形核剂对Li2O-Al203-SiO2系微晶玻璃晶化过程的影响

采用差热分析(DTA)，X射线衍射分析(XRID)，扫描电镜(SEM)等分析手段研究了TiO2和TiO2 ZrO2两种形核剂对Li2O-A12O3-SiO2(LAS)系微晶玻璃的形核和晶化的影响．结果发现，样品经过不同温度的预形核处理后，采用，TiO2单一形核剂，晶化峰值温度和晶化峰高度的变化较大，而采用Ti2 ZrO2复合形核剂，晶化峰值温度和晶化峰高度的变化较小．当形核时间为2h，两种形核剂样品的最佳形核温度分别为745和760℃．晶化后均可得到纳米结构的β-石英石固溶体晶相，其中采用，TiO2 ZrO2复合形核剂样品的晶粒更细小．研究表明采用复合形核剂的LAS微晶玻璃的形核过程对温度的敏感性小，有利于对形核过程进行控制，同时形核效率高。     

F-离子对Li2O-Al2O3-SiO2系微晶玻璃晶化的影响

采用差热分析(DTA),X射线衍射分析(XRD),扫描电镜(SEM等分析手段研究了F-离子对Li₂O-Al₂O₃-SiO₂系微晶玻璃形核和晶化的影响.结果发现,引入F^-离子使得玻璃的析晶峰值温度降低,玻璃的析晶活化能E降低,晶化指数n加大.引入F^-离子后,一方面促进了玻璃析晶和晶化,Li_xAl_xSi_1-xO₂固溶体析出以及Li_xAl_xSi_1-xO₂固溶体向β-锂辉石固溶体转变加快,晶化后的晶粒尺寸加大,析晶活化能E,晶化指数n与扫描电镜(SEM)分析一致.表明F-离子促进了玻璃晶化和离子扩散.     

BaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析晶机理研究

利用烧结法制备化学计量比和高Ba含量的两组BaO-Al₂O₃-SiO₂(BAS)系微晶玻璃, 采用等转化率法计算玻璃粉的活化能随析晶过程的变化, 利用线性回归的方法确定最概然析晶机理函数, 进而对比研究添加ZrO₂和提高Ba含量对BAS系微晶玻璃析晶过程的影响. 结果表明, 4种成分的BAS系玻璃的最概然析晶机理函数均为SB(m, n)函数, 析晶过程中存在自催化的相变机制. 在化学计量比的BAS系玻璃中添加ZrO₂或者提高Ba含量, 对六方钡长石的析出表现为促进作用, 并且随着温度的降低或者析晶过程的进行, 促进效果更加明显. 在高Ba含量的BAS系玻璃中添加ZrO₂对六方钡长石的析出表现为抑制作用, 并且随着温度的升高抑制效果更加明显.     

钙钛磷酸盐微晶玻璃的过析晶作用及其热力学分析

5Na₂O-20TiO₂-32P₂O₅-43CaO系统玻璃在690℃核化和730℃晶体生长的热处理后,可以得到CaTi_4(PO₄)₆和Ca₃(PO₄)₂两种晶相,经酸滤去Ca₃(PO₄)₂相后,可获得主晶相为CaTi4(PO4)6的多孔微晶玻璃.本文介绍了一种扩大孔径的方法,在该组成玻璃微晶化后及酸滤析之前,在更高的温度880℃下作过析晶处理,此两析晶相能自发地进行固相反应,生成TiO₂和Ca₂P₂O₇,后者容易被酸滤析,使得更多的钙和磷自微晶玻璃体中被酸溶出,从而增大了多孔微晶玻璃的孔径.本文还应用热力学第一近似方程,对过析晶过程中的固相反应的自由焓变化作了估算,其数值为-1394kJ/mol,说明在过析晶温度下,固相反应能自发地进行,试样在过析晶前后的XRD物相分析的结果验证了此固相反应机理.本文还利用Johnson-Avirami-Mehl公式对析晶的动力学参数作了近似估算.其析晶活化能为584.7kJ/mol,晶化指数为3.2,说明试样的析晶是以整体析晶的方式进行.此计算的结果也符合试样形貌的SEM观察,即过析晶过程使得整体微晶玻璃的孔径增大.     

多孔SiO2与TiO2复合纳米材料的制备及光催化性能

在溶胶水热法所合成的锐钛矿相TiO₂纳米晶基础上,利用模板剂调制的SiO₂溶胶进一步合成了多孔SiO₂与TiO₂复合纳米粒子,重点研究了复合SiO₂对纳米锐钛矿相TiO₂热稳定性及光催化活性的影响.结果表明,复合SiO₂提高了纳米锐钛矿相TiO₂的热稳定性,经过900℃热处理后的TiO₂仍然具有以锐钛矿相为主的相组成.在光催化降解罗丹明B实验过程中,经过高温热处理的复合纳米材料表现出优于Degussa P25 TiO₂的活性,这主要与其锐钛矿相结晶度提高和具有较大比表面积等有关.     

