含Co、Ni、Fe锂铝硅玻璃的析晶机制

以Li2O-Al2O3-SiO2（锂铝硅）微晶玻璃为研究对象,采用DTA、XRD、IR和SEM等测试技术研究含Fe2O3、Co2O3、Ni2O3锂铝硅玻璃的析晶动力学和晶化过程,分析着色剂成分Co2O3、Ni2O3对锂铝硅玻璃晶化过程及结构的影响机制。结果表明：着色剂成分不仅决定锂铝硅微晶玻璃的着色度,而且还影响锂铝硅玻璃的析晶过程和显微结构;着色剂的加入可提高锂铝硅玻璃的析晶温度,但降低析晶动力学参数,且高Co2O3含量的降幅大于高Ni2O3含量的。着色剂对锂铝硅玻璃析晶能力的影响主要与着色离子的离子半径、电场强度及对断裂硅氧四面体联结能力有关。     

纳米晶镁铝尖晶石透明微晶玻璃的晶化行为研究

利用DTA、XRD和TEM研究了制备工艺对微晶玻璃晶化行为的影响，并制备出具有纳米镁铝尖晶石为晶相的微晶玻璃。     

成核剂对SiO_2-Al_2O_3-MgO-F系微晶玻璃析晶的影响

采用高温熔融法制备了不同成核剂Fe_2O_3及ZrO_2含量的SiO_2-Al_2O_3-MgO-F系玻璃试样,用差示扫描量热仪、X射线衍射仪以及扫描电子显微镜研究了成核剂对此微晶玻璃析晶特征的影响.结果表明:在所研究的微晶玻璃中,随着ZrO_2含量增加,玻璃转变温度和析晶温度略有提高.当玻璃中ZrO_2含量超过5.0%(质量分数,下同)时,玻璃转变温度有较大提高,而析晶温度却大大降低.同时添加ZrO_2和Fe_2O_3提高了玻璃转变温度,并且在850～900 ℃及925～960 ℃出现了2个析晶放热区间.对应第1个析晶温度区间,堇青石晶体在玻璃基体中均匀析出,析出晶体为枝状,最终形成多边星形.第2个放热区间温度对应云母晶体的析出,析出晶体呈片层状,在星形晶体间析出.随着玻璃中Fe_2O_3含量的增加,玻璃转变温度和放热峰温度都逐渐提高,而且2个放热峰温度的间隔程度增加.同时也发现ZrO_2和Fe_2O_3的加入都抑制了云母晶体的析出.     

高炉渣微晶玻璃的析晶热力学分析

以高炉渣为主要原料,采用熔融法制备Ca O-Mg O-Al2O3-Si O2系微晶玻璃,通过差热分析(DTA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和热力学软件计算相结合的研究方法,研究了在一定组分玻璃体系中添加不同种类及数量晶核剂时的析晶热力学。研究结果表明:当加入2%Cr2O3作晶核剂时在晶化温度966℃经热力学计算析出的主要矿物为透辉石、钙长石、硅灰石及少量石英和镁铬尖晶石,而XRD检测微晶玻璃的主晶相为铝透辉石、切马克辉石和透辉石,与热力学计算结果基本一致;当添加8%P2O5(以Na3(PO4)·12H2O的形式引入)作晶核剂时,经热力学计算在晶化温度910℃析出的主要矿物应为失透石、霞石、羟基磷灰石、镁橄榄石、少量的透辉石、钠长石及氟磷灰石;而XRD检测发现析出矿物为羟基磷灰石和氟磷灰石,与热力学计算结果基本一致,并对造成两者少许差异的原因进行了分析。研究结果为制备不同矿物组成及性能的微晶玻璃在基础玻璃的成分设计及晶核剂的选择方面提供了理论指导。     

添加剂对微晶玻璃晶化行为的影响

利用黄金尾砂为主要原料，在CaO—MgO—Al2O3-SiO2系玻璃中，分别以Cr2O3和Cr2O3＋TiO2混合物作添加剂，采用DTA、XRD、SEM等分析测试方法探讨微晶玻璃的晶化行为。实验结果表明，改变添加剂的种类，可控制微晶玻璃析出晶相的种类、微观形貌与分布状态；引入3％Cr2O3时，可得到2～5μm透辉石晶体交错分布、性能优良的微晶玻璃；引入2％Cr2O3＋2％TiO2复合晶核剂时，可抑制晶体的长大，得到以0．2～0．4μm粒状透辉石晶体为主晶相、钙铁透辉石为次晶的细晶微晶玻璃。     

