玻璃分相的研究和应用(续)

6.多孔玻璃 生产优质多孔玻璃必须满足以下要求:(1)两相交织分布,分相为交连结构;(2)富硅相含SiO_2叠量高;(3)第二相溶于酸;(4)沥滤后玻璃主体和沥滤层面界的应力不能超过玻璃的机械强度。 图12表示最近发展的Na_2O-B_2O_3-SiO_2系统的等温不混溶区和系线。表2为玻璃的     

含五氧化二磷的高硅氧玻璃

在硼硅酸盐玻璃中,添加少量的P_2O_5有助于改进热处理时的分相速率和相均匀性。这种硼硅酸盐玻璃由SiO_2、B_2O_3、R_2O(其中,R为Na、K或Li)、≤2的Al_2O_3和0.5～2％(重量比)的P_2O_5组成。     

Na2O-CaO-Al2O3-B2O3-SiO2-TiO2体系分相过程中两相组成的变化

研究了Na2O-CaO-Al2O3-B2O3-SiO2-TiO2体系分相过程中两相组成的变化。采用扫描电镜测试、能谱分析和X射线衍射等手段对在不同温度下热处理的试样进行测试。实验结果表明,试样发生相分离后,分离成富碱硼相和富硅相,两相的化学组成随分相温度呈现一定的变化。当热处理温度从700℃升高至850℃时,富碱硼相量增加,玻璃分相程度增大。分相温度较低时,富碱硼相中的网调整氧化物只有氧化钙,而网调整氧化物氧化钠集结在富硅相中。随分相温度的升高,氧化钙仍保持在富碱硼相中,而氧化钠则由在富硅相中集聚逐步转移至在富碱硼相中。在分相过程中二氧化钛在分相界面处集聚并析出。     

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     

Bi_2S_3胶体在玻璃中的形成和光吸收性

用可分相的钠铝硼硅酸盐玻璃为基础玻璃,以Bi_2O_3、ZnS引入Bi~(3+)和S~(2-)离子,制得了Bi_2S_3半导体(胶体)着色玻璃。研究了玻璃组成,热处理与光吸收性间的关系,用透射电镜观察了玻璃分相及钠硼相中Bi_2S_3胶体的形成。     

P_2O_5和B_2O_3对CaO—MgO—Al_2O_3—B_2O_3—SiO_2—P_2O_5—F系统玻璃分相行为的影响

对玻璃液相分离现象的研究是十分有意义的。过去在一些简单系统中已开展了大量深入研究。相比之下,对复杂多元系统的研究还很不够。CaO-MgO-Al_2O_2-SiO_2-P_2O_5-F系统是一个无碱多元系统,它具有显著的二液分离倾向。本工作根据TEM和DTA的实验结果,讨论了P_2O_5和B_2O_3两组分对该系统分相行为的影响,为了解多元系统中玻璃的分相规律提供了新的实验结果。     

R_2O_3(R=Al,B)对含磷硅酸盐乳浊玻璃显微结构和热膨胀行为的影响

采用传统的熔融法制得了含P_2O_5的硅酸盐乳浊玻璃,利用XRD、SEM和EDS等手段研究了玻璃乳浊机理和微观结构,并且讨论了Al_2O_3和B_2O_3相对含量对显微结构和热膨胀系数的影响.结果表明:采用P_2O_5为乳浊剂,可以得到乳浊效果明显的硅酸盐系统乳浊玻璃,玻璃的乳浊是由亚稳分相的不稳分解造成的;用3wt% B_2O_3取代Al_2O_3后,玻璃试样析出少量晶体,第二相颗粒的尺寸变得不均匀,热膨胀系数变大.     

