La2O3在MgO-Al2O3-SiO2-TiO2微晶玻璃中的作用

在MgO-Al2O3-SiO2-TiO2玻璃中添加不同数量的氧化镧，采用差热分析，X射线衍射及电子显微镜等技术研究了氧化镧对玻璃析晶过程与力学性能的影响。氧化镧的加入使玻璃中析出α－堇青石相的温度降低，同时避免了高膨胀方石英相的析出。随着氧化镧加入量的增加，玻璃整体析晶能力下降，微晶玻璃中晶相含量减少，晶粒尺寸增大，微晶玻璃的弹性模量与硬度减小，断裂韧性增加，体现出大尺寸长柱状金红石晶粒的增韧作用。     

MgO-Al2O3-SiO2-TiO2-CeO2系统微晶玻璃的析晶过程与微波介电性能

利用DTA、XRD、SEM及TEM等实验手段,研究了MgO-Al2O3-SiO2-TiO2-CeO2系统玻璃的一个典型组成的析晶过程,并讨论了其在相变过程中微波介电性能的变化规律.研究结果表明,作为核化的先导,原始玻璃在晶化之前已经分相;在热处理过程中,金红石晶核首先在约800℃时析出;硅钛铈矿和α-堇青石则先后在约900和1100℃出现.随着热处理温度和晶化程度的提高,材料的微波介电常数不断提高,而介电损耗则不断下降.但热处理温度超过1100℃时,由于α-堇青石相的大量析出,材料的介电常数开始降低,同时由于晶粒的粗化,介电损耗略有升高.由玻璃受控析晶得到的微晶玻璃由针状金红石、颗粒状硅钛铈矿和板条状α-堇青石三种主要晶相构成,在微波频率下(10G),介电常数可在8～11范围内调控,介电损耗可＜6×10-4,是一种有实用价值的新型微波介质材料.     

CeO2对镁铝硅钛系统微晶玻璃的相变和介电性能影响

运用DTA、XRD、SEM等测试手段,研究了CeO2添加到MgO-Al2O3-SiO2-TiO2系统后玻璃的形成,相变和介电性能．研究结果表明,在MgO-Al2O3-SiO2-TiO2系统中引入CeO2可以降低玻璃的析晶倾向,玻璃的相变过程也随之变化,随着CeO2含量的增加,硅钛铈矿相出现,金红石和堇青石的相对含量均有所减少,而硅钛铈矿相的相对含量不断增加．在微波频率下(10GHz),材料的介电常数可在7．5-10．5范围内调控,介电损耗<5．5×10-4．     

MgO-Al2O3-SiO2系堇青石微晶玻璃的制备及性能研究

采用高温熔融法制备了MgO-Al2O3-SiO2系堇青石微晶玻璃,采用DTA、XRD等对试样的热处理工艺和力学性能进行了分析,详细讨论了晶化温度、晶化时间、核化温度及核化时间对该系微晶玻璃力学性能及显微结构的影响。结果表明,对于实验研究的MgO-Al2O3-SiO2系玻璃,于600℃核化处理4h,于1100℃晶化处理2h,可以得到具有较好性能的堇青石基微晶玻璃,其抗弯强度可达182MPa。     

F-离子对Li2O-Al2O3-SiO2系微晶玻璃晶化的影响

采用差热分析(DTA)，X射线衍射分析(XRD)，扫描电镜(SEM)等分析手段研究了F^-离子对Li2O—A12O3-SiO2系微晶玻璃形核和晶化的影响。结果发现，引入F^-离子使得玻璃的析晶峰值温度降低，玻璃的析晶活化能E降低，晶化指数n加大。引入F^-离子后，一方面促进了玻璃析晶和晶化，LixAlxSi1-xO2固溶体析出以及LixAlxSi1-xO2固溶体向β-锂辉石固溶体转变加快，晶化后的晶粒尺寸加大，析晶活化能E，晶化指数n与扫描电镜(SEM)分析一致。表明F^-离子促进了玻璃晶化和离子扩散。     

