刚玉砂轮用K_2O-B_2O_3-Al_2O_3-SiO_2玻璃结合剂的研究

采用传统熔体冷却法制备了K_2O-B_2O_3-Al_2O_3-SiO_2玻璃,探讨了组成中B_2O_3替代Al_2O_3对玻璃热膨胀性能、抗弯强度及析晶稳定性的影响。并优选该体系玻璃为刚玉砂轮结合剂,通过分析结合剂材料的特征温度确定了砂轮的烧成温度。研究结果表明,随B_2O_3逐渐取代Al_2O_3,玻璃的热膨胀系数呈降低趋势,强度先升高后降低。当B_2O_3含量为12wt.%时,可获得膨胀系数与刚玉相匹配、强度为117.8 MPa的玻璃材料。该体系玻璃具有较低的软化温度与流动温度,以所制备玻璃为结合剂,在1000℃保温2 h的烧结条件下可制备出性能优良的刚玉砂轮产品。     

低温Li_2O-ZnO-B_2O_3-Al_2O_3-SiO_2玻璃结合剂的研究

采用传统熔体冷却法制备了Li_2O-ZnO-B_2O_3-Al_2O_3-SiO_2玻璃,分析了玻璃的特征温度、探讨了与刚玉磨料的热膨胀匹配性,研究了烧成温度和保温时间对玻璃为结合剂的刚玉砂轮试样抗弯强度的影响,并对玻璃结合剂的高温析晶稳定性进行了分析。结果表明,以Li_2O-ZnO-B_2O_3-Al_2O_3-SiO_2玻璃具有较低的流动温度和与刚玉磨料相匹配的热膨胀率,以其为结合剂制备刚玉砂轮磨具适宜的烧成温度为750℃-790℃,保温时间以1-2 h为佳,所制备砂轮的抗弯强度可达45 MPa。该体系玻璃结合剂烧成时保温时间不宜过长,当保温时间达到8 h时将导致Li_(2.4)Mg_(0.8)SiO_4晶体的析出,从而降低磨具的强度。     

低热膨胀系数堇青石微晶玻璃的制备

采用传统熔体冷却法制备了Mg O-A1_2O_3-Si O_2玻璃,并通过热处理进一步获得了堇青石基微晶玻璃。探索了Zr O_2/Ti O_2复合成核剂及热处理制度对微晶玻璃析晶性能及热膨胀系数的影响规律。结果表明,Mg O-A1_2O_3-Si O_2体系有较强的表面析晶倾向,晶核剂的加入能降低析晶温度,同时有利于诱导样品发生均匀析晶,并能促进低温型堇青石相向膨胀系数更低的高温型堇青石相转变,有利于降低堇青石微晶玻璃材料的膨胀系数。在复合晶核剂作用下,当析晶温度为1050℃,保温时间为60 min时,可获得最低热膨胀系数为1.03×10~(-6)/℃的堇青石微晶玻璃材料。     

锌磷酸盐玻璃水解实验研究

为了探索锌磷酸盐玻璃的化学稳定性,通过浸泡加速水解实验观察了玻璃样品与水作用前后的变化。利用XRD、SEM、FT-IR和Raman等技术分析了玻璃样品的结构和微观形貌,结果表明,采用传统熔融冷却法制备的50ZnO-50P_2O_5玻璃,微观网络结构主要为Q~2结构单元;分别浸泡20天和30天,锌磷酸盐玻璃微观网络结构解体,形成了(ZnHPO_4)_2·3H_2O和Zn_2P_2O_7·3H_2O晶体,随着浸泡时间增加,玻璃体系转化为Zn_2P_2O_7·3H_2O晶体。     