Y2O3含量对SiO2-Al2O3-B2O3-K2O-Li2O系统微晶玻璃的析晶及性能的影响

以SiO2-Al2O3-B2O3-K2O-Li2O为玻璃组成,P2O5和ZrO2为复合成核剂,Sb2O3为澄清剂,Y2O3为添加物,通过传统熔体冷却方法制得了该系统基础玻璃.利用DSC、XRD、SEM及性能测试等手段,研究了Y2O3含量的变化对玻璃析晶行为、析出晶相种类、晶粒尺寸、晶粒分布以及微晶玻璃的力学性能的影响.研究结果表明:随着Y2O3含量的增加,玻璃的析晶峰值温度升高,且析晶峰也逐渐变宽、变钝;Y2O3的加入并不影响微晶玻璃中主晶相的组成,但对其微观结构有明显影响;当Y2O3含量低于2.0%(摩尔分数)时,微晶玻璃的抗弯强度随Y2O3含量增加而增加;当Y2O3含量为2.0%时,获得微晶玻璃的抗弯强度值最高,达到217 MPa;当2.0%≤x(Y2O3)≤2.5%时,抗弯强度反而降低;当Y2O3含量为2.5%时,获得的微晶玻璃具有良好的半透明性,并具有较好的力学性能(抗弯强度为198 MPa);与一步法热处理相比,采用两步晶化热处理有利于提高微晶玻璃的力学性能.     

La_2O_3掺杂对二硅酸锂微晶玻璃析晶行为和力学性能的影响

以P_2O_5 和 ZrO_2 为复合成核剂,Sb_2O_3为澄清剂,通过传统熔体冷却法制得掺稀土La_2O_3的SiO_2-Li_2O-K_2O- B_2O_3系统基础玻璃.利用DSC、XRD、SEM和力学性能测试等方法研究La_2O_3含量对玻璃析晶行为、析出晶相种类及微晶玻璃力学性能的影响.结果表明:La_2O_3含量对基础玻璃的第一析晶峰对应的温度影响较大,对第二析晶峰对应的温度影响不明显;当La_2O_3的含量小于0.40%(摩尔分数)时,La_2O_3的引入不改变微晶玻璃主晶相类型;当La_2O_3含量增加到0.80%时,La_2O_3直接参与晶相组成,析出LaPO_4晶相;同时,La_2O_3的引入提高了二硅酸锂晶相的析出温度;当La_2O_3含量为0.40%时,微晶玻璃的抗弯强度和弹性模量达到最高值,分别为328 MPa和143 GPa;当La_2O_3含量小于0.40%和大于1.20%时,微晶玻璃的断裂韧性随La_2O_3的增加变化较小;当La_2O_3含量为0.40%～1.20%时,微晶玻璃的断裂韧性随La_2O_3含量的增加而大幅度增加,最大断裂韧性达到3.34 MPa·m~(1/2).     

冷却-加热对CaO-A1203-Si02系玻璃析晶动力学的影响

以CaO—Al2O3-SiO2系玻璃为研究对象,采用Ozawa方程、Kissinger方程和JMA修正方程研究了冷却方式和加热温度对玻璃析晶动力学的影响。结果表明：化学组成相同的玻璃,冷却速度和加热温度对其析晶活化能E、Avrami指数n和析晶速率指前因子v都有影响,但加热温度对析晶活化能E的影响更大,并在750℃出现极大值现象。通过玻璃析晶试验发现：冷却速度和加热温度对微晶玻璃主次晶相的析出没有影响,主、次晶相分别是钙长石和榍石。冷却速度和加热温度对析晶活化能E的影响主要来源于析出主、次晶相的比例不同。     

SiO_2-Al_2O_3-MgO-F-ZrO_2系微晶玻璃的析晶

为了研究ZrO_2含量对SiO_2-Al_2O_3-MgO-F-ZrO_2系微晶玻璃析晶特征的影响,采用传统的熔融-冷淬法制备了不同ZrO_2含量的玻璃试样.结果表明:在所研究的玻璃中,ZrO_2的最大溶解量在5.0%(质量分数,下同)左右,超过其饱和溶解度后将析出氧化锆相.玻璃样品在700 ℃处理发生非晶态的分相现象,分相区主要是氟元素的偏聚,而没有形成锆元素的偏聚.在不同氧化锆含量的玻璃中析出的晶体有氟云母和少量ZrO_2与莫来石相.ZrO_2加入量的提高有助于在低温下析晶,但ZrO_2含量的提高抑制了氟云母晶体的析出.随着玻璃中ZrO_2含量的提高,析出晶体从玫瑰花形向团簇状转变.     

