Li2O-Al2O3-SiO2系微晶玻璃的制备方法和应用现状

综述了Li2O-Al2O3-SiO2系微晶玻璃和微晶玻璃粉的制备方法,介绍了Li2O-Al2O3-SiO2系微晶玻璃在炉灶面板和精密光学仪器零部件的应用概况.     

铝镁质量比对矿渣微晶玻璃的影响研究

以白云鄂博二次选后尾矿和粉煤灰为主要原料,采用熔融法制备得到了CaO-MgO-Al2O3-SiO2系矿渣微晶玻璃。利用DTA、XRD、SEM等研究了Al2O3/MgO质量比对微晶玻璃结构及力学性能的影响。结果表明:Al2O3/MgO比值的增加有助于晶化温度的升高。Al2O3/MgO质量比为3.3时,得到的微晶玻璃密度最大,综合力学性能最优。     

La2O3的添加对P2O5-Al2O3-SiO2系微晶玻璃性能的影响

以ZrO2为晶核剂,根据DSC图谱制定合理的热处理制度,制备了磷扩散源P2O5-Al2O3-SiO2系微晶玻璃。采用XRD分析观察了P2O5-Al2O3-SiO2系微晶玻璃的析晶状况,热膨胀仪测试了该微晶玻璃的膨胀系数,分析La2O3的含量对P2O5-Al2O3-SiO2系微晶玻璃在高温下释放P2O5速率的影响。结果表明:随着La2O3含量增加,P2O5-Al2O3-SiO2系微晶玻璃中晶体含量增加,主晶相未发生改变,都为磷酸锆晶体;同时,该微晶玻璃的热膨胀系数相对降低,P2O5的释放速率也随之增加。     

SiO2/CaO质量比对白云鄂博尾矿微晶玻璃的影响研究

以白云鄂博二次选后尾矿和粉煤灰为主要原料,采用熔融法制备得到了CaO-MgO-Al2O3-SiO2系尾矿微晶玻璃.利用XRD、DTA、SEM等测试手段研究了SiO2/CaO质量比对微晶玻璃结构及物化性能的影响.结果表明:随着SiO2/CaO质量比的增加,基础玻璃放热峰右移、放热峰面积减小;微晶玻璃主晶相由辉石相转变为磁铁矿相;析出晶粒尺寸逐渐减小、晶化程度逐渐降低;微晶玻璃相关物化特性降低.     

CaO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃的冲蚀磨损研究

CaO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃装饰板材是一种新型建筑装饰材料。本文利用冲蚀磨损实验研究了影响CaO-Al2O3-SiO2系统烧结法微晶玻璃装饰板材磨蚀行为。讨论了微晶玻璃组成、结构、磨粒粒径、冲蚀角、冲蚀时间对CaO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃的冲蚀性的影响。结果表明:随着微晶玻璃中晶相含量的增加,磨料对其表面的冲蚀磨损量明显下降。微晶玻璃的冲蚀量随冲蚀角的增大、冲蚀时间的增长、磨粒粒度的增大而增加。     

透明零膨胀LAS系微晶玻璃的制备和研究

以TiO2和ZrO2作为晶核剂,采用"两步法"热处理工艺,制备了透明、零膨胀的Li2O-Al2O3-SiO2(LAS)系微晶玻璃.利用X射线衍射分析和扫描电子显微镜对该微晶玻璃的物相和微观结构进行分析,结果表明:微晶玻璃中析出大量β-锂辉石晶粒,其晶粒半径仅为50～100nm.LAS系微晶玻璃热膨胀系数在20～400℃范围内趋向于零,而在400～750℃范围内热膨胀系数不断升高,趋向于8×10-7/K.该LAS系微晶玻璃具有良好的透光性能,于可见光范围内透过率为70%.     

利用镍铁渣及粉煤灰制备CMSA系微晶玻璃的研究

铁合金渣数量多,利用率低,已经成为制约铁合金行业可持续发展的重要因素.为了拓宽铁合金渣新的利用途径,本文以镍铁渣为主要原料,协同利用粉煤灰制备了CaO-MgO-Al2O3-SiO2 (CMAS)系微晶玻璃.试验结果表明,完全利用镍铁渣和粉煤灰两种固废能够制备出性能良好的微晶玻璃.随着镍铁渣掺量从40％增加到55％时,微晶玻璃最佳成核、晶化温度变化不明显,但其抗折强度从66 MPa增加到87 MPa,相应体积密度增大3％,收缩率增大15％,吸水率降低95％.当镍铁渣掺量增加时,微晶玻璃中钙长石和顽辉石相对含量随着增大,而石英和尖晶石相对含量减少.晶相变化和微观结构致密性增加是导致微晶玻璃性能变化的一个主要原因.当镍铁渣掺量为55wt％,粉煤灰掺量为45wt％时,所制备的微晶玻璃抗弯强度为86.76 MPa,吸水率为0.09％,析出的主晶相为钙长石和顽辉石,辅晶相为尖晶石.     

