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.     

SiO2-A12O3-MgO玻璃纤维结构与性能-MgO/(Li2O+B2O3)的影响

以不同含量的氧化锂、氧化硼、氧化镁成分的SiO_2-A1_2O_3-MgO高强(HS)玻璃为研究对象,测试了HS玻璃纤维密度、纤维新生态强度和模量,以及浸胶纱的拉伸强度和模量。采用高温粘度旋转仪、梯度炉以及红外光谱(IR)、核磁共振(NMR)等方法,研究了玻璃中不同比例的MgO/(Li_2O+B2O3)对高强玻璃结构和性能的影响。玻璃成分中SiO_2和Al_2O_3含量相近,增大Li_2O和B2O3含量替代MgO含量可以使玻璃的低温粘度和液相温度均降低,而增加MgO含量则提高了离子堆积密度和玻璃纤维的模量。红外光谱及核磁共振分析表明,HS高强玻璃的结构主要由硅氧四面体[SiO_4]和铝氧四面体[AlO_4]构成。在玻璃结构中,增加Li_2O和B2O3含量可提供的游离氧可使更多的Al~(3+)形成[AlO_4]而进入玻璃网络。相应地,增加MgO含量,提高MgO/(Li_2O+B_2O_3)比例,增加了网络断键和无序度,但增大了断网间的集合程度,有利于玻璃模量的提升。研究表明提高玻璃中SiO_2含量或在玻璃中加入Li_2O,有利于SiO_2-A12O3-MgO系统玻璃纤维强度的提升。     

热处理对锂铝硅玻璃微观结构及机械性能的影响

锂铝硅玻璃在深加工过程中会经历曲面成形和离子交换等热处理步骤,其压应力分布、结构强度均受到影响。本试验通过单杆静压测试、抗跌落性能测试及拉曼光谱等测试与表征,探究了420～640℃的热处理对锂铝硅玻璃性能的影响。结果表明,在低于玻璃应变点温度60℃至玻璃应变点温度范围内,热处理可以使锂铝硅玻璃机械性能增强,表现为密度提升、单位交换应力值增大、压应力深度减小以及单杆静压强度有所提高;拉曼光谱分析表明,上述温度范围内热处理使玻璃内部呈六元环的硅氧四面体、铝氧四面体的键长变短,对应拉曼振动峰强度下降,网络结构更加致密;而当热处理温度超过应变点,硅氧四面体之间的桥氧开始断裂,形成大量松散的“岛状”结构硅氧四面体,在高温情况下发生移动,机械性能下降。     

膨润土的开发应用

膨润土，又名班脱岩，是一种以蒙脱石为主要成分的粘土类矿物，外观呈白色，乳酷色和浅灰色等多种颜色，化学式为：Al2O3.4SiO2.3H2O0理论成分为：SiO266.7％,Al2O325.3%,H2O5%，由此可见，膨润土主要由含水的层状铝硅酸盐矿物所组成，微观结构的单位晶胞由两层硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成，两者之间靠共氧原子连接。     

酸沥滤和热处理对SiO2-Na2O系统高硅氧玻璃纤维结构的影响

高硅氧玻璃纤维应用广泛、性能优异.目前制备高硅氧特种玻璃纤维的主要方法是酸沥滤.酸沥滤法是将玻璃纤维原纱通过酸沥滤,热处理等工艺制备得到高硅氧玻璃纤维.采用Raman光谱研究SiO2-Na2O二元系玻纤在酸沥滤、热处理工艺制备高硅氧玻璃纤维过程中的纤维结构变化.结果表明:酸沥滤过程使硅氧四面体的弯曲振动峰和不对称伸缩振...     

S—2玻璃纤维模塑料

美国欧文思·康宁公司在一份关于高强度S—2玻璃纤维的研究报告中说:用高强度、高弹性模量玻璃纤维作增强材料,可以提高片状模塑料的抗拉和抗冲击强度。该公司对65％玻璃纤维和35％异酞酸聚酯制成的玻璃钢板作了试验,得出用高强玻璃纤维全部或部份取代普通玻璃纤维后的结果。     

Al2O3取代SiO2对铝硅酸盐玻璃结构和性能影响的分子动力学

采用分子动力学模拟研究了Al/(Al+Si)摩尔比对碱铝硅酸玻璃短中程结构、弹性模量的影响.研究发现:随着Al/(Al+Si)比增大,玻璃网络中非桥氧向桥氧及三键氧转变;其中Al/(Al+Si)比大于0.3时,非桥氧主要转变为三键氧.随着Al/(Al+Si)比增大,结构单元向高聚合度转变,玻璃网络连通性增加,从而玻璃的...     