MgO-Al2O3-SiO2-TiO2-Y2O3玻璃的弹性模量

根据硬盘基板用材料的要求，制备了MgO-Al2O3-SiO2-TiO2-Y2O3高弹性模量玻璃（120GPa)，玻璃的弹性模量随组成的变化服从Makishima-Mackenzie理论，MgO,Al2O3,TiO2,Y2O3等具有较高单位体积离解能的氧化物有利于提高玻璃的弹性模量，但玻璃弹性模量的理论计算值低于测试值，这是因为Makishima-Mackenzie理论没有考虑玻璃内阳离子的具体配位，对MgO,Y2O3堆积密度因子的堆导存在误差，因此利用Makishima-Mackenzie理论发展高弹性模量玻璃时应对MgO,Y2O3等氧化物的计算进行修正。     

ZrO2对低温烧结 BaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析晶和晶型转变的影响

用烧结法制备了化学计量比和高Ba含量的两组BaO-Al2O3-SiO2(BAS)系微晶玻璃,采用差示扫描量热法(DSC)和X射线衍射分析(XRD)等手段研究了ZrO2对BAS系微晶玻璃中六方钡长石析晶和六方钡长石向单斜钡长石晶型转变的影响.研究表明,两组BAS系玻璃的烧结温度低于850℃,晶化温度低于900℃.六方钡长石的析出为整体析晶.不加形核剂晶型转变为整体析晶;添加ZrO2晶型转变为表面析晶.提高Ba含量或添加ZrO2促进六方钡长石的析出和晶粒细化.化学计量比的BAS系微晶玻璃中添加ZrO2明显促进晶型转变.高Ba含量的BAS系微晶玻璃中添加ZrO2表现为抑制晶型转变,850℃保温100h不发生转变.     

堇青石微晶玻璃与银电极的共烧兼容性

通过在MgO-Al2O3-SiO2(MAS)凝胶玻璃中引入少量银,研究了共烧过程中银对凝胶玻璃的析晶过程、烧结特性和介电性能的影响,以及微晶玻璃与银电极的共烧匹配性。结果表明,银的引入可促进α-堇青石析晶,并使微晶玻璃的烧结温度和介电常数降低。微晶玻璃和电极存在明显共烧失配,从而导致界面缺陷。     

MgO-Al2O3-SiO2-TiO2-CeO2系统微晶玻璃的析晶过程与微波介电性能

利用DTA、XRD、SEM及TEM等实验手段,研究了MgO-Al₂O3-SiO₂-TiO₂-CeO₂系统玻璃的一个典型组成的析晶过程,并讨论了其在相变过程中微波介电性能的变化规律。研究结果表明,作为核化的先导,原始玻璃在晶化之前已经分相;在热处理过程中,金红石晶核首先在约800℃时析出;硅钛铈矿和α-堇青石则先后在约900和1100℃出现,随着热处理温度和晶化程度的提高,材料的微波介电常数不断提高,而介电损耗则不断下降,但热处理温度超过1100℃时,由于α-堇青石相的大量析出,材料的介电常数开始降低,同时由于晶粒的粗化,介电损耗略有升高。由玻璃受控析晶得到的微晶玻璃由针状金红石、颗粒状硅钛铈矿和板条状α-堇青石三种主要晶相构成,在微波频率下(10G),介电常数可在8～11范围内调控,介电损耗可<6×10^-4,是一种有实用价值的新型微波介质材料。     

晶种对低温烧结BaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析晶的影响

用烧结法制备了化学计量比和高Ba含量的两组BaO-Al2O3-SiO2(BAS)系微晶玻璃,研究了晶种对低温烧结BaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析晶的影响.结果表明,玻璃的软化温度随着品种含量的增加而提高.在两组玻璃粉中添加晶种有助于降低析晶活化能,促进六方钡长石和单斜钡长石的析出;晶种含量为1%时活化能最小,成分为化学计量比的玻璃析晶峰值温度也最低.在850℃保温时间2 h,添加1%晶种的BAS系微品玻璃全部转变为单斜钡长石.在两组成分的BAS系微晶玻璃中,六方钡长石的析出表现为整体析晶.不加晶种时,单斜钡长石通过六方钡长石一单斜钡长石的晶型转变析出,表现为整体析晶;添加晶种后,单斜钡长石主要因"同构"效应直接从基础玻璃中析出,表现为表面析晶.     

