合快速烧成的分相乳浊釉。本文用TEM/EDX ,DTA ,自动图像分析等手段研究了该系统中B2 O3组份的作用。结果表明 :为获得较高白度及良好釉面性状的低温快烧分相乳浊釉 ,少量B2 O3的添加是必需的。它具有扩大液 -液不混溶组成范围、降低Tb温度及釉烧温度、扩大釉烧温度范围、改善釉熔体的粘度 -温度特性等作用 ,有助于形成分相尺度合适的显微结构     

0.20R_2O-0.45CaO-0.35ZnO-Al_2O_3-SiO_2系统的相变

通过大量的配方实验 ,利用OM、TEM和XRD分析 ,研究了 0 .2 0R2 O - 0 .4 5CaO - 0 .35ZnO-Al2 O3-SiO2 系统的分相与析晶。研究结果表明 ,在Al2 O3含量高于 0 .30～ 0 .4 5mole的区域可以获得乳浊程度和光泽度各异的析晶乳浊釉 ,在低铝区可获得分相乳浊釉和分相玻璃 ,且乳浊程度随Al2 O3含量的降低、SiO2 含量的提高而提高。用Na2 O取代K2 O不利于系统的分相。试样中析出的晶体主要为硅锌矿、锌黄长石、白榴石和锌铝尖晶石。当R2 O全部由K2 O引入且Al2 O3含量较低时 ,主要为硅锌矿、白榴石和锌黄长石 ,Al2 O3 含量较高时则主要为白榴石、锌黄长石和锌铝尖晶石 ;用Na2 O等摩尔取代K2 O不利于白榴石和硅锌矿的析晶 ,而有利于锌黄长石的析晶 ;锌黄长石的析晶主要受组成的影响 ,对析晶保温温度不敏感。通过设计合理的配方、采用适当的烧成温度制度 ,可以获得结晶良好的析晶乳浊釉、分相乳浊釉、分相玻璃、硅锌矿或锌黄长石分相结晶釉或微晶玻璃。     

0.20 R2O-0.45 CaO-0.35 ZnO-Al2O3-SiO2系统的相变

通过大量的配方实验,利用ＯＭ,ＴＥＭ和ＸＲＤ分析,研究了０.20R2O-0.45CaO-0.35ZnO-Al2O3-SiO2系统的分相与析晶,研究结果表明,在Ａl2O3含量高于0.30-0.45mole的区域可以获得乳浊程度和光泽度各异的析晶乳浊釉,在低铝区可获得分相乳浊和分相玻璃,且乳浊程度随Ａl2O3含量的降低,ＳiO2含量的提高而提高,用Ｎa2Ｏ取代Ｋ２Ｏ不利于系统的分相,试样中析出的晶体主要为硅锌矿,锌黄长石,白榴石笔锌铝尖晶石,当Ｒ２O全部由Ｋ２Ｏ引入且Ａl2O3含量较低时,主要为硅锌矿,白榴石和锌黄长石,Ａl2O3含量较高时则主要为白榴石,锌黄长石和锌铝尖晶石,用Na2O等摩尔取代Ｋ２O炒利于白榴石和硅 矿的析晶,而有利于锌黄长石的析晶,锌黄长石的析晶主要受组成的影响,对析晶保温度不敏感,通过设计合理的配方,采用适当的烧成温芳制度,可以获得结晶良好的析晶乳浊釉,分相乳浊釉,分相玻璃,硅锌矿或锌黄长石分相结晶釉或微晶玻璃。     

B2O3对R2O-RO-B2O3-SiO2-Al2O3系统 快速烧成乳 浊釉分相过程的影响

在R2O-RO-B2O3-SiO2-Al2O3系统中,通过设计合理组成,可以获得适合快速烧成的分析乳浊釉。本文用TEM/EDX,DTA,自动图像分析等手段研究了该系统中B2O3组份的作用。结果表明：为获得较高白度及良好釉面性状的低温烧分相乳浊釉,少量B2O3添加是必需的。它具有扩大液-液不混溶组成范围、降低Tb温度及釉烧温度、扩大釉烧温度范围、改善釉熔体的粘度-温度特性等作用,有助于形成分相尺度合适的显微结构。     

Al2O3对R2O-CaO-SiO2-F系统微晶玻璃结构及析晶的影响

R2O-CaO-SiO2-F系统微晶玻璃析晶过程较为复杂,能析出多种晶相,导致性能发生改变。为获得预期的性能,必须对母体玻璃结构和析晶过程进行控制。而Al2O3质量分数的改变对母体玻璃结构和析晶会产生深远的影响,因此本文采用XRD、SEM、IR等测试分析方法,研究Al2O3对微晶玻璃结构和析晶过程的影响。结果表明:铝离子以四配位参与到玻璃的硅氧网络结构中,随着Al2O3引入量的增大,母体玻璃的网络结构得到加强。当氧化铝质量分数为2.5%时,微晶玻璃晶化后析出氟化钙和a-硅碱钙石晶相,当氧化铝质量分数增大至3.5%和4%时,微晶玻璃析出的晶相转变为氟化钙和硬硅钙石,氧化铝质量分数继续升高至4.5%时,微晶玻璃析出的晶相转变为氟化钙、硬硅钙石和a-硅碱钙石晶相。     

Yb3+掺杂YAG微晶玻璃的制备与晶化性能研究

通过对CaO-Al2O3-SiO2三元相图相关点的探讨,确定Yb3+掺杂的29.5SiO2-30.5CaO-24 Al2O3-12Y2O3-4 Yb2O3-(0～3)ZrO2玻璃系统,采取高温熔融获得母体玻璃。用DTA和梯温法测定母体玻璃的析晶行为并确定热处理制度。采取XRD,TEM分析热处理后的样品。结果表明,选择的玻璃成分均可得到Yb3+掺杂YAG透明微晶玻璃,含3 mol%ZrO2更有利于得到晶体颗粒的形貌和大小基本一致、分散均匀、尺寸约33 nm的Yb3+掺杂YAG透明微晶玻璃。     

Al2O3对花岗岩废渣微晶玻璃析晶及性能的影响

用熔融法制备了R_2O-MgO-Al_2O_3-SiO_2-Fe_2O_3系花岗岩废渣微晶玻璃,研究了Al_2O_3对微晶玻璃的晶相组成、显微结构及力学性能的影响。结果表明:当Al_2O_3含量(质量分数)为6.5%、7.5%、8.5%、9.5%时,微晶玻璃试样中主晶相均为氟闪石和铁板钛矿,次晶相为镁橄榄石。Al_2O_3含量达到10.5%时析出镁钛矿相,氟闪石相减少。添加8.5%Al_2O_3微晶玻璃试样的力学性能达到最佳,其抗弯强度和显微硬度分别为136.76 MPa、7.09 GPa。