BaTiO3凝胶玻璃的析晶与晶格能分析

采用溶胶凝胶法制备了ＢａＴｉＯ３凝胶玻璃,并利用ＤＴＡ和ＸＲＤ分析对其析晶过程进行了分析。结果表明铝硅酸盐凝胶玻璃和硼硅酸盐凝胶玻璃在玻璃中含量为１０ｍｏｌ％￣３０ｍｏｌ％,析出的主晶相为ＢａＴｉＯ３;但在下班中含量为５０ｍｏｌ％以上时,析出的主晶相变为Ｂａ２ＴｉＳｉ２Ｏ８。利用晶格能对ＢａＴｉＯ３凝胶玻璃的析晶次序进行了分析,其与实验结论相一致。     

Cr2O3的添加对MgO-Al2O3-SiO2-TiO2系统微晶玻璃析晶行为的影响

利用DTA、XRD、SEM和TEM等实验手段,研究了Cr2O3的添加对于MgO-Al2O3-SiO2-TiO2系统微晶玻璃析晶行为的影响.同时,通过Ozawa和Kissinger方法计算出系统中α-堇青石的析晶活化能E.研究结果表明,少量Cr2O3的添加并不改变MgO-Al2O3-SiO2-TiO2系统玻璃析出的晶相类型,但是提高了玻璃转化温度Tg,降低了α-堇青石的析晶活化能.由于析晶活化能的降低,促进了α-堇青石的析出,最终获得了一种有实用价值的微波介质材料.该材料在微波频率下(10GHz)的相对介电常数约5.5,介电损耗＜7×10-4.     

La2O3在MgO-Al2O3-SiO2-TiO2微晶玻璃中的作用

在MgO-Al2O3-SiO2-TiO2玻璃中添加不同数量的氧化镧，采用差热分析，X射线衍射及电子显微镜等技术研究了氧化镧对玻璃析晶过程与力学性能的影响。氧化镧的加入使玻璃中析出α－堇青石相的温度降低，同时避免了高膨胀方石英相的析出。随着氧化镧加入量的增加，玻璃整体析晶能力下降，微晶玻璃中晶相含量减少，晶粒尺寸增大，微晶玻璃的弹性模量与硬度减小，断裂韧性增加，体现出大尺寸长柱状金红石晶粒的增韧作用。     

成分对烧结BAS(BaAl2Si2O8)凝胶玻璃形成的影响

采用XRD、SEM和拉曼光谱研究了溶胶一凝胶法制备的接近钡长石化学计量成分的Ba0．Al2O3-SiO2系烧结玻璃形成趋势。结果表明，在本实验条件下，SiO2含量高和BaO／Al2O3比值大，有助于形成玻璃。BaO／SiO2比值大，形成[AlO4]四配位结构的A12O3含量高。BaO／Al2O3与[AlO4]／Al^3 的关系近似线性关系。建立了一个烧结BAS凝胶玻璃形成的判别式，计算了在实验成分范围内，玻璃形成区与析晶区的边界线。根据判别式得到的计算结果与实验结果相符。     

SiO2-ZrO2-B2O3系统凝胶玻璃的析晶研究

利用溶胶－凝胶原理，分别制备了SiO2-ZrO2-B2O3系统中六种不同成分的凝胶玻璃试样。通过分级热处理，系统地检验了其各自析晶性能以及高温结构稳定性。确定－最佳水解工艺参数以使SiO2-ZrO2-B2O3凝胶玻璃在1500℃保温30min后的析晶量（vol%)仅为1％－3％。同时，详细分析了ZrO2的引入对凝胶玻璃系统析晶的促进作用，以及少量B2O3对系统析晶的抑制作用。     