NaF-CaF2-Al2O3-SiO2微晶玻璃的析晶动力学和显微组织

采用传统熔体冷却法制备了掺镱NaF-CaF2-Al2O3-SiO2体系玻璃,并通过优化热处理工艺获得了透明氟氧化物微晶玻璃.通过DSC、XRD和TEM等方法研究了引入碱金属氧化物和碱土金属氧化物对玻璃形成能力的影响,采用动力学方法分析了NaF-CaF2-Al2O3-SiO2系统玻璃的析晶机制,探讨了热处理制度、玻璃析晶行为和显微结构的关系.研究表明:碱金属氧化物的引入降低了该系统玻璃的形成能力,而碱土金属氧化物的添加提高了玻璃的析晶稳定性;该系统玻璃的析晶过程主要受扩散控制,其主晶相为CaF2,析晶活化能为345.8 kJ/mol,晶粒尺寸随晶化温度升高逐渐增大,晶粒数量随保温时间延长逐渐增多.通过优化热处理制度,获得了晶粒尺寸小于50 nm、结晶度约为30%的透明微晶玻璃.     

MgF_2含量对Li_2O-Al_2O_3-SiO_2微晶玻璃组织和光学性能的影响

通过熔融法制备了不同MgF2含量的Li2O-Al2O3-SiO2(LAS)透明微晶玻璃,利用差热分析仪、X射线衍射仪、场发射扫描电镜、紫外可见分光光度计等测试技术,研究MgF2含量对LAS微晶玻璃的热处理温度、显微结构以及光学性能的影响规律。结果表明,随着MgF2含量增加,玻璃晶化温度明显降低;LAS微晶玻璃的主晶相为石英固溶体,其晶粒尺寸先降低后增大;MgF2含量增大到2 wt%时,晶粒异常长大,晶粒间出现粘连,导致LAS微晶玻璃失透。利用分相成核理论初步分析了LAS透明微晶玻璃的组织结构和光学性能的变化机理。MgF2的晶粒细化作用为制备透明、高强韧LAS微晶玻璃提供了可能。     

SrO-ZnO-B_2O_3-SiO_2-M_2O_3(M=Y,La,Gd)玻璃的制备和发光

采用传统熔体冷却技术制得了新型SrO-ZnO-B_2O_3-SiO_2-M_2O_3(M=Y La,Gd)发光玻璃.对玻璃密度、紫外-可见光区的透过性能以及荧光发射进行了检测.结果表明:SrO-ZnO-B_2O_3-SiO_2(SZBS)玻璃在可见光区具有高透过性能,稀土氧化物的引入增强了玻璃在可见光区的透过率.SZBS玻璃的激发主峰位于221 nm附近,发射光谱则是峰值位于410、475和502 nm附近的宽带,且蓝绿光强于紫外光发射,紫外光和蓝绿光发射分别归属于ZnO激子复合发光、Zn间隙原子的复合发光以及电子和深俘获的空穴复合发光.在SZBS玻璃组成中引入稀土氧化物造成激发峰红移并能增强玻璃的蓝绿光发射.     

DIRECT MEASUREMENTS OF ISOACTIVITY CURVES OF MgO IN THE TERNARY SLAG MgO－B_2O_3－SiO_2

ＤＩＲＥＣＴＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴＳＯＦＩＳＯＡＣＴＩＶＩＴＹＣＵＲＶＥＳＯＦＭｇＯＩＮＴＨＥＴＥＲＮＡＲＹＳＬＡＧＭｇＯ－Ｂ_２Ｏ_３－ＳｉＯ_２￥Ｚ．Ｃ．Ｗａｎｇ;Ｙ．Ｓｕ;Ｓ．Ｘ．Ｔｏｎｇ;Ｘ．ＬｉｕａｎｄＲ．Ｊ．Ｌｉ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣ?..     

