B2O3在ZnO-Bi2O3-B2O3系玻璃熔制过程中挥发行为研究

B₂O₃是玻璃熔制过程中极易挥发的原料之一。采用酸碱滴定、X射线衍射(XRD)等分析方法研究B₂O₃在ZnO-Bi₂O₃-B₂O₃系统玻璃中的挥发行为,分析配料类型、加料温度、熔制温度、澄清均化温度和时间等对挥发率和挥发速率的影响。研究结果表明：配料为可熔制温度内分解的或含结晶水的盐类会增加挥发;B₂O₃的挥发量随着澄清均化温度的升高和时间的增加而增加,在熔融状态下影响挥发的主要因素为温度;适当提高加料温度可减少挥发;B₂O₃挥发率随配料气体率提高而提高。因此,提出适合ZnO-Bi₂O₃-B₂O₃系无碱玻璃在熔制过程中减少挥发的关键温度点,包括加料温度400℃、熔制温度800℃、澄清均化温度900℃。采用此方法熔制的玻璃,B₂     

玻璃网络结构对CsPbI3钙钛矿量子点玻璃光学性质的影响

采用高温熔融-热处理技术,以Cs₂O、PbI₂和NaI为CsPbI₃量子点前驱体,制备了CsPbI₃量子点掺杂硼硅酸盐玻璃。X射线衍射和透射电镜观察表明,在玻璃内部析出了CsPbI₃量子点。随热处理温度上升或B₂O₃含量的增加,发光峰和吸收边出现红移,荧光强度和量子产率先增大后减小,量子点的荧光衰减寿命逐渐增长。进一步分析表明,随着B₂O₃含量增大,玻璃中二维（2D）网络结构增多,Cs⁺、Pb²⁺和I^-移动能力增强,有利于CsPbI₃量子点析出和表面缺陷钝化。CsPbI₃量子点掺杂硼硅酸盐玻璃的可调谐红光发射,在可见波段激光器和白光LED等领域具有潜在应用。     

B2O3对LTPS用基板玻璃结构和黏温性能的影响

以LTPS用无碱基板玻璃配比料方,探讨B₂O₃对无碱硼铝硅酸盐玻璃结构和黏温性能的影响。通过红外光谱和X射线光电子能谱对玻璃试样进行网络结构分析,并测试了玻璃试样的高温黏度、软化点温度、退火点温度和应变点温度。结果表明:B₂O₃含量较低(0.13%)时,B³⁺以四配位的[BO₄]存在;随着B₂O₃含量升高,满足[BO₄]形成之外的B;逐渐以[BO₃]的形式存在;[BO₃]含量增多,玻璃黏度逐渐下降。     

m(ZnO)/m(B2O3)质量比对低熔点封接玻璃Bi2O3-B2O3-ZnO结构、性能与润湿性的影响

针对真空玻璃封接的性能要求,本文采用高温熔融法制备了一种针对真空玻璃封接的铋系非晶无铅玻璃粉,通过高温X射线衍射、粉末X射线衍射、拉曼光谱、差式扫描量热仪、热膨胀测试和扫描电子显微镜等测试方法,研究了m(ZnO)/m(B₂O₃)质量比对Bi₂O₃-B₂O₃-ZnO玻璃的网络结构、特征温度、热膨胀系数和封接温度的影响。结果表明,增加m(ZnO)/m(B₂O₃)质量比可促进锌氧多面体由[ZnO₄]向[ZnO₆]转变,导致热膨胀系数降低,特征温度升高。当m(Bi₂O₃)∶m(B₂O₃)∶m(ZnO)质量比为80∶7∶13,玻璃具有较低的玻璃化转变温度T_g(371℃)和膨胀软化温度T_f(401℃),热膨胀系数为9.3×10^-6...     

