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.     

液相沉淀Al2O3-SiO2-P2O5-CaF2系玻璃粉体的性能表征

选取几种分别含有Al3+,SiO32-,P3O105-,Ca2+,F-的无机盐作为初始反应物,采用液相沉淀法合成了Al2O3-SiO2-P2O5-CaF2系纳米玻璃态粉体,在400～900℃温度范围内对粉体进行热处理,借助TEM,EDAX,XRD,IR,DSC等分析手段表征了粉体的形貌、化学组成、结晶状态、玻璃结构及析晶特性.结果表明,该液相沉淀粉体由含有Al,Si,Ca,P,O,F元素的中空近球状纳米粒子组成,粒径约在30～70 nm范围内,呈典型的非晶态特性.当热处理温度达到600℃时,晶相CaF2优先析出,随温度的升高,Al2SiO5,Ca2SiO4,Ca3(PO4)2等晶相相继析出.其主体结构为[SiO4],[AlO4],[PO4]四面体以共用角顶氧原子的相连形式而构成空间网络结构.     

液相沉淀Al2O-SiO2-P2O5-CaF2系玻璃粉体的性能表征

选取几种分别含有Al3＋,SiO3^2-,P3O10^5-,Ca2＋,F-的无机盐作为初始反应物,采用液相沉淀法合成了Al2O-SiO2-P2O5-CaF2系纳米玻璃态粉体,在400—900％温度范围内对粉体进行热处理,借助TEM,EDAX,XRD,IR,DSC等分析手段表征了粉体的形貌、化学组成、结晶状态、玻璃结构及析晶特性。结果表明,该液相沉淀粉体由含有Al,Si,Ca,P,O,F元素的中空近球状纳米粒子组成,粒径约在30—70nm范围内,呈典型的非晶态特性。当热处理温度达到600 ℃时,晶相CaF2优先析出,随温度的升高,Al2SiO5,Ca2SiO4,Ca3（PO4）2等晶相相继析出。其主体结构为[SiO4],[AlO4],[PO4]四面体以共用角顶氧原子的相连形式而构成空间网络结构。     

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.     

Al2O3对P2O5-B2O3-Bi2O3体系低熔点玻璃结构和性能的影响

以P2O5-B2O3-Bi2O3系统为基础玻璃组成,采用熔融法制备了无铅低熔点玻璃.主要研究了Al2O3含量对玻璃结构和物理化学性能的影响.结果 表明,随着Al2O3含量从1 mol％增加至5 mol％,Al2O3在玻璃中的存在形式从[AlO4]四面体转变为[AlO6]八面体,从参与网络形成到破坏网络结构;玻璃的热膨胀...     

SiO2-Al2O3-MgO系高强玻璃纤维耐酸性能研究

采用高温熔融法制备了SiO2-Al2O3-MgO系统的S级高强玻璃纤维,研究了不同玻璃组分对玻璃耐酸性能的影响,利用扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)和核磁共振(NMR)等手段分析了酸侵蚀前后纤维的表面形貌和微观结构,进而分析了S级高强玻璃纤维在酸腐蚀环境下的破坏机理.结果表明:S高强玻璃的结构主要由硅氧四面体[SiO4]和铝氧四面体[AlO4]等构成,随着酸蚀的进行,玻璃网络结构被破坏,Si-O-Si断裂形成Si-OH键并形成凝胶附着在纤维表面;而铝氧多面体中Al-O键断裂,Al3+逐渐从玻璃结构中被置换出来,导致玻璃网络中Al3+浓度大大降低;高强系列玻璃的耐酸性能与玻璃表面的化学组成以及玻璃内部的微观结构关系密切.致密的玻璃网络结构有利于抑制H+对玻璃结构破坏,抑制阳离子与H+的置换作用;此外引入离子场强高的Ti4+,由于"积聚"作用而使玻璃结构致密,提高玻璃纤维的耐酸性.     

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。     

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。     

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...     

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。     

Al2O3/SiO2摩尔比对超薄浮法玻璃性能的影响研究

Na2O-CaO-SiO2玻璃系统中,在SiO2+Al2O3总量不变的情况下,通过调整硅铝摩尔比,分别研究了组成变化对电子用超薄浮法玻璃热膨胀系数、显微硬度、杨氏模量、高低温黏度、转变温度和软化温度的影响规律。研究表明,选择合适的Al2O3/SiO2摩尔比组成,可以有效提高玻璃切裁率和产量,同时满足超薄玻璃的使用要求。     

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.     

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。     

Na_2O—CaO—B_2O_3—A1_2O_3—SiO_2玻璃的Raman光谱

微孔玻璃是基于分相原理得到的。人们发现,由于Na_2O-B_2O_3-SiO_2系统中同时存在两种形成玻璃网络的氧化物B_2O_3及SiO_2,电价不平衡的[BO_4]四面体趋于获得Na_2O中的游离氧而形成含富Na_2O-Ba_2O_3的相,从而与含富XiO_2相分开,当这种分相玻璃浸于稀盐     

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。     

CuO/SiO_2-Al_2O_3/堇青石催化剂选择性还原NO_X性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了不同硅铝配比的CuO/SiO2-Al2O3/堇青石催化剂,通过XRD、BET、XPS等手段对催化剂进行表征,对尿素选择性还原氮氧化物(SCR)的行为进行了研究。结果表明,500℃焙烧后的复合涂层,随着SiO2含量的增加,其物相组成从单纯γ-Al2O3演化为无定形态SiO2与γ-Al2O3晶相共存,比表面积从47.30 m2/g增大到70.25 m2/g。150~400℃范围内的活性测试表明,当温度为250℃,SiO2/Al2O3比为1∶2时,催化剂活性最大为67.0%。     

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。     

BaO-TiO2-SiO2系统结构、玻璃形成能力及析晶性能

BaO-TiO2-SiO2系统玻璃具有高折射率和好红外透过性等优异性能特点.在选定组成范围内,采用传统熔融法制备玻璃,通过平板淬冷法进行成形.采用XRD,DSC,RAMAN光谱和SEM,探讨了BaO-TiO2-SiO2系统的玻璃形成能力、析晶性能及玻璃结构变化规律.研究结果表明:随着SiO2从5mol%~20mol%逐渐增加,成玻能力逐渐增强,SiO2≥20mol%开始得到完全非晶态玻璃.等SiO2含量下,随TiO2含量的增加,玻璃转变温度逐渐升高.SiO2含量等于15mol%时,随着TiO2含量的增加,[TiO6]先增加后减少,TiO2含量为45mol%时,[TiO6]的Ti-O振动峰出现,60mol%时,[TiO6]的Ti-O振动峰消失,[TiO4]在TiO2的含量为40mol%~50mol%时存在,Ba2+对Si-O骨架具有破坏作用.     

氧化铋对浮法玻璃的结构与性能的影响

浮法玻璃的熔化是在非常高的温度下进行的且需要大量的能量。玻璃的熔化和澄清占总能耗的60%左右。氧化铋是一种非常有效的助熔剂,本文研究了氧化铋对浮法玻璃结构与性能的影响。研究表明：在浮法玻璃组成中引入氧化铋,没有改变玻璃的基本结构,Al2O3是以[AlO4]单元,Bi2O3是以[BiO6]为主要单元存在于玻璃的结构之中。随着Bi2O3含量的增加,玻璃抗折强度有所降低,玻璃的密度有所增加。