Al2 O3对硼硅酸盐玻璃结构和性能的影响

硼硅酸盐玻璃具有优良的抗热冲击性能和优异的光学性能。主要探讨了Al2 O3对硼硅酸盐玻璃的结构和性能的影响。通过红外光谱测试分析了Al2 O3含量不同时玻璃的结构变化,测试了玻璃的热膨胀系数,转变温度、膨胀软化温度、粘度和化学稳定性。研究结果表明：Al2 O3的加入使得玻璃结构中[ BO4]减少,[ BO3]相应增加,从而使得玻璃结构疏松。玻璃的热膨胀系数增大,Tg 和膨胀软化点Td 降低,化学稳定性减弱;但玻璃的软化点Tf 在Al2 O3含量小于3%时,随Al2 O3含量增加有降低趋势,大于3%时随Al2 O3含量增加有增大的趋势。玻璃的高温粘度随Al2 O3的加入增大,但低温粘度减小。     

硼硅酸盐玻璃结构与其熔体性质研究

对硼硅酸盐玻璃结构及其熔体性质展开研究,通过红外光谱分析了Al2O3对硼硅酸盐玻璃结构的影响,测试了玻璃熔体的高温粘度和抗折强度.研究结果表明:当玻璃中Al2O3/SiO2物质的量比在1.2％～6.5％,(R2O-Al2O3)/B2O3的物质的量比在0.04 ～0.41范围内时,Al3+全部以[AlO4]形式存在,是玻璃网络形成体,B3+大部分以[BO3]的形式存在,是玻璃网络外体,少部分以[BO4]形式存在,是玻璃网络形成体.增加玻璃熔体中Al2O3的含量,玻璃中游离氧含量和[BO4]含量减少,[BO3]含量增加,玻璃的高温粘度增大,熔制温度升高,抗折强度降低.     

ZrO2对无碱铝硼硅酸盐玻璃结构与性能的影响

以SiO2-Al2O3-B2O3-RO(R=Mg、Ca、Sr)系统为基础玻璃组成,采用传统的高温熔融法制备了无碱铝硼硅酸盐玻璃.主要研究了ZrO2含量对玻璃结构、密度、热膨胀系数、低温黏度特征点、硬度以及光透过率的影响.结果表明:随着ZrO2含量从0mol％增加到5mol％,玻璃结构中的部分[BO4]向[BO3]转化,且非桥氧键增加;玻璃密度从2.39 g/cm3呈线性增大到2.52 g/cm3;热膨胀系数先减小后增大,在3mol％时达到极小值,但变化幅度不大,在28.0～31.5×10-7/℃之间;低温黏度特征点呈升高的趋势,其中应变点由666℃提高到689℃;硬度先升高后降低,在4mol％时达到极大值为718 kgf/mm2;在波长λ=550 nm处的光透过率均在87.0％以上.     

无碱铝硼硅系玻璃结构的红外光谱

用熔融退火方法制备无碱SiO2-B2O3-A12O3-RO(R=Mg,Ca,Sr,Ba)系玻璃.玻璃的成分范围以摩尔计为:SiO2,64.17%～70%;B2O3,7%～14.12%;Al2O3,9.88%～16.94%;RO总量,12%(2.4%MgO,4.8?O,2.4%SrO,2.4?O).用Fourier变换红外光谱研究了上述玻璃系统结构随成分的变化规律,同时,对玻璃结构与热膨胀系数、密度等物理性质的关系也进行了研究.结果表明:在Al含量较高的铝硼硅系玻璃中,B更多的以[BO3]形态存在.随着SiO2和B2O3摩尔比的增大,[BO3]的量有所减少,而热膨胀系数呈增加趋势,密度出现极大值.随着Al2O3和B2O3摩尔比的增大,[BO3]的量出现极值,热膨胀系数也出现极值,密度总体趋势是增加的.铝硼硅系玻璃的热膨胀系数、密度等物理性质与玻璃结构密切相关.     

Al2O3对硼硅酸盐玻璃热膨胀和分相的影响

通过红外光谱分析了Al2O3取代SiO2后硼硅酸盐玻璃结构的变化,测试了玻璃的热膨胀系数和膨胀软化温度,通过扫描电子显微镜分析硼硅酸盐玻璃的分相,并结合X射线能谱分析了富硅相的组成.结果表明:硼硅酸盐玻璃中引入Al2O3后,随着Al2O3取代量的增加,玻璃结构中[BO3]增多,[BO4]减少;玻璃的热膨胀系数增大,转变温度和软化温度提高;硼硅酸盐玻璃中引入Al2O3后对玻璃的分相没有明显的改善作用.     

