B203-Li20玻璃的制备与性能的研究

采用高温熔融法制备了不同配比的硼锂二元体系玻璃，并利用UVPC、NMR和DSC等手段研究了不同锂含量对玻璃透过率、结构和热稳定性的影响。结果表明：在硼酸盐玻璃中引入少量Li2O，[B03]三面体会向[B04]四面体转变，使玻璃的网络结构有所加强，热稳定性提高，且玻璃中非桥氧数量降低，紫外透过率升高；当加入过量Li2O时...     

GeO2-La2O3-TiO2玻璃的结构、热学和光学性质(英文)

La₂O₃-TiO₂玻璃以其折射率高、光学性能优异，在透镜、光学窗口、光通信等领域具有广阔的应用前景。受限于玻璃形成能力,人们难以制备出大尺寸La₂O₃-TiO₂玻璃,这严重限制其应用。本研究通过引入网络形成体GeO₂,有效提高了玻璃形成能力,从而可用常规方法制备大尺寸的GeO₂-La₂O₃-TiO₂(GLT)玻璃。差热分析表明,GLT玻璃具有较高的玻璃转变温度和抗析晶性能,玻璃转变温度T_g和ΔT(ΔT=T_c-onset–T_g)分别大于833和209℃。最大折射率为2.06,在可见光和近红外波段的透过率可达78%。实验还研究了Ti含量对GLT玻璃结构、热学和光学性能的影响。结果表明,随着钛含量增加,玻璃的形成能力和热稳定性均减弱。摩尔体积V_m和氧离子极化率α     

锂钠比对碱铝硅酸盐玻璃的化学强化性能影响

采用熔融淬冷法制备了不同锂钠比的锂铝硅酸盐玻璃,用两步化学强化法对样品进行了化学强化处理,研究了Li₂O取代Na₂O对铝硅酸盐玻璃机械性能和化学强化特征参数的影响。结果表明：随着Li₂O逐渐取代Na₂O,玻璃化转变温度从537.3℃减小至514.8℃。随着Li₂O含量增加,有利于化学强化中的第一步交换——Li⁺-Na⁺交换,提高交换层深度,但会对第二步Na⁺-K⁺交换产生抑制作用,导致K⁺的交换深度减小。维氏压痕测试表明化学强化可以明显地提高Na-Li-x玻璃的硬度和抗裂性。随着Li₂O取代Na₂O,化学强化后玻璃的抗裂性先增后减,在Li₂O摩尔分数为10%时达到极值,为72.3 N,相比Li₂O摩尔分数为5%时的值提升了69.3%,引入适量的Li₂O会提高玻璃...     

CeO2含量对镓酸盐玻璃耐辐照性能的影响

镓酸盐玻璃是各种光学元件和头罩的理想材料，但是耐辐照性能较弱。采用不同含量的CeO₂掺杂镓酸盐玻璃，通过差热分析仪、紫外分光光度计、傅里叶红外光谱仪、X射线光电子能谱测试了不同CeO₂含量镓酸盐玻璃的玻璃化转变温度、玻璃晶化温度、辐照前后的透过光谱和各价态Ce离子的含量。结果表明，玻璃在CeO₂含量低于0.3wt%时，辐照后透过光谱出现降低，耐辐照稳定性较弱。CeO₂含量低于0.5wt%时，玻璃网络结构的稳定性随着CeO₂含量的增加而变大。提高玻璃网络结构的稳定性可以减少高能辐射后色心的形成，提高玻璃的耐辐照性能。CeO₂含量高于0.5wt%时，Ce³⁺的增加导致玻璃颜色加深，透过率降低。CeO₂含量高于0.8wt%以上时，玻璃中出现大量条纹。CeO₂含量为0.3wt%～0.5wt%的镓酸盐玻璃具有良好的耐辐照和光谱透过性能。     