Fe2BP3O12的合成及晶体结构

采用固态反应方法合成了有序的铁基硼磷酸盐Fe2BP3O12,用X射线粉末衍射方法精修了其晶体结构,属三方晶系,空间群为P3,a=8.02703(6)A,c=7.40168(9)A,V=413.02(1)A3,Dx=3.2758(1)(g/cm3),Z=2,对于55个参数,用188条衍射线及18001个衍射强度全谱数据点精修到R(I)=6.35%,R(p)=15.36%,所对应的R(dbw)=10.12%.B原子具有三角形氧配位,P和Fe的氧配位分别是四面体和八面体.Fe的两配位八面体共面形成新结构单元,BO3三角形联接磷氧和铁氧多面体形成三维结构.对比同构的铬硼磷酸盐,此化合物期望具有类似的非线性光学及其它非线性物理性质.     

ZnO-MgO-P2O5磷酸盐玻璃酸溶机理研究

采用表面失重法分析40ZnO-10MgO-50P2O5玻璃在酸性溶液中的溶解过程.实验结果表明:含二价金属阳离子的磷酸盐玻璃在水中溶解速度缓慢,但在酸性溶液中,因R2 和H 离子交换加速,破坏了结构的稳定性,磷氧基团很容易发生水解,在pH＜3时,玻璃的溶解速率会急剧增大.溶解速率随温度升高呈现指数增加的趋势,溶解活化能随pH值的升高而降低;在高浓度盐酸溶液中,溶解速率随浓度变化出现极值,这一切均应归于H 和H2O活度的双重作用;通过对失重曲线变化的研究发现:玻璃的溶解过程分为两个阶段,第一阶段失重量与时间平方根成正比,第二阶段失重量与时间成正比,说明玻璃表面的水化层经历了形成、发展和稳定的过程.     

Zn(Ga,Fe)2O4固溶体尖晶石结构中阳离子分布研究

应用X射线衍射密度法(R因子法)计算了Zn(Ga,Fe)2O4固溶体尖晶石结构中阳离子分布,结果表明:金属离子在ZnGa2O4尖晶石结构中采取中间偏反型分布.随Fe3 离子进入尖晶石结构,促使Zn2 进入A位的量增多,而Ga3 进入B位的量增多.同时,各样品的IR光谱表明:Fe3 进入尖晶石结构取代Ga3 对代表电子传导活化能的极限频率影响很大.     

H2Ti4O9纳米晶的制备与表征

采用机械化学法,利用离子交换反应,通过离子交换、层离和沉淀过程制备了高比表面积的H2Ti4O9纳米晶体.采用XRD、TEM、热分析、N2吸附脱附等温过程和吸收光谱对制备的H2Ti4O9纳米晶体进行了表征.结果表明,以TiO2纳米晶片形式存在的微晶Ti4O9^2-,其径向尺寸低于50nm,纳米晶片的比表面积取决于反应溶液的pH值和对前驱物K2Ti4O9球磨的时间.将K2Ti4O9球磨2h后悬浮于1mol/L HCl溶液中搅拌,进行离子交换反应,最后将溶液pH值调整至8,沉淀后所得产物H2Ti4O9的比表面积达328.4m^2·g^1.     