烧结温度和时间对Li_4Ti_5O_(12)电化学性能的影响

以纳米TiO_2和Li_2CO_3为原料,通过固相反应法制备负极材料Li_4Ti_5O_(12),研究焙烧温度和时间对合成Li_4Ti_5O_(12)样品电化学性能的影响.利用TG、XRD、SEM 和充放电测试表征Li_4Ti_5O_(12)的物理性能和充放电性能.结果表明:焙烧温度的选择比延长焙烧时间对Li_4Ti_5O_(12)的性能影响更大,提高焙烧温度和延长焙烧时间,都能够促进晶体结构的完整,改善材料的电化学性能;经800 ℃焙烧24 h得到的Li_4Ti_5O_(12)首次放电容量为167mA·h/g,经过80次充放电循环,容量几乎没有衰减;对Li_4Ti_5O_(12)充电到0.5 V,充电曲线上均观察到明显的极化现象,极化程度同活性物质的颗粒大小和结合情况有关.     

氧化铈对CaO-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃烧结和性能的影响

采用烧结法制备添加氧化铈的CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃材料,并对其进行差热分析(DTA)、X射线衍射分析、扫描电镜(SEM)观察和性能测试。结果表明:添加少量氧化铈能够降低玻璃的玻璃转变温度和析晶峰值温度,促进玻璃粉体的烧结致密化,但氧化铈加入量过多将会阻止玻璃的烧结和晶化;氧化铈的最佳添加量(质量分数)为5%;随着氧化铈含量的增加,样品的介电常数呈"N"字形变化,而样品的介电损耗则表现为先减小后稍微增加的变化趋势。样品的热膨胀系数随氧化铈含量的增加基本呈下降趋势。添加5%氧化铈的样品在925℃烧结后,其相对密度达99.1%,其介电常数、介电损耗和热膨胀系数分别为6.7、0.09%和3.42×10-6K-1。     

CaO-P_2O_5-Na_2O-B_2O_3玻璃分相和析晶的研究

以44CaO-43P_2O_5-10Na_2O-3B_2O_3 为玻璃体系,通过高温熔融法制备基质玻璃,并进行相应的热处理,可获得由基质玻璃和析晶相组成的玻璃陶瓷.用DSC, XRD, SEM和EDS对玻璃的成核、析晶,相组成和微观结构进行分析.结果表明:B的引入将促进玻璃的分相,富B相在热处理过程中产生析晶;同时,热处理也引起基质玻璃的进一步析晶.在700 ℃热处理4 h,材料由残余玻璃基质、Ca(PO_3)_2晶粒和微量CaNa_2PO_4组成.试样在磷基缓冲溶液(PBS)中进行降解实验,11d时Ca~(2+)浓度达到峰值17.2 μg/g,并有大量类羟基磷灰石形成,随后Ca~(2+)浓度变化放缓.     

稀土掺杂对Li2O-Al2O3-SiO2微晶玻璃组织和光学性能的影响

通过熔融法制备了掺杂CeO2和Nd2O3的Li2O-Al2O3-SiO2（LAS）透明微晶玻璃,利用差热分析仪、X射线衍射仪、扫描电镜、紫外可见分光光度计等检测技术,研究稀土掺杂对Li2O-Al2O3-SiO2（LAS）玻璃析晶行为以及微晶玻璃的微观结构和光学性能的影响。稀土掺杂明显提高玻璃的析晶活化能和晶化温度,抑制了微晶玻璃由石英固溶体向锂辉石固溶体的转变,使LAS微晶玻璃的热稳定性增强。微晶玻璃晶化后紫外吸收边出现＂红移＂,掺杂稀土的微晶玻璃晶粒出现细化。稀土离子的能级跃迁,导致微晶玻璃的颜色发生变化,并在晶界光散射和晶格光吸收的共同作用下,使微晶玻璃的透过率降低。     

SiO2-Al2O3-CaO-Fe2O3系微晶玻璃的晶化过程

利用差热分析（ＤＴＡ）、红外吸收光谱（ＩＲ）、Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）和扫描电镜（ＳＥＭ）等手段研究了ＳｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３－ＣａＯ－Ｆｅ２Ｏ３系微晶玻璃晶化过程及其结晶化过程及其结晶动力学。结果表明：ＳｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３－ＣａＯ－Ｆｅ２Ｏ３系微晶玻璃晶化过程中,初晶相是钙铁透辉石,钙铝黄长石是中间过渡相且随晶化温度的提高而消失,最终晶相只有钙铁透辉石;晶体生长指数为２．９,属三维生长。玻璃网络中主要有