Na2O对MAS系玻璃熔体性质及微晶玻璃结构的影响

利用浇铸法制备了MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃。采用示差扫描量热法(DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等分析方法,研究玻璃组成中Na2O对MgO-Al2O3-SiO2(MAS)系统微晶玻璃的高温粘度、结构与析晶性能的影响。结果表明,掺入Na2O后MAS微晶玻璃高温粘度有明显的降低,并且随着掺入量的增加玻璃的粘度逐渐降低。随着Na2O掺入量的增加,玻璃熔体的熔制温度从A0的1 552℃逐步降低到1 494℃。未掺Na2O的MAS微晶玻璃主晶相为颗粒状α-堇青石相,掺入后的微晶玻璃全部析出柱状镁橄榄石相。     

稀土掺杂对LAS系统微晶玻璃粘度的影响

实验以Li2O-Al2O3-SiO2（LAS）系统微晶玻璃为研究对象，根据LAS系统玻璃三元相图设计玻璃组成，并在基础组分不变的前提下，选择了La2O3等5种稀土氧化物采取外加法进行掺杂，应用高温粘度仪测试分析了玻璃液的高温粘度。通过调整稀土氧化物的种类和用量，制备出了熔制温度相对较低、具有较好的透明性、较高的强度和热膨胀系数接近于零的微晶玻璃。结果表明：La2O3、Y2O3、CeO2、Er2O3及Gd2O3都具有降低玻璃液粘度的作用，其中以La2O3的作用最大。     

Bi_2O_3对锂镁铝硅微晶玻璃结构与性能的影响研究

Bi2O3能够有效降低基础玻璃的熔化温度,在锂镁铝硅系统微晶玻璃中加入不同质量含量的Bi2O3后,采用DSC,XRD,FESEM以及高分辨透射电镜等测试手段进一步研究了Bi2O3对微晶玻璃结构及性能的影响。研究结果显示,微晶玻璃中析出的主要晶相为β-锂辉石和锂辉石固溶体,加入量为质量分数1.0%时,能够降低微晶玻璃晶化温度约25℃。Bi2O3质量含量为1.0%时微晶玻璃的热膨胀系数最小,但是微晶玻璃的抗折强度与Bi2O3的含量没有明显的线性关系,随着Bi2O3含量的增加,晶粒的尺寸呈现变小的趋势。     

Er_2O_3对锂锌硅微晶玻璃热膨胀及力学性能的影响

使用晶化法制备以二硅酸锂为主晶相,P_2O_5为主要形核剂的锂锌硅微晶玻璃。引入稀土Er_2O_3掺杂Li_2OSiO_2-P_2O_5-ZnO系统基础玻璃。通过测试该系统微晶玻璃的差热曲线、X射线衍射图谱、高温粘度曲线和扫描电镜图像,研究引入Er_2O_3含量的变化对该系统微晶玻璃析晶性能、次晶相的种类和含量、高温粘度变化、析出晶粒的大小及分布情况和微晶玻璃抗弯强度的影响。结果表明:引入Er_2O_3提高该系统微晶玻璃的玻璃转化温度,提高锂锌硅微晶玻璃晶化热处理的温度,影响了次晶相偏硅酸锂晶相的析出,通过改变微晶玻璃次晶相的种类和含量,降低了体系的热膨胀系数,掺杂0.3%的Er_2O_3提高了二硅酸锂的析晶速率,并降低了该系统微晶玻璃的高温粘度,当Er_2O_3的掺杂量为0.3%时,该体系微晶玻璃获得最大的抗弯强度310 MPa。     

掺钕透明微晶玻璃的析晶动力学和显微结构

采用传统熔体冷却法制备了45Si O2-25Al2O3-15CaF2-5Na2O-10NaF-1Nd2O3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。采用析晶动力学分析了45Si O2-25Al2O3-15CaF2-5Na2O-10NaF-1Nd2O3体系玻璃的析晶机制,并通过DSC、XRD和SEM等方法研究了热处理制度与玻璃析晶行为和显微结构的关系。研究表明,该体系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325.51 kJ/mol,晶粒尺寸随晶化温度升高逐渐长大,晶粒数量随保温时间延长逐渐增多。通过优化热处理制度,获得了晶粒尺寸约为40 nm,晶相含量约为30%的透明微晶玻璃。     