粉煤灰和自然冷却黄磷炉渣协同制备微晶玻璃

以粉煤灰和自然冷黄磷炉渣为研究对象,采用熔融法制备CaO-Al2 O3-SiO2 (CAS)系微晶玻璃.利用Kissinger方程和Augis-Bennett方程计算了粉煤灰-自然冷却黄磷炉渣微晶玻璃玻璃析晶活化能(E)和晶化指数(n).借助差热分析(DTA),X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了晶核剂TiO2,CaF2,P2O5(由KH2 PO4引入)对粉煤灰-自然冷却黄磷炉渣微晶玻璃析晶的影响.结果表明:利用粉煤灰和自然冷却黄磷炉渣并添加一定量的辅料可以制备CAS系微晶玻璃.当分别添加2wt％的TiO2,CaF2,P2 O5时,主晶相不发生改变,均为硅灰石(CaSiO3),但添加2wt％ TiO2或2wt％ CaF2具有降低析晶活化能、促进析晶的作用,而添加2wt％P2O5具有增加析晶活化能、抑制析晶的作用.     

Y2O3对高分子网络凝胶法制备Li2O-Al2O3-SiO2系微晶玻璃性能的影响

以丙烯酰胺、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、碳酸锂、硝酸铝和正硅酸乙酯为原料,采用高分子网络凝胶法成功地制备出多组分氧化物Li2O-Al2O3-SiO2(LAS)微晶玻璃超微粉末,并掺杂了稀土氧化物Y2O3.将粉体压制烧结得到微晶玻璃块体.用IR,XRD,SEM等测试手段研究了掺杂对微晶玻璃组织与性能的影响,测定了微晶玻璃的热膨胀系数.实验表明:Y2O3使微晶玻璃的相变温度降低到900℃;掺杂后微晶玻璃的粒径减小;高分子网络凝胶法制备的Li2O-Al2O3-SiO2(LAS)微晶玻璃热膨胀系数达到10-7数量级,掺Y2O3使Li2O-Al2O3-SiO2(LAS)微晶玻璃的热膨胀系数提高.     

玻璃组成对Li2O-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃膨胀系数的影响

以Li2O-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃的标准样的组成为基础配方,改变玻璃组成中各种氧化物的含量,采用传统的熔融法制备了Li2O-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃,利用SEM、XRD、DTA及热膨胀系数测定等分析手段,重点研究了玻璃组成中Li2O、Al2O3、SiO2的含量对微晶玻璃热膨胀系数的影响.研究结果表明:在标准试样的基础上,改变Li2O的含量,对热膨胀系数影响很大;热膨胀系数随Al2O3含量增大而增大,而SiO2含量的变化,对热膨胀系数影响不大.     

Ca-P-Si-F-生物活性微晶玻璃的显微组织及性能分析

采用差热分析（DTA），场发射扫描电镜，X射线衍射仪（XRD）等材料显微结构的分析手段以及一些力学性能测试方法，分析了CaO-MgO-P2O5-SiO2系微晶玻璃的显微组织形貌与其力学性能之间的关系。结果表明；对试样在810℃进行4h的保温处理后，该试样具有较细的晶粒和比较紧凑的显微结构。因此，经过这种处理的微晶玻璃具有较好的抗弯强度和较高的断裂韧性。     

Sol-gel法制备ZrO2/钙铝硅系微晶玻璃复合材料的研究

采用Sol-gel法制备ZrO_2/钙铝硅系微晶玻璃复合材料,通过差热分析、X射线衍射和扫描电镜等测试手段对其显微结构及各项性能进行探讨。研究结果表明:所制得的复合微晶玻璃主晶相为t-ZrO_2和β-CaSiO_3,抗折强度为132.53MPa,适用于制备高强度牙科材料。     

