BaO·Al2O3·SiO2系微晶玻璃晶型转变的研究进展

本文从六方钡长石和单斜钡长石的晶体结构差异出发,介绍了BaO·Al2O3·SiO2(BAS)系微晶玻璃中六方钡长石向单斜钡长石转变的研究进展,综述了促进相变的方法及其促进机理,指出了今后研究应关注的几个问题.     

ZrO2含量对BaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析晶和晶型转变的影响

制备了不同ZrO2含量的BaO-Al2O3-SiO2(BAS)系微晶玻璃,用差示扫描量热法和X射线衍射分析,根据Ozawa等转化率法和等温转变动力学研究了ZrO2含量对BAS系微晶玻璃析晶和晶型转变的影响.研究表明:ZrO2在BAS系玻璃中的溶解度不低于8%(质量分数,下同).对不同ZrO2含量的BAS系玻璃中,六方钡长石的析出均为整体析晶,此时,Avrami指数为3.6～5.4.添加1%～2%(质量分数)ZrO2时,在单斜钡长石形成初期主要表现为表面析晶,因为Avrami指数为0.4～0.6;而不加形核剂的样品,单斜钡长石的析晶特性为整体析晶,其Avrami指数约为2.7.对高ZrO2含量或1%～2% ZrO2的样品的析晶后期,单斜钡长石的析晶特性为整体析晶,其Avrami指数为2.3～3.8,证明了ZrO2含量为1%～2%是有效的.在化学计量比BAS系微晶玻璃中添加1%ZrO2在850 ℃保温12 h,实现了六方钡长石→单斜钡长石的完全转变.     

晶化时间对BaO-Al2O3-SiO2微晶玻璃相转变和热膨胀系数的影响

用X射线衍射、差示扫描量热法和热膨胀系数测试研究了BaO-Al2O3-SiO2(BAS)系微晶玻璃的不同晶化时间对其相组成和热膨胀系数的影响.结果表明:在850 ℃,BAS玻璃快速晶化析出六方钡长石;随着晶化时间的延长,六方钡长石逐渐向单斜钡长石转变;当晶化时间为24 h时,六方钡长石完全转变为单斜钡长石.微晶玻璃的相组成与热膨胀系数的关系近似满足两相模型,可通过改变晶化时间来控制相组成,方便的获得热膨胀系数在(4～8.75)×10-6/℃范围内可调整的BAS系微晶玻璃.     

SiO2/MgO摩尔比对MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃析晶和晶相转变的影响

采用熔融法制备了MgO–Al_2O_3–SiO_2(MAS)微晶玻璃,研究了SiO_2/MgO摩尔比对MAS微晶玻璃析晶和晶相转变的影响。结果表明:微晶玻璃初晶相为亚稳Mg_(0.6)Al_(1.2)Si_(1.8)O_6相,终晶相为堇青石相,随晶化温度升高,Mg_(0.6)Al_(1.2)Si_(1.8)O_6向堇青石相转变。SiO_2/MgO摩尔比对微晶玻璃析晶过程影响显著,随SiO_2/MgO摩尔比从2.5增加至3.6,晶相转变开始温度从1 000℃升高到1 150℃,晶相转变结束温度从1 050℃升高到1 180℃,Mg_(0.6)Al_(1.2)Si_(1.8)O_6相热稳定性提高,堇青石相析晶难度增大,晶相转变过程变慢。当SiO_2/MgO摩尔比为3.6时,1 080℃晶化后的微晶玻璃Vickers硬度达到最大10.4 GPa。     

BaO-Al2O3-B2O3-SiO2系微晶玻璃低温共烧陶瓷研究

采用烧结法制备了BaO-Al2O3-B2O3-SiO2系微晶玻璃低温共烧陶瓷。通过差热分析仪、影像式烧结点试验仪、x射线衍射仪等方法研究了玻璃组成以及烧结制度对微晶玻璃结构和性能的影响。结果表明：随着B2O3替代Al2O3量的增加,玻璃转变温度和烧结温度逐渐降低,析晶能力增强,有利于重硅酸钡晶体的析出,但不利于钡长石晶...     

