Transparent niobate glass-ceramics for optical limiting

The construction of nonlinear optical materials featuring asymmetric transmission of light is of great technological importance for various applications, including optical switching and optical power limiting. A significant challenge is the scalable fabrication of material candidates with good photochemical stability, high optical transmittance, and excellent optical limiting performance. Here, we present a nanocrystallization avenue for constructing hybrid optical limiting materials that exhibit ultrafast and robust optical limiting performance. The experimental results show that the controllable relaxation of a niobate glass may lead to the clustering of Nb-O units and contracting of the bandgap. It results in the notable improvement in nonlinear optical properties, including the enhanced saturation irradiance (380 GW/cm²), doubly increased nonlinear coefficient, and decreased limiting threshold (200 GW/cm²). Our results suggest a promising material that exhibits promising applications for protecting eyes and sensitive components from laser-induced damage.     

Heavy Metals Bioremediation from Polluted Water by Glass-Ceramic Materials

The objective of this research was to study the removal of cadmium and lead from an aqueous solution through a biological treatment. For this purpose a glass-ceramic material was manufactured from industrial and urban wastes. Biofilms of microorganisms found in wastewater were developed on its surface, and continuous tests were conducted in the presence and absence of the biofilm to analyze the glass-ceramic's ability to remove the heavy metals from an aqueous environment. The results suggest that this bioremediation process, developed on an industrial scale, could represent an alternative to the chemical processes currently used.     

具有阻力特性材料的σ_f－σ关系及一种新的阻力曲线测定方法

通过对相变增韧陶瓷及一种可切削玻璃－陶瓷动态疲劳（恒应力速率）试验中高应力速率区断裂应力下降现象的理论分析，发现这种现象与材料的阻力特性（Ｒ－ｃｕｒｖｅ）密切相关。确立的σ_ｆ－σ理论关系能够很好地描述整个应力速率区间内的动态疲劳试验结果。高应力速率区σ_ｆ－σ在双对数坐标下为负斜率直线，直线斜率为（ｍ为阻力曲线ＫＲ＝ｋ（△ａ）~ｍ的指数），断裂主要由材料阻力行为控制；低应力速率区，σ_ｆ－σ在双对数坐标下为正斜率直线，直线斜率为　（ｎ为应力腐蚀指数），断裂主要由材料应力腐蚀行为控制。建立了测定材料阻力特性的一种新方法，分别用这种方法及压痕／弯曲方法对一种可切削玻璃－陶瓷的阻力特性进行了实验测定，两种方法所得结果有很好的一致性。     

低贫铁矿熔融还原炼铁的熔渣用于微晶玻璃制备

以河北司家营铁矿的低贫难选铁矿石为主要原料,研究了采用熔融还原法炼铁和浇铸工艺制备微晶玻璃的可行性,获得了可用于炼钢的生铁原料和建筑装饰用微晶玻璃.利用正交试验设计方法,探讨了不同原料配比组成条件下渣铁分离和熔渣晶化的效果,确定了可用于工业试验的最佳原料配比:铁矿石62%(质量分数,下同),氧化铝粉5%,生石灰15%,萤石3.3%,纯碱8.4%,焦炭6.2%.通过光学显微分析、X射线衍射分析、物理化学性能测试等手段确定了微晶玻璃的物相组成及性能特征.结果表明:在最佳条件下制备的微晶玻璃由硅灰石晶体和玻璃相组成,抗压强度为827MPa,Mohs硬度为6,体积密度2.69 g/cm3,吸水率为0.016%,耐酸性0.08%,耐碱性0.05%.     