CaO—MgO—Al2O3—SiO2—P2O5—F系统玻璃的结构,分相和晶化

本文应用IR光谱、Raman光谱、TEM、DTA、XRD和EDAX等技术,系统研究了P_2O_5对CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2-P_2O_5-F系统玻璃的结构、分相和晶化的影响,并对它们之间的关系作了详细阐述。实验表明,该系统中的玻璃具有二相分离结构,液滴相富含P~(5+)、Ca~(2+)、Mg~(2+)等离子,基底相富含Si~(4+)、Al~(3+)等离子,引入不同量的P_2O_5,玻璃分相的程度也不同,这对玻璃结构的聚合程度以及玻璃的晶化有显著影响。     

B_2O_3对Na_2O-CaO-SiO_2-P_2O_5乳浊玻璃结构和性能的影响

采用SEM、X射线衍射仪、红外光谱仪、热膨胀仪等表征手段,研究了Na_2O-CaO-SiO_2-P_2O_5系乳浊玻璃中,不同B_2O_3添加量对其结构及性能的影响。研究结果表明:随着B_2O_3质量分数的增加,富磷相的尺寸逐渐增大,富磷相边缘变得更加圆润;一定量B_2O_3促进了Na_3Ca_6(PO_4)_5晶体的生成,B_2O_3量为12%时,Zn_2P_2O_7晶峰强度较强。B_2O_3添加量的增加使得O-Si-O化学键的数量减少,[BO_3]的数量增多;随着B_2O_3量的增加,样品的透过率先降低后升高,热膨胀系数先降低后升高,密度逐渐降低,耐酸碱性逐渐减弱。     

P_2O_5-BaO-Nb_2O_5-Al_2O_3系统玻璃形成和性能

研究了P_2O_5-BaO-Nb_2O_5-Al_2O_3系统玻璃的形成,给出了玻璃形成范围图。P_2O_5为20mol％仍可形成玻璃。 研究了该系统玻璃的折射率、色散、转变温度、软化温度,线膨胀系数、热光常数及可见光区光透过和组成之间的关系。 应用原子共价半径-电荷数和键参数、电负性差-共价半径比以及单键强度讨论了Nb_2O_5在玻璃形成中的作用,并与姜中宏给出的玻璃形成系统图做了比较,认为Nb_2O_5是中间体。 讨论了该系统玻璃中铌的价态和着色。Nb~(5 )无色,Nb~(3 )使该系统玻璃着蓝色。基础玻璃较强的酸性和还原条件是Nb~(3 )存在的关键条件。     

Compositional Changes as Evidence for Spinodal Decomposition in Glass

The phase separation of some borosilicate glasses shows the gradual approach of 2-phase compositions to those of equilibrium. The change in the etch (or leaching) rate is caused by the gradual change in the alkali borate-rich phase composition and the gradual change in viscosity is caused by the gradual change of silica-rich phase composition. The gradual change of the 2-phase compositions rejects the classical nucleation and growth mechanism and supports the transformation mechanism developed by Hillert and Cahn. Although the latter mechanism covers both spinodal decomposition and nucleation and growth, the observed gradual change of two compositions for glasses with initial compositions falling near the center of the immiscibility dome is direct evidence of spinodal decomposition     

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。     

添加SiO_2对PbO－Bi_2O_3－B_2O_3玻璃结构和荧光性能的影响

研究了添加ＳｉＯ＿２对ＰｂＯ－Ｂｉ＿２Ｏ＿３－Ｂ＿２Ｏ＿３玻璃结构和荧光性能的影响，发现用ＳｉＯ＿２取代部分Ｂ＿２Ｏ＿３时，［ＳｉＯ＿４］四面体与［ＢＯ＿３］三角形相连接并进入玻璃的结构网络中。随着ＳｉＯ＿２引入量的增加，８＿２Ｏ＿３的减少，玻璃结构更紧凑，密度增加。发射光谱表明，玻璃的最大发射峰位置随ＳｉＯ＿２的引入而向长波方向移动。     

Specific features of the formation of a porous structure in products of leaching of two-phase sodium borosilicate glasses in acid-salt solutions

This paper reports on the results of an investigation into the influence of the addition of a KCl salt to an HCl acid solution on the leaching kinetics of two-phase sodium borosilicate glasses and on the structural parameters of the leaching products (porous glasses). The contributions from different molecular species of silica to its total amount in leaching solutions are evaluated using the kinetic spectrophotometric technique for determining silicon in the form of β-silicomolybdic heteropoly acid. It is revealed that the addition of the salt to the leaching acid solution leads to a fast polymerization process with the formation of weakly structurized silica gel.     

