B_2O_3掺杂Li_2O-Al_2O_3-SiO_2低膨胀透明微晶玻璃的制备及性能表征

为了降低微晶玻璃的熔化温度、改善玻璃的化学稳定性、机械性能和玻璃的熔化质量,在Li2O-Al2O3-SiO2三元玻璃系统中加入5%的B2O3。但加入氧化硼容易产生玻璃分相,生成的主晶相β-石英固溶体就会减少,引起透光性下降。作者以TiO2、ZrO2作为复合晶核剂,通过改变成核温度、成核时间、晶化温度、晶化时间,控制晶体颗粒度大小,制备出了晶粒较小、主晶相为β-石英固溶体的低膨胀透明微晶玻璃,其透过率大于80%,膨胀系数为2.0×10-6/K-1。采用差热分析仪分析了晶化前后玻璃的放热情况,用X射线衍射仪分析了微晶玻璃的主晶相为β-石英固溶体,采用SEM分析了透明微晶玻璃和半透明微晶玻璃的晶体结构。     

Nb2O5对透辉石基矿渣微晶玻璃显微结构和力学性能的影响

为研究Nb_2O_5对透辉石基矿渣微晶玻璃显微结构和力学性能的影响机理,以富铁白云鄂博西尾矿、粉煤灰为主要原料,采用熔融工艺制备了添加质量分数0%~4%Nb_2O_5的透辉石基矿渣微晶玻璃。DTA、XRD、SEM和力学测试结果表明,Nb_2O_5主要以Ca2Nb2O7第二相的形式存在于辉石相界,其含量随Nb_2O_5添加量升高而增大。同时辉石主晶相从类菊花状枝晶组织转变成平均尺寸逐渐减小的圆角岛状组织。微晶玻璃的抗折强度平均为207 MPa,当Nb_2O_5质量分数为2%时最高,达236 MPa。     

晶核剂对CMAS系微晶玻璃结构和性能的影响

针对炉渣或者尾矿中存在晶核剂成分TiO2和Fe2O3,设计了TiO2、TiO2+ZrO2和TiO2+Fe2O3三种晶核剂组合.采用熔融法和两步结晶热处理制备了CaO-MgO-Al2O3-SiO2(CMAS)系微晶玻璃.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度测试仪和宽频介电阻抗谱仪研究了CMAS系微晶玻璃晶相组成、显微结构、力学性能和介电性能.结果表明,TiO2单独加入时会析出透辉石和钛酸镁;TiO2和ZrO2复合加入后析出了镁硅钙石相,当加入量增多后会额外析出钛酸锆;TiO2和Fe2O3复合添加后则会析出四氧化三铁和褐斜闪石相.虽然晶相组成会随着晶核剂的种类改变,但晶粒尺寸均在200 nm以内,并且分布均匀,有利于提高微晶玻璃的力学性能.所有样品的维氏硬度(HV5)在8 GPa左右,断裂韧性在1.25 MPa?m1/2左右.当TiO2和Fe2O3复合加入量较多时,样品的维氏硬度可以达到8.15 GPa,有利于提高含钛或含铁固废的利用率.在合适的晶核剂含量下,样品的介电常数在11左右,介质损耗在10-3数量级,表明这种微晶玻璃在电子封装或者移动通讯领域也具有应用前景.     

氧化铋对微晶玻璃的相转变和性能的影响

为研究Bi2O3在堇青石基微晶玻璃烧结中的作用及其添加量对微晶玻璃的相转变和性能的影响,采用烧结法制备了不同Bi2O3含量的微晶玻璃,并对其进行了X射线衍射分析、显微分析和性能测试.结果表明:Bi2O3的加入降低了堇青石的u相向a相转变的温度,并有效促进微晶玻璃的烧结致密化;烧结样品的介电常数和抗折强度均随着Bi2O3加入量的增加而增加,且与密度变化规律相似;当Bi2O3添加量(质量分数)达5%时样品的介质损耗因子最低(＜10-3);微晶玻璃烧结样品的热膨胀系数基本符合线性规律.     