以Mn3O4为前驱体的LiMn2O4及其电化学性能

对传统的固相反应进行了改进,以控制结晶法合成出来的Mn3O4为前驱体,和LiOH混合煅烧,制备出锂离子电池正极活性材料尖晶石LiMn2O4。对由此方法得到的尖晶石LiMn2O4的结构和电化学性能进行了研究。通过X线光衍射和扫描电镜分析表明,该材料为纯相尖晶石LiMn2O4,不含其它杂质相,而且晶粒大小比较均匀;通过电化学性能测试表明,该尖晶石LiMn2O4具有良好的电化学性能：其首次放电比容量为128mAh/g,经过10次充放电循环后,其放电比容量仍有124mAh/g。     

Bi2O3对烧结LiZn铁氧体性能的影响

采用氧化物陶瓷工艺制备了掺Bi2O3的Li0.4Zn0.2Fe24O4铁氧体．用XRD、SEM、密度测试和磁性能表征，研究了Bi2O3对LiZn铁氧体性能的影响．结果表明：Bi2O3能有效抑制烧结过程中的锂挥发，促进固相反应，降低烧结温度，但过多的Bi2O3会阻止晶粒生长；适量掺杂Bi2O3可以提高LiZn铁氧体的饱和磁感应强度和矩形比，降低铁氧体的矫顽力．     

溶胶-冷冻法制备纳米Gd2O3:Eu3+发光材料

采用溶胶-冷冻法合成了粒径为20nm左右的近似于球形的Gd2O3：Eu^3＋发光材料.XRD和FTIR分析表明：所合成的前驱体样品为带有结晶水的晶态氢氧化物,经过热处理后得到了立方相的Gd2O3.荧光光谱测试表明：所合成的样品具有良好的Eu^3＋特征红光发射,Gd^3＋到Eu^3＋之间具有有效的能量传递过程.随着灼烧温度的升高,发射峰和激发峰的强度有所增强,荧光寿命变长,这是由于热处理温度升高,晶体生长变好,表面缺陷减少,使表面的猝灭中心减少,从而提高了荧光强度和荧光寿命.     

CaO-Al2O3-SiO2系玻璃分相的计算机模拟

据结晶学、热力学与动力学理论,利用ＴＥＭ、图象分析仪和计算机,模拟了ＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２系玻璃的液滴状分相过程,研究中,结合相变理论与实验数据,建立了数学－逻辑复合分相模型,模拟结果表明,由成核－生长机理控制的玻璃液滴状分相,形成对数分布的主要条件是：液滴相临界半径大某一徨定范围内波动：液滴相生长相对线速度应是５％～１０％;而开始分相液滴相临界半径和终止分相对液滴相半径的绝对值与分布类型无     

Nb掺杂Bi4Ti3O12层状结构铁电陶瓷的电行为特性研究

采用固相烧结工艺制备了Nb5+掺杂的Bi4Ti3O12层状结构铁电陶瓷.运用XRD和AFM对Bi4Ti3-xNbxO12+x/2材料的微观结构进行表征,发现所制备的陶瓷均具有单一的正交相结构,抛光热腐蚀表面晶粒的显微形貌表现为随机排列的棒状结构.通过对材料直流电导率与温度关系的Arrhenius拟合,分析了Bi4Ti3-xNbxO12+x/2的导电机理.Nb5+掺杂提高了材料的介电常数,但居里温度随掺杂含量的增加呈线性下降趋势.DSC结果显示Bi4Ti3-xNbxO12+x/2材料在居里温度处经历了一级铁电相变.样品的铁电性能测试结果表明,Nb5+掺杂Bi4Ti3O12提高了材料的剩余极化Pr,这主要是由于Nb5+取代Ti4+大大降低了材料中氧空位的浓度,使得氧空位对畴的钉扎作用减弱的缘故.     

Lu2O3:Yb3+, Ho3+纳米粉体的发光性能研究

采用共沉淀工艺合成了Yb3 离子和Ho3 离子共掺杂的Lu2O3纳米粉体,研究了粉体的斯托克斯(Stokes)和反斯托克斯(Anti-Stokes)发光特性以及煅烧温度对粉体发光性能的影响.在氙灯447.5nm和半导体激光器980nm激发下样品均发射出明亮的绿光,观察到了不同Ho3 离子浓度掺杂的纳米粉体的浓度淬灭现象.发射强度与激发功率的关系表明Anti-Stokes发光是双光子过程,能量转移是主要的上转换机制.Ho3 离子的5F4,5S2能级在不同波长激发下的衰减时间也证实了浓度淬灭及能量转移现象.