Gd3+/Ce3+对Tb3+掺杂氟氧化物玻璃发光敏化作用的影响

本文采用高温熔融法制备了Gd/Tb、Gd/Ce、Gd/Ce/Tb掺杂的SiO₂-B₂O₃-BaF₂组分氟氧化物玻璃,通过测试X射线衍射光谱确定了其物相,通过测试其不同波段激发下的荧光光谱研究了不同Gd₂O₃掺量下Tb³⁺的发光性能,并确定了Gd₂O₃更精确的最佳掺量范围。此外,文中通过改变气氛制备了Gd/Ce/Tb共掺杂氟氧化物玻璃,对比研究了Gd³⁺和Ce³⁺对Tb³⁺的敏化作用。结果表明,本文所制备的氟氧化物玻璃都呈稳定的玻璃态;Gd³⁺和Ce³⁺对Tb³⁺的发光都具有敏化作用,且Gd₂O₃掺量为7%(摩尔分数,下同)时敏化效果相较于其他掺量最为显著,超出7%则造成猝灭;Ce₂O_3<...     

铕掺杂Gd2Zr2O7透明陶瓷的制备及闪烁性能

与传统闪烁陶瓷相比,基于立方相Gd₂Zr₂O₇具有高密度、高光学透过率和良好的闪烁性能等特征,本工作采用真空烧结法,成功制备出系列Eu³⁺掺杂Gd₂Zr₂O₇透明陶瓷,研究了掺杂离子及掺杂量对其晶体结构、光学透过率、荧光性能及闪烁性能的影响。结果表明,所制备的透明陶瓷样品具有良好的光透过能力;光谱表征发现,20%Eu³⁺掺杂Gd₂Zr₂O₇具有最佳的光致荧光和辐照发光强度,其最强发射峰位于630 nm。X射线成像实验表明,Gd_1.8Eu_0.2Zr₂O₇透明陶瓷的X射线成像分辨率可达11 lp·mm^–1,具备对不同材质物体的成像应用潜力。在医学成像、工业探伤、高能物理等领域具有潜在的应用价值。     

CaO-B2O3-SiO2微晶玻璃的制备及介电性能

低介电常数、低介电损耗的微晶玻璃是制造低温共烧陶瓷基板的重要材料。本文采用熔融水淬法制备了CaO-B₂O₃-SiO₂(CBS)微晶玻璃,重点研究了m(CaO)/m(SiO₂)质量比、B₂O₃含量对CBS微晶玻璃介电性能的影响。结果表明：CBS微晶玻璃的主要晶相有Ca₃Si₃O₉、Ca₂B₂O₅、CaB₂O₄、SiO₂和Ca₂SiO₄。随着m(CaO)/m(SiO₂)质量比的增加,介电常数增加,介电损耗先降低后增加;硅灰石相的增多使介电损耗从2.87×10^-3降到1.36×10^-3,介电损耗随着SiO₂、Ca₂B...     

B2O3改性Na2CO3催化剂用于甲醇脱氢制无水甲醛

以B₂O₃为助催化剂,采用研磨混合法改性Na₂CO₃催化剂,在固定床反应器中催化甲醇脱氢制备无水甲醛,考察催化剂的组成和反应条件等对催化反应的影响,采用XRD、TG-DTG、N₂吸附-脱附、SEM和CO₂-TPD等对催化剂进行表征。结果表明,以B₂O₃为助催化剂采用机械研磨混合法改性的Na₂CO₃催化剂,增加了催化剂的比表面积,在(10～30) nm增加了大量的孔道,平均孔径达18.44 nm,比表面积为1.65 m²·g^-1,且B₂O₃分布均匀,改性后的催化剂碱性降低,在催化甲醇脱氢制备无水甲醛的反应中,催化活性明显高于Na₂CO₃催化剂,表明B₂O₃改性Na₂CO₃催化剂能提高甲醇转化率和甲醛选择性。在B₂O₃/Na₂CO₃催化剂中B₂O₃质量分数为30%、甲醇进料质量分数为26%、反应温度为650 ℃和甲醇重时空速为2.94 h^-1条件下,甲醇转化率达59.97%,甲醛选择性达83.28%。     