Li_2S－B_2O_3－LiBr体系硫氧化物玻璃锂离子导体

用液氮淬冷法制得了Ｌｉ＿２Ｓ－Ｂ＿２Ｏ＿３－ＬｉＢｒ体系硫氧化物玻璃。研究了网络修饰剂Ｌｉ＿２Ｓ和掺杂剂ＬｉＢｒ对玻璃转化温度和电导率以及网络基团结构的影响。结果表明：在Ｌｉ＿２Ｓ－Ｂ＿２Ｏ＿３玻璃中，随着Ｌｉ＿２Ｓ含量增加，玻璃转化温度和活化能增加，并在Ｌｉ＿２Ｓ的摩尔含量约为３０％时达到最大值；ＬｉＢｒ的加入使玻璃转化温度降低，但提高了玻璃电导率。根据１１＿ＢＮＭＲ测定计算了四配位硼基团的分数值，ＸＰＳ测定了桥硫和非桥硫的存在。讨论了结构变化对玻璃性能的影响。     

Dawson结构磷钼酸铵催化氧化十八醇清洁合成十八酸

以Dawson结构磷钼酸铵为催化剂,用30%H2O2水溶液为氧化剂,研究了十八醇液相选择氧化制十八酸的反应。考察了催化剂用量、反应时间、H2O2用量、反应温度等因素对催化反应的影响。通过单因素检验和正交试验确定了反应的最佳条件:催化剂用量为十八醇质量的3.7%,n(H2O2)/n(醇)比值为10∶1,反应温度为95℃,反应时间为4h,收率可达95.3%。催化剂重复使用5次后,十八酸的收率仍可达91.6%。     

BaCu(B_2O_5)助烧剂对2.5ZnO-2.5Nb_2O_5-5TiO_2微波介质陶瓷介电性能的影响

研究了烧结助剂BaCu(B2O5)(BCB)对2.5ZnO-2.5Nb2O5-5TiO2(ZNT)陶瓷的微观结构、烧结特性及介电性能的影响。结果表明:当烧结温度高于900℃时,添加BCB的陶瓷片的致密度高于纯ZNT的致密度。介电常数(εr)随着BCB添加量的增加先增大后略有减小。由于液相的存在,品质因数和谐振频率的积(Qf)随着BCB添加量的增大而减小。谐振频率温度系数(τf)与纯ZNT陶瓷相比更接近零。添加质量分数为3%BCB的ZNT陶瓷在900℃烧结3h后得到良好的介电性能:εr=48,Qf=15258GHz,τf=41×10-6/℃(5GHz)。     

Phase Separation in Borosilicate Glasses

Dielectric measurements and direct-transmission electron microscopy were used to analyze the phase separation and alteration in sodium borosilicate glasses. Metal impregnation of the glasses after leaching was particularly useful in observing the topology of separated phases whose characteristic dimensions are about 100 A. The results indicate that borosilicate glasses such as Vycor and Pyrex are fully phase separated when rapidly cooled from the melt and that subsequent heat treatment serves only to alter the structural characteristics of the separated phases. The topological characteristics of the initially segregated phases suggest that phase separation may occur by spinodal decomposition.     

溶胶-凝胶法制备P2O5-SiO2快质子导电玻璃

采用溶胶-凝胶法制备了P2O5-SiO2快质子导电玻璃,并借助DSC、XRD、FT-IR等测试手段分析了质子导电玻璃的热历史、微结构等,探讨了玻璃中磷含量、温度、OH基团对导电率的影响.