复合持续时间对P2O5-Al2O3异相复合玻璃结构和力学性能的影响

近年来,分相玻璃以其独特的结构以及优异的物理化学性质引起了广泛关注。本研究结合气动雾化加料和机械搅拌,采用熔融冷却法制备了纳米SiO₂-Na₂O高硅玻璃颗粒增强的P₂O₅-Al₂O₃玻璃。通过改变复合持续时间,研究了玻璃的结构与力学性能之间的关系。结果表明,异相复合玻璃的杨氏模量高于P₂O₅-Al₂O₃玻璃,并且随着复合持续时间由10s增大到8min,玻璃的杨氏模量呈现先升高后降低的趋势,在复合持续时间为6min时,杨氏模量达到最大值80.7GPa。相比于P₂O₅-Al₂O₃玻璃,杨氏模量提高了18%。引入SiO₂-Na₂O高硅玻璃颗粒不仅能够在基体玻璃中形成第二相,而且会改变P₂O₅-Al     

SiO2-Li2O玻璃结构与紫外透过性能的研究

采用红外光谱和X射线光电子能谱方法研究了SiO2-Li2O玻璃的结构与紫外透过性能的关系.结果表明:玻璃网络结构加强且非桥氧数量低时,紫外透过性能好;反之,网络结构削弱、破坏以及非桥氧数量提高,紫外透过性能下降.在SiO2-Li2O玻璃中,随着Li2O含量的增加,Si-O结构不饱和程度进一步增加,产生断网结构,非桥氧数量上升,导致紫外透过性能降低.     

模拟镧系元素固化的掺La2O3玄武岩玻璃的结构与性能研究

以玄武岩玻璃为基体，使用La元素模拟高水平放射性废物(HLW)中的核素U,采用熔融-热处理的方法制备掺La₂O₃玄武岩玻璃固化体，研究了不同La₂O₃含量的玻璃固化体的结构、热稳定性和抗浸出性能的变化。XRD和SEM分析表明，当La₂O₃含量增加到12%(质量分数)时，所得样品均表现为玻璃相。Raman分析表明，随着La₂O₃的加入，玻璃网络中多元环和四元环的Si-O-Si键断裂，Al³⁺反而会更多地参与网络连接，并且La₂O₃的加入有助于提高玻璃网络的聚合度。根据DSC分析可知，随着La₂O₃含量的增加，玻璃固化体的结构刚性提高，热稳定性总体来说有所增强。采用产品一致性试验法(Product consistency test, PCT)计算样品的归一化浸出率，结果表明所有样品都具有较好的化学稳定性，La...     

TeO2-ZnCl2-BaO-NaF玻璃系统的结构及中红外透过特性的研究

制备了一种新型的氧卤碲酸盐玻璃：（80-x）TeO2—15ZnCl2-xBaO-5NaF（x=30、20、10、0mol％），对玻璃的机械强度、热稳定性、拉曼光谱、紫外吸收光谱、红外透过光谱等特性进行了研究．通过拉曼光谱分析研究了玻璃组分含量的变化对玻璃结构和红外透过性能的影响．结果表明，随着BaO含量的增加，玻璃在红外波段透过率显著增加，并且红外透过截止波长向长波方向移动，本文对这一实验结果进行了机理性的研究探讨．同时，通过在熔制过程中通入高纯O2，以及引入适量的卤化物有效地除去玻璃中的[OH]基团，使玻璃的红外透过性能得到进一步的提高．这种新型的氧卤碲酸盐玻璃在中红外区域有较高的透过（≥80％），中红外波段透过截止波长达6．5μm，是一种红外透过性能优良的光学玻璃材料．     

ZrO2-SiO2薄膜对离子交换增强玻璃的光学和力学性能影响

采用溶胶-凝胶法在玻璃表面制备出ZrO₂-SiO₂薄膜, 然后通过离子交换形成镀膜增强玻璃, 研究了薄膜组成对离子交换增强玻璃的力学和光学性能的影响。利用紫外可见分光光度计、激光椭偏仪、纳米压痕、三点抗弯和能谱(EDX)分析了薄膜结构及性能。结果表明: 所有薄膜均连续均匀, 纯ZrO₂薄膜为四方相结构, 含Si薄膜为无定形结构; 薄膜具有较高弹性恢复率(>60%)以及H/E比(>0.1), 有利于强度增强; 随Si含量增加, 可见光透过率增大, 但表面硬度和杨氏模量随之降低; 0.5ZrO₂-0.5SiO₂薄膜综合性能最佳: 表面硬度为18 GPa, 抗弯强度为393 MPa, 厚度~45 nm时可见光透过率大于85%。     