β-锂霞石负膨胀微晶玻璃的制备技术及结构特征

研究了β锂霞石微晶玻璃的制备技术、结构特征及其负膨胀特征。首先采用玻璃结晶法制备β锂霞石负膨胀微晶玻璃材料,然后通过XRD、SEM等测试手段,表征了β锂霞石微晶玻璃材料的结构特征。并讨论β锂霞石负膨胀微晶玻璃的膨胀系数及其与晶相组成和晶化温度及时间的依从关系,使其负膨胀系数在一定范围内连续可调。研究并制备出热膨胀系数可达到为-1.037×10-5/℃的β锂霞石微晶玻璃。     

离心凝胶注模技术制备梯度ZrO_2/HA复合材料

采用离心-凝胶注模成型技术制备梯度ZrO2/HA复合材料,研究浆料固相含量、ZrO2含量对浆料粘度的影响。观察ZrO2/HA浆料的凝胶固化过程,分析离心成型工艺参数对ZrO2/HA生坯密度梯度的影响。观察烧结产物的显微组织并对复合材料的力学性能进行测试。结果表明,浆料固相含量为40%(质量分数),ZrO2含量为15%(质量分数)时,ZrO2/HA浆料粘度为223.5mPa·s,具有良好的分散性。当催化剂含量为1.5%(质量分数)和引发剂含量均为0.6%(质量分数)时,起始凝胶和终止固化时间与离心成型工艺相匹配。当在1 500r/min的转数下离心10min后,离心-凝胶注模成型所得生坯具有良好的密度梯度,经1 200℃烧结2h后试样顶部、中部和底部中ZrO2形成良好的梯度。当ZrO2含量为15%(质量分数)时,复合材料的抗弯强度和断裂韧性达到最大值84.2 MPa和1.76MPa·m1/2,比基体提高了159.8%和117.2%。     

LAS系统微晶玻璃的制备及析晶研究

采用烧结法和溶胶-凝胶法制备了LAS系统微晶玻璃,并研究了其析晶性能。结果表明,烧结法制备的样品中晶粒尺寸为100～150nm,分布均匀,主晶相为β-锂辉石相,另外含有少量的Moganite石英相,溶胶-凝胶法制备的样品中晶粒尺寸为10～60nm,分布均匀,样品中存在Al2O3和LiAlO2相,而SiO2没有结晶,形成玻璃体。核化温度为600℃、晶化温度为680℃时,微晶玻璃的结晶效果比较好。     

LAS系统微晶玻璃的制备及析晶研究

采用烧结法和溶胶-凝胶法制备了LAS系统微晶玻璃，并研究了其析晶性能。结果表明，烧结法制备的样品中晶粒尺寸为100-150nm，分布均匀，主晶相为β-锂辉石相，另外含有少量的Moganite石英相，溶胶-凝胶法制备的样品中晶粒尺寸为10-60nm，分布均匀，样品中存在Al2O3和LiAlO2相，而SiO2没有结晶，形成...     

用包裹纳米复合粉体制备ZTA陶瓷

用非均匀成核法和液相共沉淀法相结合的方法制得ZrO2(3Y)包裹Al2O3纳米复合粉体,经干压成型,常压烧结制备ZTA复相陶瓷.通过XRD、TEM对粉料的物相组成和显微形貌进行表征,研究了包裹粉体中煅烧温度和ZrO2含量对烧结体的烧结性能和力学性能的影响.结果表明:随着前驱体粉料煅烧温度的升高,包裹后的Al2O3-ZrO2(3Y)复合陶瓷粉体比表面积降低,粒径变大;ZrO2含量为20wt.%的Al2O3-ZrO2(3Y)复合陶瓷粉体,经过1000℃锻烧后,干压成型制备的烧结样品的抗弯强度和断裂韧性分别高达454.9MPa和11.6MPa·m1/2,SEM观察结果表明烧结体结构致密.     

掺P2O5氟化镓铟基玻璃微晶化可控性机理的探讨

用熔融法制备掺少量P2O5氟化镓铟基玻璃(20GaF3-15InF3-17CdF2-15ZnF2-10SnF2-20PbF2-3P2O5),玻璃的析晶动力学分析结果表明:掺入P2O5能使氟化镓铟基玻璃的析晶双峰间温度差△Tp(△Tp=Tp1-Tp2)增大,使可控微晶化变为可能。同时利用X射线衍射分析方法(XRD)和扫描电镜讨论了该微晶化玻璃的晶相和析晶形貌,并在593 K下保温1 h能得到透明度较好、含四方晶相ZnF2的微晶玻璃。