溶胶-凝胶制备Li2O-Al2O3-SiO2微晶玻璃的研究进展

Li2OAl2O3SiO2系统微晶玻璃由于其膨胀系数低,耐高温及抗热冲击性等优异性能而受到广泛重视。本文主要介绍了溶胶凝胶工艺原理、制备过程,及在Li2OAl2O3SiO2系微晶玻璃上的应用,最后简述了Li2OAl2O3SiO2系微晶玻璃的应用现状。     

ZrO2对CaO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃烧结过程的影响研究

CaO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃作为微晶玻璃中的一个新品种,具有非常鲜明的特点.本文讨论了在CaO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃中加入ZrO2,研究了ZrO2对CaO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃烧结的影响.随着ZrO2加入量的增加,玻璃颗粒的烧结收缩率下降,说明ZrO2的加入对玻璃颗粒的烧结收缩有一定的阻碍作用.ZrO2的加入对CaO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃中的主晶相(β-硅灰石晶体)的析出没有大的影响.     

Sol-Gel法制备LAS微晶玻璃的研究现状与应用进展

LAS系统微晶玻璃由于其膨胀系数低,耐高温及抗热冲击性等优异性能而受到广泛重视。主要介绍了溶胶-凝胶制备过程及在LAS系微晶玻璃上的应用,简述了LAS系微晶玻璃的应用现状。     

微晶玻璃板基础成分对烧结及析晶性能的影响

本文研究了碱金属及碱土金属以及氧化锌等对CaO—Al_2O_3—SiO_2—R_2O—ZnO微晶玻璃板烧结和析晶性能的影响及作用,以及烧结及析晶的规律。确定了烧结、析晶温度以及摊平温度。     

CaZrTi2O7 zirconolite synthesis: From ceramic to glass-ceramic

The formation of CaZrTi₂O₇ zirconolite and its crystallization in sodium alumino-borosilicate glass has been investigated via sintering in air. The ceramic precursor is prepared using a soft chemistry route to ensure ultimate mixing of the reactants at the molecular level. A nearly phase pure CaZrTi₂O₇ zirconolite is formed after sintering the ceramic precursor at 1400°C for 12 hours. In order to form zirconolite glass-ceramics, various processing conditions are investigated including sintering temperatures, different glass composition precursors, and ceramic to glass weight ratios. Zirconolite crystallization on the surface and inside of glass-ceramic-pelletized samples is investigated. Higher ceramic to glass weight ratio leads to the formation of zirconolite as crystalline phase, which is quite dominant in glass.     

Observation of yttrium oxide segregation in a ZrO2-SiO2 glass-ceramic at nanometer dimensions

Dopant segregation at grain boundaries (GBs) in ceramics has been widely reported, while whether similar segregation behavior occurs in glass-ceramics remains unknown. The distribution of dopant in glass-ceramics may be totally different due to the existence of glass phase. This study examines the distribution of Y³⁺ ions in a ZrO₂-SiO₂ glass-ceramic. Two samples were prepared by hot pressing, yttrium oxide-doped, and undoped 65 mol% ZrO₂-35 mol% SiO₂ nanocrystalline glass-ceramics (NCGCs). The NCGCs had the same microstructure, that is, ZrO₂ nanoparticles (NPs) embedded in an amorphous SiO₂ matrix. XRD results showed that the undoped NCGC was composed of 20.9 wt% (weight percentage) monoclinic ZrO₂ (m-ZrO₂) and 79.1 wt% tetragonal ZrO₂ (t-ZrO₂), while the yttrium oxide-doped NCGC was composed of 9.6 wt% m-ZrO₂ and 90.4 wt% t-ZrO₂. X-ray energy-dispersive spectrometry (EDS) results in scanning electron transmission microscopy (STEM) mode demonstrated that Y³⁺ ions segregated both on the surface of ZrO₂ NPs and within the thin intergranular glass film (with a thickness of approximately 7 Å) between ZrO₂ NPs in the yttrium oxide-doped NCGC. Interestingly, no obvious Y signals were detected in the amorphous SiO₂ matrix. Density functional theory calculation results showed that Y³⁺ ions had a strong segregation tendency in the GB area and the segregation of Y³⁺ ions increased the work of separation of GB layer. These findings provide new understanding of the segregation behavior of dopant in glass-ceramics, which may offer useful guidance for other researchers to tailor the properties of glass-ceramics through GB engineering.