SiO2-CaO-B2O3-Al2O3微晶玻璃在平板式ITSOFC中密封性能的研究

平板式中温固体氧化物燃料电池(ITSOFC)的密封材料在工作温度下,与其接触的电池材料应具备以下特性:(1)气密性;(2)尺寸稳定性;(3)热匹配性;(4)化学稳定性;(5)绝缘性.采用SiO₂-CaO-B₂O₃-Al₂O₃系统微晶玻璃制备出一种适用于850℃的密封材料.该材料在850℃保证一定尺寸的前提下,能够与8YSZ电解质和Ni-Cr双极板紧密黏附,热膨胀系数8.9×10^-6)/℃和8YSZ接近,电导率约为10^-8S/cm有良好的电绝缘性能,在O₂和H₂气氛下保温100h没有气体泄漏,且密封后的黏附界面边界分明,元素扩散层厚度<10μm.实验证明该材料适用于ITSOFC 850℃密封.     

MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃析晶影响因素

采用DSC方法对MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析晶影响因素进行研究,包括材料的组成、玻璃熔融温度及材料形态等方面.获得有利于MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃低温烧结的因素:较高的Mg2 离子含量、较低的熔融温度和缺陷较多的粉体形态,为其作为低温共烧陶瓷(LTCC)基板材料使用提供可能.     

MgO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃的红外光谱研究

本文利用红外吸收光谱（IR）研究了MgO-Al2-03-SiO2系统微晶玻璃中钛离子的配位状态变化.结果表明：玻璃稠络中主要有SiO4、AlO4四面体结构单元.在较低温度时,玻璃中的钛离子主要以四配位状态存在,随着温度的升高,钛离子逐渐向六配位转变.在升温过程中,TiO2表现为镁铝钛酸盐（MAT）和金红石相,玻璃中Al^3＋多数占据四面体配位位置.     

CaO-Al2O3-SiO2系黑色装饰微晶玻璃的研究

为了研究制备黑色装饰微晶玻璃,使用Fe2O3、Ni2O3、Co2O3等着色剂,研究了其对微晶玻璃装饰板材的颜色、烧结和晶化性能的影响规律,确定合理的着色剂种类、含量以及热处理制度,并利用XRD与SEM等技术研究了黑色装饰微晶玻璃的结构.研究表明:以Fe2O3、Co2O3组合和Fe2O3、Co2O3、Ni2O3的组合都可制得黑色系列玻璃与花纹清晰的黑色微晶玻璃;100g玻璃配合料中,较合理的着色剂用量为:Fe2O33～5g,Co2O30.15～0.25 g,Ni2O30.2～0.4 g.     

SiO2-Al2O3-P2O5系透明微晶玻璃的制备及表征

采用熔融及分部晶化法制备出掺钕SiO2-A12O3-P2O5系微晶玻璃．采用差热分析、X射线衍射及荧光光谱仪对材料进行表征。结果表明，在490-590℃保温2-4h，而后在600-700℃保温5-7h，可制得主晶相为AlPO4的透明微晶玻璃，由于Nd^3＋在热处理后富集在晶相中，使荧光光谱线在1054nm处峰值比原始玻璃强度大。     

MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃晶化行为和力学性能

采用差热分析、X射线衍射分析和扫描电镜观察等测试方法，对以TiO2和ZrO2作为复合晶核剂生成的微晶玻璃摘要的晶化行为进行了研究，并讨论了热处理工艺与晶化行为、力学性能之间的关系。结果表明：随温度升高，玻璃中依次析出镁铝钛酸盐、假蓝宝石、尖晶石、α-堇青石、顽火辉石等晶体。材料力学性能取决于热处理工艺，经800℃、2h和1190℃，1h处理后，所制备的陶瓷试样具有良好的力学性能，抗弯强度可稳定在320MPa以上。     

SiO2-Al2O3-MgO-F系微晶玻璃的形变析晶

采用高温熔融法制备了SiO2 -Al2O3 -MgO-F系玻璃样品,应用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)研究了该微晶玻璃在自由形变时的析晶特征,得到了微晶玻璃自由形变析晶的规律.结果表明:在热处理过程中随着温度的升高,基础玻璃的黏度逐渐降低,可以在析晶前施加压力使之发生变形.在自由形变的前提下,微晶玻璃析出的晶体在垂直压力和平行压力方向上没有出现定向析晶.显微硬度测试结果也表明在微晶玻璃中没有明显的各向异性特征,不会带来材料性能在不同方向上的差异,为形状复杂、均质同性微晶陶瓷的制备提供了一个有效途径.     