热历史对SrO-Al_2O_3-SiO_2系玻璃析晶动力学的影响

以SrO-Al2O3-SiO2系玻璃为研究对象,采用Ozawa方程、Kissinger方程和JMA修正方程研究了热历史对玻璃析晶动力学的影响。结果发现化学组成相同的玻璃,热历史对其析晶活化能E、Avrami指数n和析晶速率指前因子υ影响较明显,采用不同的计算方法得到的结果存在不同程度的差异。通过玻璃析晶试验发现热历史对微晶玻璃主次晶相的析出没有影响,热历史对析晶活化能的影响主要来源于析出主次晶相的比例不同。     

CaO—MgO—Al2O3—SiO2—F系可切削微晶玻璃的晶化机理研究

在CaO-MgO-Al2O3-SiO2-F系可切削微晶玻璃体系中，本研究分析了K2O和ZrO2c对玻璃析晶和显微结构的影响，探讨了晶化机理。K^ 促使云母相的生成和球晶的形成，晶化过程中，云母和顽辉石互为外延生长，使球晶中条状晶解离为片状晶。ZrO2与F^-一起促使玻璃晶化后形成棒状云母晶粒，并具有晶粒长径比大、相互交换的显微结构。     

BaO-MnO-B2O3-SiO2密封玻璃与SS410连接极材料之间的化学相容性研究

制备了一系列BaO-MnO-B2O3-SiO2玻璃,通过DIL、XRD、SEM研究了其热膨胀行为、玻璃态转变、析晶行为及其与SS410金属连接极材料之间的反应。结果表明:所得密封玻璃的热膨胀系数约为10×10-6 K-1,与YSZ电解质材料和SS410金属连接极材料较为匹配,所得玻璃在800℃保温10h之后,生成了Ba5Si8O21相为主的微晶玻璃。玻璃的析晶对于密封玻璃与SS410连接极材料之间的化学相容性具有显著影响,析晶之后,玻璃与SS410之间的反应现象减弱。玻璃在N2气氛下进行预析晶处理,形成微晶玻璃之后,与SS410之间的反应显著减少。本研究所得的BaO-MnO-B2O3-SiO2密封玻璃在完成封接之后,在700℃保温100h,能够保持良好的密封效果。     

IT-SOFC硼酸盐玻璃体系封接材料的制备与性能研究

基于B2O3-CaO-BaO-Al2O3-SiO2-La2O3体系制备了BCAS微晶玻璃封接材料,利用X射线衍射定性分析、差热分析、热膨胀仪分析等手段对其进行了表征.热膨胀系数(TEC)为10.41×10-6K-1,与电解质YSZ的热膨胀系数(10.2～10.8)×10-6K-1相接近.玻璃转变温度T8值为638℃,在768～852℃之间有一个强的放热峰.700℃时其主晶相为BaAl2 Si2 O8,800℃时以钡长石为析出的主晶相,900℃时析出单一的BaAl2Si2O8相及少量的BaSiO3相.封接材料的电阻随温度升高而减小,在650～800℃之间,阻抗值均在104～105Ω·cm2范围内,离子跃迁活化能为101.38 kJ/mol.其高温浸润性研究表明BCAS1微品玻璃封接材料可用于IT-SOFC对电解质YSZ的封接.     

晶种对低温烧结BaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析晶的影响

用烧结法制备了化学计量比和高Ba含量的两组BaO-Al2O3-SiO2(BAS)系微晶玻璃,研究了晶种对低温烧结BaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析晶的影响.结果表明,玻璃的软化温度随着品种含量的增加而提高.在两组玻璃粉中添加晶种有助于降低析晶活化能,促进六方钡长石和单斜钡长石的析出;晶种含量为1%时活化能最小,成分为化学计量比的玻璃析晶峰值温度也最低.在850℃保温时间2 h,添加1%晶种的BAS系微品玻璃全部转变为单斜钡长石.在两组成分的BAS系微晶玻璃中,六方钡长石的析出表现为整体析晶.不加晶种时,单斜钡长石通过六方钡长石一单斜钡长石的晶型转变析出,表现为整体析晶;添加晶种后,单斜钡长石主要因"同构"效应直接从基础玻璃中析出,表现为表面析晶.     