(Na2O-Al2O3)/B2O3对高硼硅酸盐玻璃粘度和热学性能的影响

采用熔融冷却法制备了不同R’系数的高硼硅酸盐玻璃,其中R’=(Na2O-Al2O3)/B2O3.利用红外光谱、高温旋转粘度计和热膨胀仪等对玻璃的结构和性能进行表征.结果表明:高温段粘度-温度关系符合阿伦尼乌斯定律;R’值的增大导致非桥氧的增加,高温粘度和熔制温度呈显著降低.当R’＞0.5时,热膨胀系数近似线性增大,玻璃化转变温度增大至590℃基本维持不变.R’值影响结构中的[BO3]与[BO4]的比例及硅氧网络的完整程度,从而决定高硼硅酸盐玻璃的性能.     

硅酸盐E玻璃组成与高温粘度关系的研究

以生产线玻璃配方为研究对象,利用旋转式高温粘度计测定了E玻璃的高温粘度-温度曲线,研究了玻璃网络形成体(B2O3、SiO2、Al2O3)、网络中间体(TiO2、ZnO)和网络修饰体(CaO)对E玻璃高温粘度的影响。结果表明,在E玻璃中,B以[BO3]三角体的形式存在,Al3+以[AlO4]四面体形式,作为网络形成体存在;随B2O3含量的增加,熔体粘度逐渐降低;用0.5%SiO2替代0.5%B2O3,玻璃粘度有很大的上升;用0.5%Al2O3替代0.5%B2O3,玻璃粘度几乎没有变化;网络中间体TiO2、ZnO起降低熔体粘度的作用;网络修饰体CaO可以在一定程度上降低熔体粘度。     

磷酸盐电子玻璃结构与化学稳定性的研究

通过红外、拉曼光谱和XRD研究了ZnO-B2O3,-P2O5-RnOm封接玻璃中B2O3质量分数的变化引起的其玻璃态及结晶后的结构变化,分析了B2O3质量分数的变化对玻璃的化学稳定性、热膨胀系数等性质的影响.研究表明,随着B2O3质量分数的增加,玻璃中硼氧三角体[BO3]的数量增加,导致玻璃的化学稳定性和热膨胀系数下降.     

含镝玻璃的制备及性能研究

以Dy2O3、Li2CO3和H3BO3为原料,制得满足医学使用要求的DyLB系统玻璃微球.通过测定该系统的密度、显微硬度、结构以及生物特性,结果显示:DyLB玻璃的密度随Dy2O3替代B2O3而逐渐增大;当Li2O质量分数为10%,显微硬度随Dy2O3含量的增加先升高后降低;DyLB玻璃微球具有良好的生物相容性.     

Al/Si比对SiO2-Al2O3-MgO系玻璃结构和性能的影响

SiO2-Al2O3-MgO系玻璃因具备强度大、弹性模量高等优异性能而用作高模量玻璃纤维的制备.采用熔融冷却法制备了不同Al/Si比的SiO2-Al2O3-MgO系基础玻璃,并研究了玻璃的结构和性能.红外光谱分析表明,玻璃网络结构由铝氧四面体[AlO4]和硅氧四面体[SiO4]相互连接而成.随着Al/Si比的增加,[AlO4]含量保持不变,[AlO6]含量逐渐增加.DSC分析表明,本系统玻璃的玻璃转变点Tg、成核温度Tx均随Al/Si比的增大而提高,玻璃的析晶倾向变强烈.热膨胀分析表明玻璃的热膨胀系数随Al/Si比的增大呈现先增大后减小的趋势.物理及机械性能测试结果如下:随Al/Si比的增大,密度、弹性模量均随之不断增大;而弯曲强度和维氏硬度则是持续降低.     

CaO含量对铝硼硅玻璃理化性能的影响与机理

以SiO2、B2O3、Al2O3及碱土金属氧化物(MgO、CaO、SrO)为原料,利用高温熔融法制备无碱铝硼硅玻璃。研究不同CaO含量对无碱铝硼硅玻璃性能和结构影响作用规律。对玻璃进行了热综合分析(DSC)、耐化学稳定性和密度的性能测试,通过红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)对玻璃试样进行网络结构分析。研究表明,玻璃的析晶区间面积随着CaO含量的增加,由3.7 J/g升高到15.03 J/g,[AlO6]和[BO4]的出现会导致玻璃网络结构疏松,玻璃的析晶倾向增强;玻璃的被酸侵蚀由3.6817 mg/cm2增加到4.2609 mg/cm2,玻璃被碱侵蚀由1.4199 mg/cm2降低到1.0907 mg/cm2,碱侵蚀的过程中生成的一层硅酸钙薄膜阻碍了反应的进行;随着CaO含量的增加,玻璃中的非桥氧含量增加,会促使[AlO4]向[AlO6]转变,CaO含量继续增加还会使[BO3]向[BO4]转变。     