ZnO对Bi2 O3-B2 O3-ZnO低熔点玻璃结构与性能的影响

通过FTIR、Raman、27 Al NMR、XRD、DSC等测试方法,研究了ZnO含量对Bi2 O3-B2 O3-ZnO-SiO2-Al2 O3系统低熔点玻璃结构及热性能的影响.结果表明:当ZnO含量小于12wt％时,Zn2+与自由氧结合形成[ZnO4]四面体,增强网络结构,玻璃化转变温度增大,热膨胀系数减小;当ZnO含量大于12wt％时,锌氧多面体由四配位[ZnO4]转变为六配位[ZnO6],破坏网络结构,玻璃化转变温度减小,热膨胀系数增大;ZnO含量的提高和热处理温度的升高对玻璃析晶能力没有明显的促进作用.     

酸沥泸纳硅酸盐玻璃制造高硅氧玻璃纤维性能的研究

以纯碱和石英砂为主要原料制备钠硅酸盐原始玻璃纤维,经酸沥滤、水洗、烘干、烧结等工艺处理后,得到SiO2含量达96%以上的高硅氧玻璃纤维.本文研究了钠硅酸盐原始玻璃纤维的玻璃组分、不同浓度的酸沥滤玻璃纤维的离子交换反应进程,酸沥滤、水洗和烧结等工艺条件对纤维性能的影响.研究结果表明,原始玻璃组分中,随着钠含量的增加,原始玻璃纤维化学稳定性迅速降低,制造的高硅氧纤维强度下降,原始组分中引入少量氧化铝有利于提高高硅氧玻璃纤维的强度.提高酸溶液温度,能够加快酸沥滤反应速度,缩短反应时间.酸沥滤及水洗烘干后,高硅氧纤维呈封闭的多孔结构,在高温下开始收缩,高温收缩量较低,纤维的强度随着热处理温度的提高而提高,但1100℃高温强度低于无碱和硼硅酸盐玻璃制造的高硅氧玻璃纤维.     

高铝硅酸盐玻璃的红外、拉曼光谱分析

实验室制备高铝硅酸盐玻璃,利用红外光谱、拉曼光谱对玻璃结构进行表征。结果表明样品玻璃的骨架主要由硅氧四面体[Si O4]连接而成。铝氧四面体[Al O4]也参与成网,与[Si O4]相连使断网变得完整。铝氧八面体[Al O6]与其他离子或基团处于网络空隙里,作为网络外体游离在网络之间。随着样品中Al2O3含量的增多,玻璃中桥氧的数目在增加,非桥氧的数目在减少。     

TiO2对CaO-Al2O3-SiO2玻璃结构和性能的影响

采用DTA、IR方法研究TiO2对CaO-Al2O3-SiO2玻璃体系结构的影响。DTA分析结果表明,随氧化钛质量分数的变化,玻璃转变温度Tg呈现先升高后降低的趋势;析晶放热峰值温度Tp则逐渐降低。IR分析表明,少量的Ti4+的引入,有助于Al3+进入玻璃网络中。当氧化钛质量分数超过4%时,Ti4+以[TiO4]的形式进入玻璃网络,使网络结构加强;当氧化钛质量分数达到8%时,出现六配位状态的[TiO6]8-。随着氧化钛质量分数的增加,密度逐渐增大;化学稳定性先降低后升高,在一定范围内,引入TiO2能提高玻璃耐碱性。     

Sm2O3掺杂对BaO-B2O3-Al2O3-SiO2玻璃形成及结构的影响

借助魔角旋转核磁共振技术,探讨掺Sm2O3后BaO-B2O3-Al2O3-SiO2(BBAS)玻璃(BBASS玻璃)的形成、结构及热处理条件下玻璃结构的变化情况.研究表明:随着稀土掺量的增加,BBASS玻璃的形成区域先扩大后缩小.在Sm2O3外掺摩尔分数为30%时BBASS玻璃具有最大的形成区域.在BBAS玻璃结构中,随着BaO含量的增加,硼氧三角体[BO3]逐渐向[BO4]转变,原先[AlO4],[AlO5],[AlO6]共存的铝氧多面体结构逐渐转变为大量[AlO4]和少量[AlO5]共存的结构.在BBASS玻璃结构中,随着5m2O3掺入量的增加,Sm2O3对铝氧多面体结构变化的影响与BaO类似;对硼氧多面体而言,Sm3 强大的积聚作用使玻璃结构中硼氧多面体形成了巨大的网络.以上差异说明了Al3 比B3 更容易进入稳定的四面体结构.热处理对玻璃结构影响甚微.     

钛柱撑黏土的核磁共振和漫反射红外光谱

Pillared clays（Ti-PILCs）were synthesized from Na-type montmorillonite through intercalation with polymeric hydroxy-titanium.The mechanism of the pillaring course was studied by means of magic angle spinning nuclear magnetic resonance（MAS NMR）and diffuse reflectance infrared spectroscopy（DRIFTS）techniques.DRIFTS suggested that after Ti-pillaring,the silicon-oxygen tetrahedral Si—O—Si bond and aluminum oxide octahedral Si—O—Al bond were broken.Meanwhile,NMR also showed the change of the silicon-oxygen tetrahedral structure and aluminum oxide octahedral structure in the pillared clay.In the pillaring process,the titanium hydroxy-oligomeric cations entered the layers of the montmorillonite by ion-exchange,the Si—O—Al bond of the raw clays were broken,the silicon-oxygen tetrahedron structure were overturned,and the reactive oxygen species（structural hydroxyl）reacted with titanium hydroxy-oligomeric cations to form Si—O—M bond.This led to the incorporation of pillaring species of Ti in the layers of the clay.After further heat treatment,the TiO₂ pillars were formed in the layers to obtain Ti-PILCs.     