CaO-B2O3-SiO2玻璃相对BaAl2Si2O8陶瓷结构与介电性能的影响

采用固相反应工艺,按化学计量比在BaO-Al2 O3-SiO2(BAS)基料中添加不同质量分数x(CaO-B2 O3-SiO2,CBS)(x=0,1％,2％,3％,4％)玻璃相合成BAS陶瓷.研究不同含量的CBS玻璃相对BAS系微波介质陶瓷的结构和介电性能的影响.结果表明:CBS玻璃相能够有效促进六方相钡长石向单斜相钡长石的转变,在x=1％时,BAS六方相完全转变为单斜相,同时BAS陶瓷的烧结温度从1400℃降低至1325℃.添加适量的CBS玻璃相后,BAS陶瓷样品密度、品质因数(Q×f)值以及谐振频率温度系数(τf)得到改善.当x=1％,烧结温度为1325℃时,可获得综合性能相对较好的BAS陶瓷,其介电性能:εr=6.43,Q×f=30846 GHz,τf=-19.01×10-6℃-1.     

Cu2O—Al2O3—SiO2系统低膨胀微晶玻璃的研究

本文研究了含Ｃｕ＾＋离子的Ｃｕ２Ｏ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２系统微晶玻璃的组成，通过对玻璃的差热曲线分析，制定了适当的热处理制度，用ＸＲＤ和光学显微镜研究了该系统的主晶相，讨论了组成，结构和性能之间的关系。     

CaO—Al2O3—SiO2系统玻璃的微晶化

介绍了制造CaO-Al_2O_3-SiO_2系统玻璃的方法.研究了这种微晶玻璃的晶化制度、晶核剂类型;讨论了玻璃的微晶化机理.     

不同ZnO／Al2O3的LZAS系微晶玻璃的显微结构和性能

采用DTA、XRD、SEM、TEC(热膨胀系数)等测试方法研究了不同ZnO/A12O3的LZAS玻璃体系的显微结构和热膨胀性能.结果表明:随着ZnO/A12O3减小,基础玻璃的转变温度、第一放热峰温度和重熔温度逐渐增大;晶化温度为650℃时,各试样的主晶相均为γⅡ-LZS,并且热膨胀系数较大;750℃时,各试样的主晶相转变为γ0-LZS、β-石英固溶体和β-锂辉石固溶体,并且膨胀系数变小,晶体结构致密.同时发现,这两个温度的热膨胀系数在ZnO/A12O3≈1.0～1.5(mol比)时发生较大变化.     

Cu2O—Al2O3—SiO2系统低膨胀微晶玻璃的研究

研究了含Ｃｕ＾２＋离子的Ｃｕ２Ｏ－Ａｌ;２Ｏ３－ＳｉＯ２系统微晶玻璃的组成,通过对玻璃的差热曲线分析,制定了适当的热处理制度,用ＸＲＤ和光学显微镜研究了该系统的主晶相。讨论了组成,结构和性能之间的关系。     

Al2O3对CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃晶化和性能的影响

以CaO-Al2O3-SiO2三元系微晶玻璃为研究对象,从玻璃析晶动力学方面进行研究,通过DTA和SEM等分析方法,对微晶玻璃析晶行为进行研究,利用析晶活化能E和析晶参数n值来分析析晶机理;实验结果表明:析晶参数n=2,体系属于整体析晶。随着Al2O3含量的增加,析晶温度有升高的趋势,析晶活化能增大,有利于玻璃的烧结;试样密度增大,显微硬度增加。     