碱金属氧化物对CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2玻璃黏度和析晶性能的影响

用熔制法制备含不同碱金属氧化物的Ca O-Mg O-Al2O3-Si O2(CMAS)系微晶玻璃,通过旋转黏度仪测试该玻璃黏度,再结合差示扫描量热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等分析方法,研究不同碱金属氧化物对微晶玻璃析晶性能的影响。结果表明:含不同碱金属氧化物的CMAS系微晶玻璃析出的主晶相均为辉石,但玻璃的高温黏度以及显微硬度存在差异。其中含6%Na2O(摩尔分数,下同)试样熔化温度为1 475℃,显微硬度为6.4 GPa。当3%K2O取代3%Na2O时,玻璃的高温黏度降低,熔化温度为1 460℃,析晶能力增强,显微硬度7.6 GPa。当3%Li2O取代3%Na2O时,玻璃高温黏度降低明显,试样熔化温度为1 385℃,析晶能力增强,显微硬度为7.1 GPa。     

热处理制度对Li2O—Al2O3—SiO2系统玻璃析晶及热膨胀系数的影响

采用传统熔融冷却法获得了以P2O5为成核剂的Li2O-Al2O3-SiO2系统基础玻璃，通过差热分析确定了使该玻璃微晶化的热处理条件，并获得了不同热处理温度下Li2O-Al2O3-SiO2系统低膨胀微晶玻璃；利用X射线衍射分析和扫描电子显微镜对晶化试样的物相和微观结构进行了研究，讨论了热处理制度对玻璃的析晶及热膨胀系数的影响，研究结果表明：以P2O5为成核剂，采用不同热处理制度能获得Li2-Al2O3-SiO2系统低膨胀微晶玻璃；在析晶初始温度下进行热处理，析出β-石英晶体，但晶体生长缓慢，结晶程度低；提高晶化温度，析出β-锂辉石晶体且晶体生长迅速。     

MgO/ZnO对锂铝硅系微晶玻璃性能的影响

采用MgO和ZnO作为复合助熔剂,结合高温粘度、SEM、XRD等测试手段,研究MgO和ZnO引入比例对锂铝硅系(LAS)微晶玻璃熔制和性能的影响。w(MgO)/w(ZnO)的升高,促进了微晶玻璃析晶,增大热膨胀系数,降低可见光透过率。结果表明:MgO和ZnO最佳引入比为3∶1,此时微晶玻璃具有较高的强度(98 MPa)、非常低的热膨胀系数(0.769×10-7/K)和较理想的透过率(可见光内70%)。     

B2O3对锂铝硅系统微晶玻璃结构性能的影响

采用差热分析(DTA),X-ray衍射分析(XRD),扫描电镜分析(SEM)等手段研究热处理制度对锂铝硅透明微晶玻璃热膨胀系数的影响。结果表明,随B2O3含量的增加,玻璃的熔化温度降低,熔化质量提高。经处理后的微晶玻璃样品,随B2O3含量的增加,透明性变差。当B2O3的含量超过3%时,出现比较严重的分相现象。微晶玻璃的主晶相为LixAlxSi1-xO2固溶体。     

燃料电池用新型封接玻璃的高温热稳定性分析

采用差热扫描示量法(DSC)对平板式固体氧化物燃料电池(p-SOFC)封接材料SrO2-Al2O3-SiO2-La2O3-B2O3玻璃进行析晶动力学分析。运用动力学模型计算出玻璃的析晶活化能为271kJ/mol,析晶过程主要受扩散控制。利用热膨胀数据和VFT粘度方程计算得到玻璃在800～950℃区间对应的粘度曲线。结果表明,该玻璃满足封接的高温流动性要求。在p-SOFC封接和工作温度下对玻璃进行不同时间的热处理,该玻璃转变为微晶玻璃,主晶相为Sr2SiO4和Sr2AlSiO7。通过XRD图谱拟合计算得出,在工作温度下保温时间达到20h以上,玻璃析晶趋势趋于平缓,结晶度在55%以上。     