溶胶－凝胶法制备含PbTiO_3微晶的玻璃陶瓷

采用溶胶－凝胶工艺低温合成含有Ｐｂ、Ｔｉ成份和玻璃相组成成份的均匀透明凝胶，并通过热处理在凝胶玻璃中原位生长出纯净的铁电ＰｂＴｉＯ３微晶．利用热分析手段和ＩＲ谱分析了凝胶在热处理过程中有机基团的分解及内部元素键合方式的演变．结合ＸＲＤ和ＳＥＭ研究了钛酸铅微晶在凝胶玻璃中的生长历程．概括了凝胶玻璃组成对钛酸铅结晶结构和结晶行为的影响．并阐述了溶胶－凝胶法制各铁电玻璃陶瓷的意义．     

非铁电压电极性微晶一维生长驱动力分析

利用熔融法制备了BaO-SrO-TiO₂-SiO₂玻璃,并在温度梯度条件下制备了极性微晶Ba_2-xSr_xTiSi₂O₈沿c轴一维取向的压电玻璃陶瓷.用X-ray衍射分析和扫描电镜对极性微晶的取向生长结构进行了分析.建立了极性微晶沿c轴取向生长的模型,其结果与实验结果相一致.结果表明在光滑的表面,温度梯度方向和偶极子电场方向都是沿c轴晶格能大的方向,其共同作用的结果使极性微晶沿c轴一维取向生长.     

K2O-MgO-Al2O3-SiO2系玻璃的分相与析晶

利用ＨＲＥＭ和其它分析手段研究了含氟或含锆Ｋ２Ｏ－ＭｇＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２系统玻璃液滴状分相对成核的影响,实验中观察到成核首先从液滴相内部开始,根据晶核的电子衍射图样和晶格条纹数据结合晶面间距计算,分析了分相对成核的影响以及引起整体析晶的主要因素和析晶次序等。     

K2O-MgO-Al2O3-SiO2系玻璃的分相与析晶

利用HREM和其它分析手段研究了含氟或含锆K₂O－MgO－Al₂O₃－SiO₂系统玻璃液滴状分相对成核的影响．实验中观察到成核首先从液滴相内部开始,根据晶核的电子衍射图样和晶格条纹数据结合晶面间距计算,分析了分相对成核的影响以及引起整体析晶的主要因素和析晶次序等．     

钒掺杂纳米TiO2薄膜的结构和光吸收性能

采用磁控溅射法制备了不同V含量的纳米TiO₂薄膜,利用SEM、XRD、Raman光谱和UV-vis吸收光谱对V掺杂TiO₂薄膜的表面形貌、结晶特性、晶格应力和光吸收性能进行了分析.结果表明,V掺杂可促进TiO₂薄膜晶粒的定向生长,得到尺寸分布较均匀的哑铃状晶粒,且可抑制薄膜的晶格膨胀和金红石型晶粒的生成.V掺杂TiO₂薄膜处于压应力状态,且应力随V含量增加而增大.V掺杂使导带底向带隙延伸,TiO₂薄膜光学带隙变窄,光响应范围从紫外区红移到可见光区域,提高了薄膜对可见光的吸收率.     

Investigation of the crystallization process and crystal structure of Si-incorporated GeSb phase-change films

The effect of Si incorporation on the crystallization process and crystal structure of Te-free Sb-rich GeSb was investigated in this study. Si concentrations were controlled to 0, 5.1, 9.3, and 12.8 at.% by controlling the sputtering power of the GeSb alloy target (20:80 at.% for Ge:Sb) and Si target. After film deposition, the crystallization process and crystal structure were investigated. Crystallization temperature increased from 320 to 400 °C and the overall crystallinity was decreased with increasing Si concentration. These were analyzed by sheet resistance measurements after thermal annealing and optical contrast measurements by optical static testing. Glass transition temperatures were calculated and increased from 240 to 285 °C with increasing Si concentration. Considering the proportional relation between the glass transition temperature and crystallization temperature, it is thought that more energy is required for crystallization with increased Si concentration. A study of the crystallization process kinetics was conducted by applying the Johnson–Mehl–Avrami model to the optical static test results, which were carried out under a pseudo-isothermal process. The Avrami coefficient was 4.10 and decreased to 3.18 when the crystallization was generated with increased Si concentration from 0 to 12.8 at.%. Therefore, crystallization speed was thought to decrease with increased Si concentration. Based on the results of crystal structure analysis by XRD and HRTEM, the crystal structure of our Sb-rich GeSb PCM was revealed to be a typical Sb structure, i.e., an A7 hexagonal structure with lattice parameters of a = 4.26 Å and c = 11.45 Å. No crystal phase of Ge or Si was observed and no evidence of the structure change in Sb crystals due to Ge or Si incorporation was observed.     