Li2O—Al2O3—SiO2系统低膨胀耐热微晶玻璃的研究

本文研究了添加剂对Ｌｉ２Ｏ—Ａｌ２Ｏ３—ＳｉＯ２系统低膨胀耐热微晶玻璃的工艺和结构性能的影响。研究所得的微晶玻璃具有较低的熔制温度和较好的成型性能，且能保证较低的热膨胀系数（α＝５～２５×１０－７／℃）和较高的机械强度．并利用ＤＴＡ，ＸＲＤ和ＳＥＭ研究了添加剂对玻璃晶化和主晶相的影响。研究结果表明：添加剂可以降低玻璃的熔制温度（与不加添加剂玻璃相比降低１００～１５０℃），使晶化过程容易进行，但不会影响晶化过程析出锂辉石型固溶体的主晶相。     

BaO-Al2O3-SiO2微晶玻璃密度的计算

为了评估密度作为BaO-Al2O3-SiO2(BAS)微晶玻璃晶化热处理和质量监控手段的可行性和准确性,提出一种测定微晶玻璃密度的方法.利用x射线衍射和Rietveld结构精修法准确测定烧结制备的BAS微晶玻璃中各晶相的质量分数和密度,研究了加和法则应用于BAS系微晶玻璃的准确性.对比精修得到的晶相的晶胞参数和对应标准卡片上纯晶相的晶胞参数,得到样品中各晶相的密度.结果表明:BAS微晶玻璃中各晶相与对应纯晶相的密度差别极其微小.利用获得的各相的质量分数,根据玻璃工艺学的经验数据计算残余玻璃相的密度.最后,根据加和法则计算得到BAS微晶玻璃样品的密度,所得的密度值与利用Archimedes法测得的密度值的相对偏差小于1.4%.     

Na2O—Al2O3—SiO2系统霞石微晶玻璃化学稳定性的研究

Ｎａ２Ｏ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２系统霞石微晶玻璃的化学稳定性是该材料的重要性能之一。采用酸碱溶液侵蚀的方法,在比较霞石微晶玻璃试样与基玻璃试样侵蚀失重的基础上,分析了霞石微晶玻璃在酸,碱溶液中的侵蚀机理,同时,研究了侵蚀时间和酸,碱溶液浓度对霞石微晶玻璃试样侵蚀失重的影响。     

CaO—Al2O3—SiO2系烧结微晶玻璃的初始相变

本文采用ＸＲＤ和ＳＥＭ对ＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２系烧结微晶玻璃的初始相变进行了分析,测定了具有不同起始颗粒尺寸的玻璃的析晶Ｃ曲线。实验结果表明,玻璃的初始相变与玻璃粘度,烧结温度和颗粒尺寸有关,在不同温度区域烧结,析晶的孕育期不同,高温区烧结对析晶有抑制作用。     

添加ZnO对SiO2-CaO-Al2O3-MgO系微晶玻璃析晶的影响

应用扫描电子显微镜和X射线衍射等技术,研究了添加不同质量分数(下同)的ZnO对SiO2-CaO-Al2O3-MgO系玻璃析晶和显微形貌的影响.结果表明:在所研究的玻璃体系中,ZnO加入后优先与玻璃体中的钙、硅元素发生反应,生成锌黄长石Ca2ZnSi2O7.另一部分ZnO和少量Fe2O3固溶到硅灰石(CaSiO3)晶体中形成(铁,锌)辉石晶体[Ca(Fe,Zn)Si2O6].随着玻璃中ZnO添加量的提高,越来越多的钙、硅与之反应生成Ca2ZnSi2O7,主晶相由CaSiO3逐渐转变为CaZnSi2O7.玻璃样品在随炉升温至1 050℃的情况下,以表面析晶为主,析出晶体呈枝状.玻璃先在750℃低温退火处理有利于晶体的整体析出,晶体形态由ZnO为5%时的鱼骨状变为15%时的条带状组织.     

碱金属对CaO—Al2O3—SiO2—R2O—ZnO红色微晶玻璃的影响

研究了碱金属ＮａＯ和Ｋ２Ｏ对ＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２－Ｒ２Ｏ－ＺｎＯ红色微晶玻璃着色,烧结和析晶的影响与作用,以及微晶玻璃烧结和析晶随热处理温度变化的规律。