Y_2O_3掺杂对SiO_2-Al_2O_3-MgO系玻璃结构与机械性能的影响

采用传统熔体冷却法制备Y_2O_3掺杂质量分数为0~1.8%的SiO_2-Al2O_3-MgO系玻璃,探讨了Y_2O_3含量对玻璃弯曲强度、压缩强度、压缩模量和结构稳定性的影响规律。结果表明:当Y_2O_3掺杂量小于1.2%时,玻璃的光学带隙随着Y_2O_3含量的增加而减小、玻璃结构更加稳定,其弯曲强度、压缩强度以及压缩模量均随着Y_2O_3含量的增加而上升;当Y_2O_3含量超过1.2%后,该玻璃体系的结构稳定性和机械性能均随着Y_2O_3含量的增加而出现下降;当Y_2O_3的含量为1.2%时,玻璃的光学带隙最小,为3.11 e V,机械性能达到最优,其弯曲强、压缩度强度和压缩模量分别107.48 MPa、221.24 MPa和117.87 GPa。适量Y_2O_3的掺杂,减少了玻璃网络结构中非桥氧数量,使孤立的岛状网络单元重新聚合,增强了Si—O—Si反对称伸缩振动,增加了玻璃结构的稳定性,从而显著提高了玻璃的机械性能;但过量的Y_2O_3迫使玻璃结构中的桥氧键断裂,生成非桥氧,显著降低了玻璃的结构稳定性和机械性能。     

利用悬浮熔炼法制备含氮铝酸盐玻璃

利用悬浮熔炼技术制备了组成为46Ta_2O_5–(54–x)Al_2O_3–2xAlN的含氮铝酸盐玻璃,并对玻璃的结构以及热力学特性、光学性能和力学性能进行表征。氮含量的增加,导致玻璃光学通过率降低,折射率、密度、硬度和杨氏模量分别增加了3.8%、2.0%、4.8%和3.9%。利用XPS技术直接证明了氮元素进入了玻璃网络结构。氮元素取代部分氧进入玻璃结构形成Al–N键,由于N原子的三配位特性和玻璃结构变得更加紧密,导致玻璃的折射率、密度、硬度、弹性模量增加,但玻璃的析晶倾向增强。     

含稀土ZnO-B_2O_3-SiO_2玻璃的化学稳定性（英文）

为了探索稀土氧化物掺杂对硼硅酸盐玻璃化学稳定性的影响,利用熔融冷却法制备了掺杂Nd_2O_3、Gd_2O_3和Y_2O_3的ZnO-B_2O_3-SiO_2系玻璃。在一定的条件下,对玻璃在去离子水、酸、碱液态侵蚀介质中的腐蚀行为进行了研究。利用扫描电镜和能谱分析对腐蚀后的玻璃样品表面形貌和成分变化进行了表征,对酸性侵蚀介质中出现的白色沉淀进行了X射线物性分析,同时利用电感耦合等离子光谱仪测定了去离子水中浸出离子的浓度。结果表明:该系统玻璃的化学稳定性顺序为:耐酸性耐碱性耐水性。稀土氧化物的添加降低了玻璃侵蚀过程中的质量损失,减轻了玻璃的腐蚀程度和抑制了各组分的浸出量。Y_2O_3、Gd_2O_3和Nd_2O_3的添加使得该玻璃在去离子水中钠离子的浸出量从148.703μg/cm~2分别降低到43.751,63.984和138.828μg/cm~2。Nd_2O_3、Gd_2O_3和Y_2O_3掺杂对硼硅酸盐玻璃化学稳定性的改善作用顺序为Y_2O_3Gd_2O_3Nd_2O_3。     

添加Li2O对ZnO-BaO-B2O3-SiO2系统玻璃结构与性能的研究

采用熔融冷却法制备了添加Li_2O的ZnO-BaO-B_2O_3-SiO_2体系玻璃。采用FT-IR、DTA对添加了Li_2O的ZnO-BaO-B_2O_3-SiO_2系统玻璃的结构和析晶性能进行了研究,并测试了玻璃的转变温度和热膨胀系数、显微硬度和化学稳定性等性能。结果表明,少量的Li_2O对该系统玻璃结构和析晶性能没有显著影响;当Li_2O质量分数为1.5%,玻璃的均化程度高、玻璃性能好、化学稳定性达到最好。随着Li_2O含量的增加,热膨胀系数呈先减小后增大的趋势,在Li_2O质量分数为1.0%时出现最小值。     

Li2O-ZnO-SiO2系高膨胀微晶玻璃的制备和研究

利用传统熔体冷却方法制得了以P2O5为晶核剂的Li2O-ZnO-SiO2系统玻璃,并探索了该系统微晶玻璃的制备工艺。同时借助X射线衍射仪和和膨胀系数测定仪确定了试样的晶相种类、基玻璃的转化和软化温度以及玻璃的热膨胀系数,探讨了热处理时间对微晶玻璃膨胀系数的影响,从而对该系统玻璃焊料与金属封接的应用前景作了分析。     