BaO/ZnO对无碱铝硅酸盐玻璃体系物理性能的影响

以SiO2-Al2O3-RO系统为基础玻璃组成,掺杂BaO和ZnO,采用传统熔体冷却法制备了高温玻璃釉,借助于膨胀系数测试仪、烧结影像仪和Keythley 2410型高压源表测试分析方法,重点探讨了BaO和ZnO对高温玻璃釉的膨胀系数、烧成温度和电阻率的影响。结果表明:随着BaO质量分数的增加,玻璃釉的熔融温度呈下降趋势,但是玻璃釉的膨胀系数和电阻率不断增大;随着ZnO质量分数的增加,玻璃的膨胀系数呈增大趋势,但是玻璃釉的熔融温度和电阻率不断的降低。     

碱金属氧化物对低介电封接玻璃结构与性能的影响研究

玻璃由于优异的电学性能在电子封接领域的应用越来越广泛。本文以硼铝硅酸盐玻璃为基础玻璃体系,采用高温熔融法制备了低介电封接玻璃。通过拉曼光谱、热膨胀系数测定仪、密度计、弯曲梁低温测试仪、精密阻抗分析仪等对样品性能进行表征,研究了碱金属氧化物对低介电玻璃的结构与性能的影响。研究结果表明:碱金属氧化物R₂O总量保持不变,随着Li₂O取代量的增加,玻璃结构中[BO₃]含量先降低后增加,同时[AlO₄]增加、[AlO₆]降低;玻璃的热膨胀系数先降低后升高,密度变化趋势与之相反,且均在LN-3(Na₂O与Li₂O质量比为1.0:1.0)组出现极值;特征温度先升高后降低,最后Na₂O被完全取代后呈现再次升高的趋势;玻璃介电常数和介电损耗先降低后升高,且混合碱金属玻璃的介电常数和介电损耗均低于单一碱金属玻璃。     

Properties of Calcium, Strontium, and Barium Galliosilicate Glasses

Glasses in three alkaline-earth (Ca, Sr, and Ba) galliosilicate systems were prepared, and the density, viscosity, thermal expansion coefficient, and glass transformation temperature were measured. All glasses contain 30 mol% alkaline-earth oxide. It is suggested that alkaline-earth ions can play a role in the glass structure which is similar to that of an intermediate ion.     

Bimodal distribution of filler on viscosity and thermal expansion of glass composites

This paper investigates the bimodal oxide filler system to study the viscous behavior and thermal expansion properties of glass composites. Zinc oxide and cordierite, which are two types of filler, with different average diameters (10 μm and 1 μm, respectively), were considered in a Bi2O3 containing glass with various volume fractions (up to 40 vol%). The experimental results for the composites with the bimodal filler distribution show a reduced viscosity. The viscosity increased from fine particles to coarse particles with an increase in the volume fraction of the composite. Both viscosity and coefficient of thermal expansion (CTE) decreased significantly in the composite with the cordierite filler. The CTE is determined from the volume fraction with respect to particle size and distribution. On the other hand, viscosity is dependent on the particle distribution, particle size, and volume fraction of the composite.     

B2O3对低膨胀硼硅酸盐玻璃结构及性能影响的研究

以Na₂O-B₂O₃-SiO₂低膨胀玻璃为基础玻璃体系,用B₂O₃逐步取代SiO₂,采用高温熔融法制备出低膨胀硼硅酸盐玻璃。通过红外光谱、扫描电镜分析了玻璃微观结构,X射线光电子能谱分析了桥氧和非桥氧含量,研究了B₂O₃含量对硼硅酸盐玻璃机械性能、热膨胀性能和紫外-可见光透过率的影响。结果表明:B₂O₃含量的增加使玻璃结构中的[BO₃]增多,玻璃分相逐渐加重;该体系玻璃的机械性能良好,显微硬度达802 kg/mm²,抗折强度达147 MPa;转变温度和软化温度都逐渐降低,热膨胀系数逐渐增加;玻璃样品的可见光透过率在90%左右,无明显规律,[BO₃]增多,玻璃结构中非桥氧的含量增加,玻璃的紫外-可见光透过率逐渐降低。     

含ZnO/SnO_2的SiO_2-B_2O_3-Bi_3O_2封接玻璃性能的研究

用传统熔融冷却法制得SiO_2-B2O3-Bi3O_2系统玻璃,采用差热分析法研究了玻璃的结构和玻璃的特征温度Tg和Tf,测试了玻璃的密度、热膨胀系数、介电常数等性能。结果表明,在SiO_2-B_2O_3-Bi_3O_2系统玻璃中,当ZnO含量增加,ZnO/SnO_2质量比上升时,玻璃的热膨胀系数、密度和摩尔体积均呈下降趋势,玻璃的转化温度Tg和软化温度Tf变化不大,析晶温度Ts则有明显的上升。