CaO-MgO-Al2O3-SiO2-F系可切削微晶玻璃的晶化机理研究

在CaO MgO Al2 O3 SiO2 F系可切削微晶玻璃体系中 ,本研究分析了K2 O和ZrO2 对玻璃析晶和显微结构的影响 ,探讨了晶化机理。K+ 促使云母相的生成和球晶的形成 ;晶化过程中 ,云母和顽辉石互为外延生长 ,使球晶中条状晶解离为片状晶。ZrO2 与F- 一起促使玻璃晶化后形成棒状云母晶粒 ,并具有晶粒长径比大、相互交错的显微结构     

CaO-B2O3-SiO2微晶玻璃LTCC基板的烧结性能研究

CaO-B2O3-SiO2微晶玻璃基板具有介电常数低、能与金属电极低温共烧等特性.设计了3种玻璃配方,重点研究了其烧结性能和晶相组成.通过差热分析、X射线衍射晶相分析、SEM形貌分析、烧结收缩实验以及介电性能测定等,研究了玻璃组成、粉体颗粒度和烧结制度等对材料晶相组成和性能的影响.结果表明,主晶相为硅灰石,粉体颗粒度D50在2靘左右,经850℃、10min烧结,可以获得致密度高、介电常数和介电损耗低的LTCC材料.     

BaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃的研究进展和应用

以钡长石(BaAl2Si2O8)为主晶相的BaO-AlO3-SiO2(BAS)系微晶玻璃具有高的耐热温度、机械强度,具有较好的抗氧化性能和抗碱蚀能力,具有高的化学稳定性,与多种热、机械增强材料都有良好的化学相容性.而且,单斜钡长石的电绝缘和介电性能良好.因此,BAS系微晶玻璃作为高温结构材料和功能陶瓷材料均有相当多的应用.本文在评述BAS系微晶玻璃的不同制备工艺、加速六方钡长石→单斜钡长石晶型转变的不同手段与机理的基础上,介绍了BAS系微晶玻璃作为结构材料和功能材料的多种应用,指出了国内外的研究差距,并作出了研究展望.     

平板式固体氧化物燃料电池Ag-CuO封接材料的研究

采用Ag-CuO为封接材料对连接体SUS430和电池片阳极Ni-YSZ在空气中进行封接,通过对泄露率的测定、扫描电镜、能谱分析等方法对封接的气密性、相容性及热循环性能进行了研究。结果表明Ag-CuO材料可实现对连接体与电池片的有效封接,且当材料中的Cu含量为6%（摩尔分数）时模拟泄露率最低,〈0.001mL/（min.cm）,封接材料在经历10次热循环后的气体泄露率无增大,能谱分析表明在连接体/Ag-CuO材料界面没有发生元素扩散现象。     

Microstructural and dielectric behaviour of glass ceramics in the system PbO-BaO-TiO2-B2O3-SiO2

Glasses in the system PbO-BaO-TiO₂-B₂O₃-SiO₂ with and without P₂O₅ as nucleant have been prepared. The glass samples were ceramized based ondta studies. The ferroelectric phase crystallizing out has been found to be BaTiO₃ fromxrd. The optical and scanning electron micrographs show the presence of BaTiO₃ as major phase. In these glass ceramic samples, dielectric constant and dissipation factor are approximately constant with temperature and frequency upto the glass transition temperatureT _g and thereafter increase sharply with temperature and finally level off. The addition of P₂O₅ as nucleant and molar ratio of (PbO + BaO) to TiO₂ has marked influence on the dielectric behaviour and composition of ferroelectric phase crystallizing out.     

Phase formation kinetics in SrO-Al2O3-SiO2-B2O3 glass

Phase formation in Sr-celsian glass, containing 3 wt% B₂O₃ (SA2SB), was investigated by using non-isothermal and isothermal kinetic analyses. While stoichiometric celsian (SA2S) glass showed two-stage crystallization of glass, from glassy state to hexacelsian and from hexacelsian to monocelsian, SA2SB glass showed direct crystallization of glass to monocelsian, resulting in considerable decrease in the temperature of monocelsian formation. The activation energy for monocelsian formation in SA2SB glass was 390 kJ/mol, which is lower than those for hexacelsian and monocelsian formation respectively in SA2S glass. The Avrami exponent of SA2SB glass was 2.0, indicating two-dimensional crystal growth with interface-controlled mechanism at a zero nucleation rate.     