Co_2O_3和K_2Cr_2O_7对RCSF微晶玻璃性能的影响

利用差热分析,可见-紫外光谱,X射线衍射及扫描电镜,分析研究了Co2O3和K2Cr2O7对硅碱钙石玻璃着色及晶化过程的影响规律。结果表明:着色剂K2Cr2O7导致玻璃显绿色,Co2O3使玻璃显蓝色。加入着色剂的微晶玻璃与其母体玻璃相比,光谱曲线整体向长波方向移动,微晶玻璃颜色偏浅。加入适量的K2Cr2O7着色剂可促进该系统微晶玻璃主晶相硅碱钙石的析出,但是着色剂Co2O3抑制了该系统微晶玻璃晶相的析出,加入0.1%Co2O3的微晶玻璃析出的主晶相为硬硅钙石,只有少量硅碱钙石析出。     

Tb:YAG微晶玻璃的制备及其发光性能

采用熔融法制备Tb3+掺杂Na F-Y2O3-Al2O3-SiO2系统玻璃,并进行不同温度的热处理,制备出晶相为YAG的微晶玻璃.通过XRD、SEM、荧光光谱仪研究微晶玻璃的晶相、形貌、光谱性能.结果表明:掺Tb3+的基础玻璃经1 300℃热处理能得到含纯YAG晶相的微晶玻璃,晶粒大小在25~75 nm;在微晶玻璃中Tb3+蓝光发射强度减弱,而绿光发射强度得到增强.     

YAG∶Ce荧光粉复合磷锌硼发光微晶玻璃结构研究

用两步合成法制备钇铝石榴石(YAG∶Ce)荧光粉复合磷锌硼发光微晶玻璃,利用红外光谱等表征手段,系统研究了氧化硼掺量、成型方式、荧光粉掺量和热处理制度对发光微晶玻璃结构的影响。结果表明,随着B2O3掺量增加,发光微晶玻璃试样中[BO3]和B2O2-7离子基团含量增加,[BO4]含量减少;成型方式对发光微晶玻璃结构有一定影响;随着荧光粉掺量增加,发光微晶玻璃中YAG晶相含量增加,Zn2P2O7、BPO4晶相含量变化较少,缺陷增加;随着烧结温度升高,YAG晶相含量不变,BPO4晶相含量减少,至600℃时Zn2P2O7发生晶型转变,由α-Zn2P2O7转变为β-Zn2P2O7,有利于提高发光微晶玻璃的烧结质量。     

封接用铋酸盐微晶玻璃的制备

采用常规熔体冷却法和玻璃粉末低温烧结法制备了铋酸盐基础玻璃及其微晶玻璃。利用扫描示差量热(DSC)、X射线衍射(XRD)、热膨胀系数、抗弯强度等分析测试方法研究了基础玻璃的特征温度、析晶、热处理温度对玻璃析晶以及对微晶玻璃热膨胀系数、抗弯强度的影响。结果表明:基础玻璃的热膨胀系数随Bi2O3含量的增加而递增;玻璃化转变温度和软化温度随Bi2O3含量的增加而递减;Bi2O3含量不同,低温处理下获得的晶相种类相同,而高温处理下获得的晶相种类不同。在400℃、500℃、600℃晶化处理时,50Bi2O3-20B2O3-15ZnO-10BaO组成玻璃析出的晶相分别是Bi45BO69/Bi2O3、Bi2O3/Bi24B2O39和Bi24B2O39;65Bi2O3-5B2O3-15ZnO-10BaO组成玻璃析出的晶相分别是Bi45BO69/Bi2O3、Bi2O3和Bi38ZnO58。     

MnO2对磷渣微晶玻璃显微结构和性能的影响

烧结法CaO-Al2O3-SiO2微晶玻璃具有结构致密均匀,抗冲击、耐磨、耐腐蚀、无放射性、色泽丰富、纹理美观等特性,是一种新型绿色环保型装饰材料。以磷渣为主要原料,以Fe2O3和MnO2为着色剂,制备了米黄色微晶玻璃。利用X射线衍射和扫描电子显微镜等测试技术,研究了不同MnO2含量对微晶玻璃显微结构、晶相种类的影响,测定了微晶玻璃的化学稳定性。研究结果表明:当MnO2质量含量小于5.5%时,微晶玻璃主晶相为β-硅灰石,随着MnO2含量的增加析晶量减少,晶粒尺寸由0.42μm减小到0.3μm;当MnO2质量分数为6%时,主晶相变为钠长石且析晶量增加、晶体尺寸增大。当MnO2质量分数大于4%时,MnO2质量分数每增加0.5%其摊平温度约降低10℃,适量加入MnO2使其化学稳定性提高。     