铝在SiO-Al_2O_3玻璃中的结构作用

本文报道用光电子能谱分析SiO_2-Al_2O_3玻璃结构。在Al_(2p)电子结合能的量子计算中采用原子团配位模型,并借此结合能的测定性定量描述结构中铝的四、六配位的比例以及合理地解释网络的基本结构型态。     

Surface modification of spectra™-900 polyethylene fibers using RF-plasma

RF-plasma polymerization and bonding of allylamine onto ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMWPE) “Spectra™-900” is described using an inductively coupled plasma reactor. This process was found to enhance the interfacial strength between the fibers (Spectra-900) and room-temperature-cured epoxy matrix up to fivefold. Fibers covalently coated with allylamine plasma showed no loss in tensile strength, while argon gas plasma pretreatment of the same fibers caused up to 10% reduction in tensile strength depending on the energy and duration of the treatment. Optimum treatment was attained through a short argon plasma etching (15 s), followed by allylamine polymerization and coating for 3 min. The coating process was found to protect the fiber surface from etching by plasma ion bombardment. A loss of 19% of the original diameter was found during the 15 s precoating etching with argon plasma, indicating the sensitivity of the fiber structure to plasma etching.     

冶金固体废弃物精细化利用过程中中间体的聚合行为

对冶金固体废弃物精细化利用过程中中间体?含镁、铝离子硅酸体系中硅酸胶凝时间、单硅酸聚合速度及溶胶胶粒生长进行了研究. 结果表明,在pH<4的酸性范围内,Mg2+与Al3+离子促进硅酸的聚合反应,在反应初期Al3+已明显促进反应进行. 且Al3+与硅酸负离子、OH-的结合能力均强于Mg2+,其对硅酸的促凝作用较强;Mg2+和Al3+等浓度共存时,促凝效果介于单金属离子之间;Mg2+与Al3+促进了硅酸体系中溶胶胶粒的生长及SiO2粒子的长大,Al3+进入凝胶内部取代硅形成四面体配位;凝胶后所得SiO2为非晶态结构.     

高强度高模量玻璃纤维开发状况

从玻璃纤维本身物化性能的角度,结合其专利情况对目前市场上出现的各种高强度高模量玻璃纤维进行了较全面的汇录。高强度高模量玻璃纤维以其高强度、高模量、高耐热性、高耐腐蚀性等优异性能,广泛应用于航天、航空、兵器、舰船、化工等对复合材料性能要求更苛刻的领域。详细对比分析了高强度高模量玻璃纤维的化学组成、机械性能和作业情况。     

铵离子交换后脱胺对β沸石脱铝及酸性和结构的影响

采用 Py- TPD、XRD、IR等主要实验方法 ,研究了 Naβ沸石原粉经 NH+ 4 交换后脱胺对β沸石表面酸性和结构的影响以及焙烧温度对 NH+ 4 - β沸石骨架脱铝的影响。结果表明 ,高温脱胺 ,β沸石有明显的骨架脱铝过程发生 ,而迁移到 β沸石表面酸性位上 ,使表面较体相富铝 ,脱铝导致其表面酸性的减弱 ;β沸石随焙烧脱胺温度的升高 ,其表面酸量逐渐减少 ,酸强度也逐渐降低 ,L酸主要来源于骨架三配位铝 ,它比非骨架铝酸强度高 ;随脱胺温度的提高 ,β沸石晶相结构和骨架结构破坏程度均加深 ,NH+ 4 在脱胺过程中对 β沸石的结晶度影响不大 ,而交换后的 NH+ 4 较 Na+ 更不利于抑制骨架脱铝     

ECR和中碱玻璃纤维的耐酸性试验

主要研究了ECR耐腐蚀玻璃纤维和中碱玻璃纤维在酸液腐蚀环境下的单丝强度及形貌特征。根据实验与纤维观察结果,对ECR玻璃纤维与中碱玻璃纤维在所给环境条件下的力学性能、耐酸性进行综合对比,分析不同增强玻璃纤维在酸性腐蚀环境下的破坏机理,评价其应用范围。研究结果表明中碱玻璃纤维耐酸性较好,但其强度不高;ECR玻璃纤维的强度较高且耐酸性也较好。故ECR玻璃纤维适用于对强度和耐酸性均有较高要求的环境中;中碱玻璃纤维适用于对强度要求低但对耐酸性有一定要求的环境中。