溶胶－凝胶法制备Pb（Zr，Ti）O_3玻璃陶瓷过程中的结构变化

本文介绍溶胶－凝胶法制备均匀ＰｂＺｒ－Ｔｉ－Ｂ－Ｓｉ凝胶玻璃，并通过适当热处理在凝胶玻璃中原位生长Ｐｂ（Ｚｒ；Ｔｉ）Ｏ３微晶的新工艺·利用ＩＲ谱考察了凝胶玻璃中的元素键合结构随温度的变化．结合热分析和ＸＲＤ；ＳＥＭ技术，研究了Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３微晶在凝胶玻璃中的生长过程及该材料的结构特点．发现Ｐｂ２（Ｚｒ，Ｔｉ）２Ｏ６＋ｘ立方焦绿石介稳过渡相的纳米微晶首先出现于该体系中，并在更高的温度下先后完全转变成三方和四方Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３钙钛矿相．电子显微观察结果表明，该工艺制备的Ｐｈ（Ｚｒ；Ｔｉ）Ｏ３玻璃陶瓷具有均匀的细晶结构．     

钙铁硅铁磁体微晶玻璃热处理制度的研究

使用XRD、DTA、VSM等分析测试手段对在还原气氛下含少量B2O3、P2O5钙铁硅微晶玻璃的热处理制度进行了较深入的研究。研究发展，预核化处理对于钙铁硅微晶玻璃的晶化无明显作用。900℃作为钙铁硅微晶玻璃的晶化温度较适宜，晶化时间宜8h以上。     

齿科微晶玻璃的腐蚀机理及溶胶-凝胶防腐蚀涂层研究

利用体外试验方法以及SEM／EDAX、ICP、FTIR等分析技术，对氟硅碱钙石(fluorcanasite,K2Na4Ca5Si12O30F4)齿科微晶玻璃的腐蚀机理，以及溶胶-凝胶Al2O3，、TiO2及ZrO2涂层改善微晶玻璃抗侵蚀的效果进行了比较分析．研究表明，口腔溶液对该齿科微晶玻璃的侵蚀源于溶液中的H3O 离子与微晶玻璃表面的Na 及K 发生迅速的离子交换，从而形成结构疏松的表面富SiO2层，其Si-O网络进而被H2O分子所断开，使SiO2以可溶性硅胶形式溶解于溶液中．此反应导致大量的表面结构缺陷，从而降低了材料的强度和使用寿命。浸泡25天后微晶玻璃表面最终的反应产物是一层低结晶度的颗粒状碳酸羟基磷灰石Cal0(PO4)6(2OH-，CO3^2-)．溶胶-凝胶A12O3涂层具有显著的改善齿科微晶玻璃抗唾液腐蚀的作用。     

Na_2O－Al_2O_3－SiO_2系统霞石微晶玻璃机械强度的研究

霞石微晶玻璃是一种高强度的新型无机非金属材料．本文以Ｎａ２Ｏ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２系统为基础，引入晶核剂和复合澄清剂，经高温熔制和两步热处理制备的霞石微晶玻璃，具有较高的抗压和抗折强度．结果表明，霞石微晶玻璃的机械强度与霞石晶体及试样的结构有关，也与微晶化热处理的时间有关。     

钨尾矿微晶玻璃的形状记忆效应

研究了钨尾矿微晶玻璃的形状记忆效应（ＳＭＥ），并用Ｘ射线衍射法（ＸＲＤ）作了相分析。结果表明，钨尾矿微晶玻璃具有明显的ＳＭＥ；恢复应变随回复保温温度升高而增加；该材料随着变形量的减小，形状恢复率随之上升     

BaO-Al2O3-SiO2微晶玻璃密度的计算

为了评估密度作为BaO-Al2O3-SiO2(BAS)微晶玻璃晶化热处理和质量监控手段的可行性和准确性,提出一种测定微晶玻璃密度的方法.利用x射线衍射和Rietveld结构精修法准确测定烧结制备的BAS微晶玻璃中各晶相的质量分数和密度,研究了加和法则应用于BAS系微晶玻璃的准确性.对比精修得到的晶相的晶胞参数和对应标准卡片上纯晶相的晶胞参数,得到样品中各晶相的密度.结果表明:BAS微晶玻璃中各晶相与对应纯晶相的密度差别极其微小.利用获得的各相的质量分数,根据玻璃工艺学的经验数据计算残余玻璃相的密度.最后,根据加和法则计算得到BAS微晶玻璃样品的密度,所得的密度值与利用Archimedes法测得的密度值的相对偏差小于1.4%.