B_2O_3、Al_2O_3和R_2O对CaO—SiO_2—P_2O_5生物微晶玻璃熔融特性的影响及相变研究

本文采用高温粘度计、高温显微镜和扫描电镜研究了B_2O_3、A1_2O_3和R_2O组分对CaO-SiO_2-P_2O_5系统生物微晶玻璃的熔制过程、熔融特性、相变和显微结构的影响。结果发现:该系统玻璃在高温范围有相变(分相或析晶)发生,玻璃熔体有特殊的粘度温度曲线,适当添加某些组分,可以改善熔制特性、控制相交范围和微观结构。     

Na_2O对硼硅酸盐玻璃熔体性质的影响

硼硅酸盐玻璃具有良好的热稳定性、电绝缘性、化学稳定性、机械性能和光学性能等。采用熔融冷却法制备了不同Na2O含量的高硼硅酸盐玻璃,利用高温旋转粘度计和高温显微镜对玻璃的熔体性质进行表征。利用AM方程拟合玻璃转变温度至熔化温度的粘度-温度曲线,考查R(R=Na2O/B2O3)对硼硅酸盐玻璃料性等熔体性能的影响,结果表明:R的增大,显著地降低了硼硅酸盐玻璃的高温粘度与对应的熔制温度,R由0.38增大到0.50时,对应的熔体熔制温度由1 841.99℃降至1 783.81℃。比较了VFT、AG方程、AM方程、Mauro方程在拟合玻璃转变温度至熔制温度的粘度-温度曲线的适用性,AM方程拟合误差最小。运用AM方程,得出了硼硅酸盐的料性变化规律。R的增大缩短了硼硅酸盐玻璃的料性,有利于快速成形。     

K_2O对R_2O-CaO-SiO_2-F微晶玻璃析晶的影响

R2O-CaO-SiO2-F系统微晶玻璃的析晶过程较为复杂,析出晶体种类繁多。为得到预期的晶相,获得最佳性能,需要对整个析晶过程进行合理控制。因此采用DTA、XRD、SEM等测试分析方法,研究K2O引入量对R2O-CaO-SiO2-F系统微晶玻璃的析晶温度、主晶相、晶体含量以及微观形貌的影响。研究结果表明:随着K2O引入量的增加,玻璃转变点温度降低,而最大析晶峰温度升高。当K2O引入量为质量分数5%左右时,微晶玻璃的主晶相为颗粒状的氟化钙和柱状的硬硅钙石,晶体含量为15%。当氧化钾质量由6%增加到8%时,微晶玻璃主要析出放射状a-硅碱钙石,次晶相为少量的氟化钙,晶体含量增大到40%。     

Li2O-Al2O3-SiO2系统低膨胀微晶玻璃性能研究

Li2O-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃是一种具有耐高温、耐热冲击、热膨胀系数低等性能的新型玻璃材料,受到科研人员的广泛关注.通过改变Li2O-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃的基础配方以及热处理制度,制备了具有较低热膨胀系数的Li2O-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃.结合运用差热热重、X射线衍射、扫描电镜等测试分析方法,研究性能与其组分、微观结构和热处理制度之间的相互联系.结果表明:通过对热处理制度的调整,促进了玻璃的析晶过程,核化温度和晶化温度有所降低.玻璃析出的主晶相为LiXAlXSi1-XO2,最低热膨胀系数达到25.365×10-7℃-1.     

粉煤灰在微晶玻璃装饰板材中的应用研究

通过大量实验，研究了电厂粉煤灰在烧结法微晶玻璃装饰板中的应用。确定了CaO-Al2O3-SiO2系统玻璃颗粒的起始烧结温度（Ts)，起始析晶温度（Tc)。利用X射线衍射分析（XRD）和扫描电子显微镜（SEM），对晶化试样的物相进行鉴定和微观结构观察。研究结果表明：粉煤灰可以作为烧结法生产微晶玻璃的原料；并且可以得到主晶相为β－硅灰石的黑色和黄绿色系列的微晶玻璃。