B2O3-BaO-ZnO系统玻璃的形成规律及组成与性能之间的关系研究

用传统熔体冷却方法制得B2O3-BaO-ZnO三元系统玻璃,考察了该系统玻璃的形成规律,并且探索了该系统玻璃的组成与性能之间的关系.结果表明:该系统玻璃的形成范围较宽,但B2O3的引入摩尔分数最高不能超过75%,最低不能少于25%.B2O3的含量过高,熔体冷却时容易分相,而B2O3的含量过低时,则熔体在冷却时容易结晶.获得玻璃的线胀系数在(6～10)×10-6K-1之间;转变温度在530～580℃之间;室温下电阻率在(2～5)×1010Ω·m之间;密度值较大.     

ZnO-B_2O_3-Bi_2O_3玻璃的结构性能研究

用传统熔融冷却法制备ZnO-B_2O_3-Bi_2O_3,系统玻璃,采用X射线衍射法和差热分析法研究了玻璃的结构和玻璃的特征温度T_g和T_f,测试了玻璃的密度、热膨胀系数和介电常数等性能。结果表明,在ZnO-B_2O_3-Bi_2O_3系统玻璃中,当用B_2O_3逐步取代Bi_2O_3时,玻璃的特征温度T_g和T_f呈现逐渐升高的趋势,玻璃热膨胀系数由11.13×10~(-6)/℃减小至6.22×10~(-6)/℃,玻璃的密度由5.920 g/cm~3减小至4.114 g/cm~3,同时,玻璃的介电常数也有一定程度的下降。     

硅硼比对镁铝硼硅酸盐玻璃结构、化学稳定性和介电性能的影响

采用熔融冷却的方法制备了镁铝硼硅玻璃。研究了SiO_2取代B_2O_3对玻璃结构、化学稳定性和介电性能的影响。傅里叶变换红外光谱(FTIR)结果表明,随着SiO_2/B_2O_3比的增大,玻璃网络结构中桥氧增多,非桥氧减少。镁铝硼硅酸盐玻璃的耐酸侵蚀能力随SiO_2/B_2O_3比的增大而增强,而耐碱侵蚀的能力则变差。随SiO_2/B_2O_3比的增大介电常数逐渐增大。当SiO_2/B_2O_3摩尔比为2.08时,玻璃具有最小的介电常数值4.9。SiO_2/B_2O_3比为3.11时,玻璃的介电损耗出现最小值。     

掺钴La_2O_3-MgO-Al_2O_3-SiO_2透明微晶玻璃的制备及吸收特性

制备了掺钴La_2O_3-MgO-Al_2O_3-SiO_2玻璃,并采用两步热处理法成功获得了掺Co~(2+)透明微晶玻璃。测试了热处理前后样品的X射线衍射谱、Raman光谱和吸收光谱,分析了该体系的微晶化过程。结果表明:所析出的微晶颗粒中含有MgAl_2O_4尖晶石,而且有Co~(2+)进入其四配位格位,形成可饱和吸收中心。Co~(2+)在1100～1700 nm波段的吸收可应用于Er~(3+)激光的调Q。     

Ca-MgO-Al_2O_3-SiO_2体系微晶玻璃陶瓷复合砖的研究

本研究涉及Ca-MgO-Al_2O_3-SiO_2体系微晶玻璃陶瓷复合砖的3个部分:表层Ca-MgO-Al_2O_3-SiO_2体系微晶玻璃;底层的陶瓷砖;该表层微晶玻璃与该底层陶瓷砖的复合工艺。笔者还阐述了Ca-MgO-Al_2O_3-SiO_2体系微晶玻璃陶瓷复合砖在生产过程中两个技术关键及其解决的技术路线。     

坩埚腐蚀对CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2系高炉渣微晶玻璃的影响

以某公司炼钢尾矿高炉渣为主要原料,采用熔融法分别在石英坩埚和刚玉坩埚中熔制Ca O-Mg O-Al_2O_3-SiO_2(CMAS)系微晶玻璃,利用XRF、XRD、DSC、SEM、EDS等测试手段,研究了不同坩埚材料在不同坩埚利用率时对微晶玻璃成分、显微结构及性能的影响。研究表明:高温玻璃熔体对石英坩埚和刚玉坩埚的侵蚀作用会分别导致基础玻璃中SiO_2和Al_2O_3含量的提高,改变微晶玻璃的析晶机制;SiO_2含量的增加使微晶玻璃显微硬度和抗弯强度升高,Al_2O_3含量的增加使微晶玻璃密度升高。     