Li2B4O7:Eu3+荧光体的合成及表征

利用Li₂B₄O₇作为基质,掺杂稀土元素Eu³⁺,在空气中合成了Li₂B₄O₇:Eu³⁺荧 光体.探讨了体系的烧结条件,分析了晶体结构,并研究了该体系的荧光性质.结果表明,体 系中同时存在着[BO₄]和[BO₃]结构;稀土离子Eu3+的发光以电偶极跃迁⁵D₀-⁷F₂为主,处 于非中心对称的格位上,并且可以很好地存在于基质中.     

硼硅酸盐包层玻璃化学稳定性的研究与结构分析

研究了紫外光纤用包层玻璃组分的变化以及外掺ZrO2对光纤包层玻璃化学稳定性的影响.结果表明,通过改变SiO2/B2O3、B2O3/Al2O3、B2O3/(K2O Na2O)的值,以及适当增加外掺ZrO2含量,可以明显提高碱硼硅酸盐玻璃化学稳定性.核磁共振和红外光谱分析表明玻璃化学稳定性提高的主要原因在于Zr4 的加入促进了玻璃内部的[BO3]层状结构逐渐转变为[BO4]网络状结构.     

添加Bi2O3对ZnO-B2O3-P2O5-SrO体系封接玻璃结构和性能的影响

采用熔融法制备了ZnO-B2O3-P2O5-SrO-Bi2O3系无铅磷酸盐封接玻璃,研究了Bi2O3对该体系玻璃的结构、特征温度、热膨胀系数和化学稳定性的影响。结果表明,随Bi2O3含量的增加,玻璃的密度增大,Tg、Tf先下降后趋于平缓,玻璃的热膨胀系数先上升后趋于平缓;化学稳定性先增强后降低,当Bi2O3为7mol时,达到极小值。     

CdF2-BaF2-LiF系统玻璃的X射线衍射与分子动力学研究

采用无水氟化物直接熔化法得到了CdF2－BaF2－LiF系统玻璃的玻璃形成区，用X射线衍射和分子动力学计算机结构模拟等手段研究了成分为36CdF2－34BaF2－30LiF（mol％）的玻璃的结构．研究表明，Cd原子主要为6、7和8配位，Ba原子主要为8配位，Cd－F的平均键长为2.29玻璃结构可以看作是由Li 连接的[CdF72]多面体共边或共角堆积而成．Cd－Cd键长在共边连接时为3.52共角时为4.03对氟化物玻璃中Li 原子所起的作用进行了比较．     

SnO—BaO—P2O5系统无铅封接玻璃的结构与性质

以SnO—BaO—P2O5三元系统玻璃为研究对象,利用差示量热扫描分析仪、热膨胀仪、拉曼光谱仪,分析了玻璃的结构以及玻璃转变温度和热膨胀系数与玻璃组成的关系．获得了该体系玻璃的形成区域,测得该系统的玻璃转变温度为260～360℃和热膨胀系数为12～14×10^-6℃．研究发现,当P2O5=45mol％不变时,玻璃转变温度随着SnO含量的增加而降低;当BaO=10mol％不变时,玻璃转变温度随着SnO含量的增加先降低后升高．研究表明,该体系玻璃可以作为低温环保封接玻璃潜在的基质材料．     

TeO2-Nb2O5系统玻璃的成玻性能研究

TeO2是一种线性和非线性光学性能优良、但无法单独形成玻璃的重金属氧化物玻璃系统,Nb2O5的引入有利于获得均匀而稳定的碲酸盐系统玻璃.研究发现,Nb2O5的引入会改变TeO2-Nb2O5系统玻璃中Te4 、Nb5 的配位数,进而对玻璃的结构和成玻能力、稳定性以及析晶性能均产生明显的影响.含有20-30wt%Nb2O5的碲酸盐系统玻璃表现出较好的综合品质.     