金属/微晶玻璃复合涂层析晶行为对涂层抗高温氧化性能的影响

依据目前航空发动机核心热零件所遭受的严苛环境以及微晶玻璃涂层优异的高温防护性能,采用流涂法在航天发动机用镍基合金GH4586表面制备含镍的B₂O₃-Al₂O₃-BaO-CeO₂金属/微晶玻璃复合涂层(Ni/BABC)。利用差热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜/能谱分析(SEM/EDS)、增重法等测试手段,研究了不同形核剂和不同热处理工艺对B₂O₃-Al₂O₃-BaO-CeO₂组分微晶玻璃晶化行为的影响以及晶化行为对复合涂层抗高温氧化性能的影响。结果表明：4%(质量分数)ZrO₂作为形核剂能达到最好的形核效果,析出晶相为BaAl₂B₂O₇;微晶玻璃的最佳析晶工艺为650℃退火30 h,其退火时间越长,析晶率越高,30 h后析晶率趋于稳定,约为46%;微晶玻璃复合涂层对基体...     

含成形剂的纳米微晶ZrO2粉末压形规律的研究

本文对管道反应制备的纳米微晶ZrO₂（Y₂O₃3mol％）粉末的模压数据进行处理．结果表明,该ZrO₂粉末压形规律遵循黄培云压形方程．根据黄培云压形方程计算出纳米微晶ZrO₂陶瓷粉体的压制模量为11．9～12．7MPa,压制过程的非线性指数为7．15．成形剂量的增加将降低粉末体的压制模量,而其非线性指数却保持不变．结合ZrO₂压坯的孔隙、孔径测定,分析得出纳米微晶ZrO₂粉末理想的成形压力范围应在40-140MPa;这为纳米微晶ZrO₂粉末压形提供了理论基础．     

云母微晶玻璃等温转变动力学的研究

本文对以TiO₂为晶核剂的云母微晶玻璃等温析品转变进行了研究,发现玻璃的差热分析（DTA）曲线上出现了两个析晶放热峰,X光衍射分析（XRD）表明,在这两个析晶峰温度下从玻璃中分别析出了钛酸镁（MgTi₂O₅）和云母（KMg₃AlSi₃O₁₀F₂）晶体.用差热分析测定了玻璃等温析晶活化能和晶体的生长指数．玻璃析出钛酸镁和云母的活化能分别为242kJ／mol和265kJ／mol．云母晶体以二维方式生长,生长过程受界面过程控制.     

SnO2-Sb2O3基压敏陶瓷致密化及脉冲电流耐受特性

实验研究了TiO₂、Co₃O₄、Cr₂O₃、Ni₂O₃和MnO掺杂对SnO₂-Sb₂O₃基压敏陶瓷材料微观结构和电性能的影响. 研究结果表明, TiO₂和Co₃O₄促进SnO₂陶瓷烧结致密化, 根据XRD图谱分析结果, Co₃O₄与SnO₂反应形成了Co₂SnO₄晶相, TiO₂则固溶于SnO₂晶相;Sb元素的引入能够促进SnO₂晶粒的半导化;复合添加Cr₂O₃、Ni₂O₃和MnO可以有效提高材料的电压非线性特性和脉冲电流冲击耐受能力. 获得电性能接近实用化的SnO₂压敏陶瓷样品, 其压敏电压V_1mA约为350V/mm, 非线性系数α达到50, 漏电流小于5μA, 并且在8/20μs脉冲电流冲击试验中,直径14mm的样品能够经受2kA的脉冲峰值电流.     

亚微米Li2O-Al2O3-SiO2微晶玻璃制备

本文利用DTA、XRD和SEM对Li2O-Al2O3-SiO2(以下简称LAS)微晶玻璃核化晶化热处理制度及氟离子在该玻璃体系中的作用进行研究.通过分析得出:含氟LAS玻璃核化温度和晶化温度分别为620℃和710℃,比相同组份的不含氟Li2O-Al2O3-SiO2玻璃核化、晶化温度分别降低了40℃和160℃左右;引入氟离子明显降低LAS玻璃析晶温度,系统的活化能降低约54kJ/mol,当含氟LAS玻璃的核化时间为1h、晶化时间为4hrs,平均微晶颗粒尺寸在50nm左右.     

硬盘基板用微晶玻璃的析晶过程研究

利用差热分析、热膨胀曲线与Ｘ射线衍射等方法研究了含ＴｉＯ_２和ＺｒＯ_２的 ＭｇＯ－Ａｌ_２Ｏ_３－ＳｉＯ_２玻璃的析晶过程．７８０℃时玻璃中析出的镁铝钛酸盐促使玻璃在８００℃析出Ｍｇ－透辉石,随后在 ９３０℃Ｍｇ－透辉石和镁铝钛酸盐开始向假蓝宝石、金红石和Ｚｒ／Ｔｉ固溶体转变;１０３０℃假蓝宝石开始转变为β－石英固溶体,而在１１２５℃以上温度,β－石英固溶体转化为α－堇青石、方石英和顽火辉石,同时金红石和Ｚｒ／Ｔｉ固溶体向锆英石和钛酸镁转变．依据玻璃析晶序列,选择在９３０～１０５０℃间温度下对玻璃进行热处理,制得以假蓝宝石为主晶相的微晶玻璃．此微晶玻璃具有细小均匀的晶粒结构,具有高的弹性模量（１２０ＧＰａ）和良好的表面性能,是适宜的硬盘基板材料．     

MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃的IR、DTA和XRD研究

利用红外光谱、差热分析、Ｘ射线粉末衍射、电子显微镜等手段研究了含有ＴｉＯ_２和ＺｒＯ_２的薹青石微晶玻璃的分相、成核与析晶过程．热处理过程中玻璃首先发生分相,富含钛离子的一相呈现点滴状,均匀分散于玻璃基体中．随后玻璃中析出大量微小的镁铝钛酸盐晶粒,并保持与玻璃分相类似的显微结构形貌．在玻璃析晶过程中钛离子逐渐向六配位状态转化,表明玻璃中钛离子参与形成晶相,玻璃相中钛离子含量逐渐减少．     

MgO-Al2O3-SiO2-TiO2-CeO2系统微晶玻璃的析晶过程与微波介电性能

利用DTA、XRD、SEM及TEM等实验手段,研究了MgO-Al₂O3-SiO₂-TiO₂-CeO₂系统玻璃的一个典型组成的析晶过程,并讨论了其在相变过程中微波介电性能的变化规律。研究结果表明,作为核化的先导,原始玻璃在晶化之前已经分相;在热处理过程中,金红石晶核首先在约800℃时析出;硅钛铈矿和α-堇青石则先后在约900和1100℃出现,随着热处理温度和晶化程度的提高,材料的微波介电常数不断提高,而介电损耗则不断下降,但热处理温度超过1100℃时,由于α-堇青石相的大量析出,材料的介电常数开始降低,同时由于晶粒的粗化,介电损耗略有升高。由玻璃受控析晶得到的微晶玻璃由针状金红石、颗粒状硅钛铈矿和板条状α-堇青石三种主要晶相构成,在微波频率下(10G),介电常数可在8～11范围内调控,介电损耗可<6×10^-4,是一种有实用价值的新型微波介质材料。     

Ti3SiC2-64vol%SiC复相陶瓷高温氧化机理研究

采用热等静压原位合成了高致密的Ti₃SiC₂-64vol%SiC复相陶瓷. 通过热重实验研究其在1100~1450℃中空气气氛的高温氧化行为和机理. 研究显示,复相陶瓷的等温动力学曲线遵循抛物线型氧化或抛物线型直线型氧化规律. SiC (64vol%)的引入显著提高了Ti₃SiC₂-SiC材料的抗氧化能力. XRD及SEM-EDS分析显示,氧化膜由外层金红石型TiO₂和非晶态SiO₂组成,过渡层为TiO₂与SiO₂混合物. 高温下（1400℃）,非晶态SiO₂的形成改变了TiO₂膜的生长形态,形成致密TiO₂膜,有效阻碍了氧的扩散. 长时间氧化其抛物线速率常数比在1200℃下氧化低一个数量级. 材料在1400℃下的抗氧化性能明显优于在1200℃下的抗氧化性能.     

TiO2/SnO2复合薄膜的亲水性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO₂/SnO₂复合薄膜,通过XRD、XPS、UV透射光谱的分析及薄膜表面接触角、光催化降解甲基橙等的分析,研究了SnO₂与TiO₂配比、热处理温度、膜厚度等因素对复合膜的亲水性、透光率及光催化活性的影响.结果表明:复合膜的亲水性和光催化活性均优于单纯TiO₂,当SnO₂与TiO₂的摩尔比为1％～5％时,所制备的薄膜具有超亲水特性;热处理温度为450℃时薄膜亲水性最好,膜厚度的增加有利于亲水性的改善.     

共沉淀法合成ZrO2-ZrW2O8复合材料的工艺研究

以硝酸氧锆[ZrO(NO₃)₂·5H₂O]和钨酸铵(H₄₀N₁₀O₄₁W₁₂·xH₂O)为原料,采用共沉淀法合成了低热膨胀的ZrO₂-ZrW₂O₈复合陶瓷, 着重研究了不同热处理条件对前驱体转变为ZrO₂-ZrW₂O₈复合陶瓷的影响, 并探讨了前驱体生成及其转变的反应历程. 通过X射线衍射仪(XRD)、热重-差示扫描量热(TG-DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、热膨胀仪等分析手段对样品的晶体结构、物相转变、断面微观形貌和热膨胀性能进行表征. 结果表明: 采用共沉淀法制备的前驱体在1150℃热处理2h可以合成高纯度、混合均匀的ZrO₂-ZrW₂O₈复合陶瓷; 随烧结时间的延长, ZrW₂O₈衍射峰半高宽逐渐减小, 晶粒在不断长大; ZrO₂-50wt%ZrW₂O₈复合陶瓷在30～600℃内的平均热膨胀系数为-3.2295×10^-6K^-1.