ZnO-P2O5-Sb2O3-B2O3系统玻璃的形成与性能优化研究

采用熔体冷却的方法制备了xZnO-yP2O5-zSb2O3-20B2O3(x=10～30 mol%,y=10～45 mol%,z=10～50 mol%)系统无铅玻璃,研究了该体系玻璃的形成区。采用热膨胀仪、失重法等研究了xZnO-yP2O5-zSb2O3-20B2O3系统玻璃的性能和含有MnO2的20ZnO-40Sb2O3-20P2O5-20B2O3体系玻璃的性能。结果表明,随着Sb2O3含量的增加,xZnO-yP2O5-zSb2O3-20B2O3系统玻璃的转变温度降低。xZnO-yP2O5-zSb2O3-20B2O3系统玻璃的失重随P2O5含量的增加而增加。MnO2的引入降低了20ZnO-40Sb2O3-20P2O5-20B2O3系统玻璃的热膨胀系数和失重。     

氧化钆对磷酸钡玻璃微结构影响的热分析及光谱分析

为研究氧化钆对磷酸钡玻璃热性能及微结构的影响,采用熔融-淬火法制备xGd_2O_3-(100-x)(50BaO-50P_2O_5)(x=0,2,4,6,8mol%)系列玻璃,研究了玻璃密度和摩尔体积及热相变特性,并利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)等测试技术对样品的微结构进行了分析。研究结果表明:当x≤6 mol%时,体系易形成透明的均质玻璃,当x=8 mol%时,样品中出现GdPO_4晶相;在玻璃形成范围内,增加Gd_2O_3含量,使玻璃微结构网络更致密,玻璃热稳定性得到改善;FT-IR和Raman光谱表明玻璃微结构主要是Q~2结构单元,有少量Q~0和Q~1结构单元。     

若干网络形成体对Bi系玻璃形成及性能的影响

本文研究了添加少量B_2O_3,Sio_2和P_2O_5等玻璃网络形成体对Bi-Sr-Ca-Cu-O系统玻璃形成能力、稳定性和性质的影响。结果表明:Bi在Bi系玻璃中主要以[BIO_3]三配位形式存在,该玻璃呈逆玻璃状态;晶化热处理后主晶相为85K的2212低温超导相,未发现110K的2223高温相;引入少量B_2O_3,SiO_2和P_2O_5能明显提高玻璃形成能力和稳定性,改变析晶程序,促进2223高温相生成;当同时加入少量Sb_2O_3时,则会降低玻璃熔融温度,加速2223高温相生成,改善其电磁性能。从玻璃结构和2223相形成机理对上述结果作了解释。     

Al_2O_3/SiO_2摩尔比对无碱铝硼硅酸盐玻璃黏温特性的影响

用高温熔融法制备了Al_2O_3/SiO_2比变化的无碱铝硼硅酸盐玻璃。固定无碱铝硼硅酸盐玻璃体系中SiO_2与Al_2O_3总量不变,研究了用Al_2O_3替代SiO_2对玻璃的熔化温度、成型温度、退火点、应变点等特征黏度参考点的影响;通过红外光谱和Raman光谱研究其结构变化。结果表明:随着铝硅比n(Al_2O_3/SiO_2)逐渐增加,玻璃网络中非桥氧减少,导致退火点(Ta)和应变点(Tst)不断升高;同时,在高温下,熔化温度(Tm)和成型温度(Tf)呈现下降趋势。     

新型SnO-CaO-P_2O_5系封接玻璃的组成设计及性能研究

笔者采用熔融冷却法制备了一种新型的SnO-CaO-P_2O_5系列低熔点封接玻璃,运用红外光谱、DTA等分析检测方法,分析SnO、CaO组分比例变化及外添加B_2O_3对玻璃结构和性能的影响。结果表明:随着SnO含量的增加,xSnO-(50-x)CaO-50P_2O_5系列玻璃结构由架状、层状结构向链状结构转变,玻璃特征温度呈先减小后上升的变化趋势,热膨胀系数的变化趋势与之相反,玻璃的耐水性较好,耐碱性较差;B_2O_3主要以硼氧四面体[BO_4]结构单元进入10SnO-40CaO-50P_2O_5玻璃,玻璃的化学稳定性大幅提高,特征温度逐渐上升。