稀土掺杂对ZnO-B2O3-SiO2玻璃热稳定性及结构的影响

为了探索镧系与非镧系元素对ZnO-B₂O₃-SiO₂系统玻璃热稳定性及结构的影响, 本研究采用差示扫描量热仪(DSC)和傅立叶变化红外光谱仪(FTIR)开展了La₂O₃和Y₂O₃掺杂对该系统玻璃析晶行为、热稳定性和结构变化的系统研究。结果表明: 当La₂O₃掺杂量大于8mol%、Y₂O₃掺杂量大于6mol%时, 60ZnO-30B₂O₃-10SiO₂系统玻璃开始出现析晶现象; 当La₂O₃掺杂量为4mol%、Y₂O₃掺杂量为2mol%时, 该玻璃的热稳定性能最好。结构研究表明, 少量添加稀土氧化物会使该系统玻璃的网络链接程度提高, 而当掺杂量超过一定量时会使该系统玻璃的网络链接程度降低。     

As2Se3-AsTe-CuI系统玻璃的形成和结构研究

为了探索新的透红外材料,本文研究了Ａｓ２Ｓｅ３－ＡｓＴｅ－ＣｕＩ系统玻璃的形成区,备了一系列不同ＡｓＴｅ和ＣｕＩ含量的玻璃。     

As2Se3-AsTe-CuI系统玻璃的形成和结构研究

为了探索新的透红外材料,本文研究了As₂Se₃－AsTe－CuI系统玻璃的形成区,制备了一系列不同ASTe和CuI含量的玻璃．研究表明：该系统玻璃的形成范围相当大,AS₂Se₃－ASTe二元系统可以任何比例形成玻璃,AS₂Se₃－CuI和AsTe-CuI二元系统,当CSI含量分别达70和40mol％时,仍可形成稳定的玻璃,直径在20mm厚度在50mm以上的玻璃样品很容易得到．研究了部分玻璃样品的远红外光谱,结果表明：该系统玻璃的结构单元主要是：［AS（SeTe）_3-xI_x］（x＝0～3）、［As₂Te₄］和［CuI₄］,随玻璃的成分不同,这些结构单元的相对比例也不同,根据研究结果提出了该系统玻璃的结构模型．     

稀土离子在硼铝玻璃结构中的作用

利用NMR、DSC及热膨胀等测试分析手段,分析了B2O3-Al2O3～BaO玻璃中不同掺量稀土氧化物对11B和27Al的配位及玻璃热学性能的影响规律.结果表明:当稀土含量逐渐增加时,硼氧三角体[BO3]逐渐向[BO4]转变;原先[AlO4]、[A1O5]、[AlO6]共存的铝氧多面体结构单元逐渐转变为以[AlO4]为主和少量[AlO5]共存的结构;玻璃的相转变温度升高,玻璃低温相转变困难.另外,随着稀土氧化物掺量不断增加,N系列玻璃网络结构的连接削弱,玻璃的析晶热稳定性和热膨胀率均有所降低.     

SiO2-CaO-B2O3-Al2O3微晶玻璃在平板式ITSOFC中密封性能的研究

平板式中温固体氧化物燃料电池(ITSOFC)的密封材料在工作温度下,与其接触的电池材料应具备以下特性:(1)气密性;(2)尺寸稳定性;(3)热匹配性;(4)化学稳定性;(5)绝缘性.采用SiO₂-CaO-B₂O₃-Al₂O₃系统微晶玻璃制备出一种适用于850℃的密封材料.该材料在850℃保证一定尺寸的前提下,能够与8YSZ电解质和Ni-Cr双极板紧密黏附,热膨胀系数8.9×10^-6)/℃和8YSZ接近,电导率约为10^-8S/cm有良好的电绝缘性能,在O₂和H₂气氛下保温100h没有气体泄漏,且密封后的黏附界面边界分明,元素扩散层厚度<10μm.实验证明该材料适用于ITSOFC 850℃密封.