B2O3-SiO2-Na2O抗菌玻璃材料的制备

制备了硼酸盐抗菌玻璃材料 ,并测试其性能 ,分析研究了硼酸盐玻璃材料的缓释性、稳定性及抗菌性之间的关系。     

Crystallization and wetting of ZnO-Al2O3-B2O3-SiO2 glass-ceramic for sealing to Kovar alloy

A new type of ZnO-Al₂O₃-B₂O₃-SiO₂ glassceramics seals to Kovar in electronic packaging was developed, whose coefficient of thermal expansion (CTE) and electrical resistance were 5.2 × 10⁻⁶/°C and over 1 × 10¹³ Ω·cm, respectively. The major crystalline phases in the glass-ceramics seals were ZnAl₂O₄, ZnB₂O₄ and NaSiAl₂O₄. The dielectric resistance of the glass-ceramic could be remarkably enhanced through the control of the alkali metal ions into the crystal lattices. It was found that the crystallization happened first on the surface of the sample, leaving the amorphous phase in the inner parts, which makes the glass suitable for sealing. The glass-ceramic showed better wetting on the Kovar surface, and sealing atmosphere and temperature showed great effect on the wetting angle. Strong interfacial bonding was obtained, which was mainly attributed to the interfacial reaction between SiO₂ and FeO or Fe₃O₄. This paper was presented at 2008 MRS International Materials Research Conference and won the student best paper award of the conference.     

B2O3-Al2O3-SiO2透明玻璃陶瓷研究

玻璃陶瓷属于一类多晶陶瓷材料.通过调整玻璃基质和晶相组成可以制备出具有良好的力学、热学、电学和光学性能的玻璃陶瓷材料.采用传统的熔融和退火技术制备出含B2O3-Al2O3-SiO2-Li2O-K2O组分的硼铝硅玻璃,并通过成核和长晶工艺最终制备出透明玻璃陶瓷.配合料在铂金坩埚中于1450℃下熔融2h,然后经两步热处理制度控制晶核的生成和晶粒的长大.采用差热分析技术确定成核和长晶温度.采用X射线衍射技术对不同热处理制度下的玻璃陶瓷样品进行分析,以确定最佳成核和长晶条件.采用扫描电子显微镜分析玻璃陶瓷形态,晶粒尺寸及其在残余玻璃相中的分布.采用UV-Vis-Nir分光光度计测定玻璃陶瓷样品的透过率.     

超重力熔铸Y2O3-Al2O3-SiO2玻璃的晶化行为研究

研究了以超重力熔铸方法制备的Y₂O₃-Al₂O₃-SiO₂玻璃的晶化行为, 并结合相图分析了热处理条件对晶化过程的影响规律。实验结果表明, Y₂O₃-Al₂O₃-SiO₂玻璃的晶化行为与热处理温度和SiO₂含量密切相关。当热处理温度为1050℃时, 晶化后样品的相组成沿超重力场方向呈现出梯度分布, 自上而下分别为Al₆Si₂O₁₃玻璃陶瓷、纯玻璃相、χ-Al₂O₃玻璃陶瓷。当退火温度为1100℃时, 析出晶相主要为Y₃Al₅O₁₂及Y₂Si₂O₇; 退火温度为1200℃时主要析出Y₃Al₅O₁₂。因此, 以超重力熔铸法制备YAS玻璃结合后续热处理的工艺, 提供了一种快速制备YAS基微晶玻璃的新方法。     

B2O3-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析晶动力学研究

采用差示扫描量热（DSC）分析法对B2O3-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃的析晶动力学参数进行了测定，研究了该系统微晶玻璃的析晶动力学。结果表明：随着B2O3/SiO2比的降低，该系统玻璃的析晶活化能E呈先升高后降低的变化趋势，当B2O3/SiO2比为11：5时，析晶活化能最小，Emin=375．4kJ／mol，晶化指数n则先减小后增大，但均〉4，表明该系统玻璃可整体析晶。     

Dielectric behaviour of glasses and glass ceramics in the system BaO-PbO-TiO2-B2O3-SiO2

Glasses with varying molar ratios of PbO/BaO in the system BaO-PbO-TiO₂-B₂O₃-SiO₂ were prepared keeping (BaO + PbO)/TiO₂ ratio equal to one. The glasses were ceramized by two-stage heat treatment. X-ray diffraction indicates that PbTiO₃ crystallizes in lead-rich glasses while BaTiO₃ precipitates in barium-rich compositions. Solid solution (Ba, Pb)TiO₃ does not seem to crystallize over the entire range of compositions. Simultaneous presence of PbO and BaO in the initial glass composition reduces the yield of ferroelectric phase. Dielectric properties have been interpreted in terms of microstructural features.