Controlled nucleation and crystallization in Fe2O3–CaO–SiO2 glass

For the first time controlled nucleation and crystallization were studied for 40Fe2O3–20CaO–40SiO2 (wt%) glass which is useful as thermoseeds for hyperthermia of cancer. To investigate the crystallization mechanism of Fe2O3–CaO–SiO2 glass, the Avrami parameter and the activation energy for crystallization were measured by isothermal and non-isothermal processes using classical and differential thermal analysis techniques. Magnetite was the main crystal phase and the maximum nucleation and crystal growth temperatures were 700 and 1000°C, respectively. The value of kinetic parameters such as the Avrami constant, the activation energy, and the frequency factor, determined using isothermal and non-isothermal processes showed excellent agreement. The slopes of the Kissinger, and Matusita and Sakka plots were almost parallel to each other, and, consequently, crystal growth is believed to occur on a fixed number of nuclei, the m values being considered to be the same as the n values. Using m=1.5 and n=1.5, it was found that diffusion-controlled crystal growth with a constant number of nuclei occurred and these result are in excellent agreement with those determined by the classical technique.     

LiNbO_3晶体在凝胶玻璃中的受控析晶研究

采用Ｓｏｌ－ｇｅｌ工艺,以Ｎｂ（ＯＨ）５为铌酸盐的起始原料,低温合成了ＬｉＮｂＯ３／ＳｉＯ２凝胶玻璃。通过ＤＴＡ、ＸＲＤ和ＩＲ分析方法,研究了ＬｉＮｂＯ３晶体在凝胶玻璃中的析晶过程和析晶动力学。结果表明,ＬｉＮｂＯ３微晶在凝胶玻璃中的析晶过程是受界面控制的,其析晶活化能为１４２ＫＪ／ｍｏｌ。     

热处理对二硅酸锂微晶玻璃结构和强度的影响

以SiO_2-Li_2O-K_2O-B_2O_3-P_2O_5为基础组成,P_2O_5为形核剂,采用传统熔体冷却法制备了该系统基础玻璃.利用DSC、XRD、SEM等检测手段研究了热处理制度对玻璃析晶行为、析出晶相种类、晶粒尺寸、晶粒分布及微晶玻璃力学性能的影响.结果表明,当引入P_2O_5为形核剂时,玻璃在核化温度范围内发生分相,并诱导Li_2SiO_3的异相成核.随温度的升高,亚稳态的Li_2SiO_3最终转变成Li_2Si_2O_5稳定相.基础玻璃经核化处理后,分两步晶化比一步晶化更有利于Li_2Si_2O_5的生长,并在一定程度上提高了微晶玻璃的抗弯强度.延长晶化时间能使Li_2Si_2O_5晶体进一步生长,联锁微观结构聚集体的尺寸增大,晶粒与晶粒间交联程度更高,晶粒间有更牢固的化学键合,抗弯强度有所提高.     

X-射线衍射测定PP/EV共混物晶胞参数的研究

用X-射线衍射法测定了PP/EVA共混物的晶胞参数,结果显示:PP/EVA共混物中基体PP的晶体为υ-晶型,属单斜晶系。PP的晶胞参数并没有由于EVA的加入而发生改变,PP和EVA没有形成共晶,PP/EVA共混物的结晶与其组成无关。