Bi2O3对K2O–B2O3–SrO–Al2O3–Nb2O5–SiO2玻璃陶瓷介电储能性能的影响

随着电力电子系统的不断发展,高功率脉冲电容器的需求增多。电介质电容器因具有放电功率大、充放电速度快及性能稳定等优点,在电力系统、电子器件、脉冲电源等方面发挥着重要作用,广泛应用于民用领域及军事领域。通过熔融压延制备玻璃基体,采用可控结晶工艺研究了不同含量的Bi₂O₃ (x=0.0%、1.0%、2.0%、4.0%,摩尔分数)对K₂O–B₂O₃–Sr O–Al₂O₃–Nb₂O₅–SiO₂玻璃陶瓷物相演化、微观结构、介电和储能性能的影响。在该玻璃陶瓷中,KSr₂Nb₅O₁₅为主要析出晶相,当Bi₂O₃的加入量为x=2.0%(摩尔分数)时,热处理温度为950℃时,玻璃陶瓷样品的储能密度最大可达到1.27 J/cm³,室温下介电常数可达342,是热处...     

Fe2O3对MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃体系微观结构的影响

采用分子动力学模拟方法研究了Fe₂O₃对MgO-Al₂O₃-SiO₂微晶玻璃体系微观结构的影响,从径向分布函数、桥氧数目、四面体数目和均方位移函数分析了不同Fe₂O₃含量下的微晶玻璃微观网络结构变化。研究结果表明：将Fe₂O₃加入到MgO-Al₂O₃-SiO₂微晶玻璃体系中,对Al-O、Si-O的径向分布函数影响很小;随着Fe₂O₃的增加,Al-O-Si、Al-O-Al、Si-O-Si、[SiO₄]和[AlO₄]的含量减少,Fe-O-Si、Fe-O-Al和[FeO₄]的含量增加,而Al³⁺和Si⁴⁺的均方位移是先增大后减小。当Fe₂O₃     

Bi2O3/B2O3比及β-锂霞石粉对MEMS封接玻璃结构与性能的影响

针对微机电系统(MEMS)封接玻璃的性能要求,本文制备了Bi₂O₃-B₂O₃-ZnO-BaO-CuO系无铅玻璃粉,采用拉曼光谱仪、X射线衍射仪、热膨胀仪、烧结影像仪、扫描电子显微镜等测试手段分别表征了Bi₂O₃和B₂O₃物质的量比(n(Bi₂O₃)/n(B₂O₃))和β-锂霞石粉掺量变化对玻璃结构、热学性能、封接温度及微观形貌的影响。结果表明:随着n(Bi₂O₃)/n(B₂O₃)的增大,玻璃结构中[BiO₃]三角体和[BiO₆]八面体单元含量逐渐增多,[BO₄]四面体向[BO₃]三角体转变,导致玻璃网络连接强度减弱、结构变疏松;随着n(Bi₂O₃)/n(B₂O₃)的增大,玻璃热膨胀系数逐渐增大,特征温度和封接温度逐渐降低,但后期变化放缓;随着β-锂霞石粉外掺量的增加,复合玻璃粉的热膨胀系数明显降低,而特征温度和封接温度没有明显升高,但复合玻璃粉的流动性变差。     

Sm3+离子激活的Ba3ZnNb2O9荧光粉的制备及发光性能

利用高温固相法合成了不同Sm³⁺掺杂浓度的Ba₃ZnNb₂O₉荧光粉,并利用X射线粉末衍射(XRD)、漫反射光谱(DRS)、荧光发射光谱及荧光寿命等表征手段对样品的结构与发光性能进行了研究。XRD结果显示纯样Ba₃ZnNb₂O₉与Ba₃ZnNb₂O₉:Sm³⁺荧光粉的衍射图完全吻合,表明Sm³⁺离子的少量引入并未对晶体结构产生影响。漫反射光谱显示样品可以被近紫外光有效激发。发射光谱表明存在基质向Sm³⁺离子的能量传递过程,Sm³⁺离子的最佳掺杂浓度为x=0.1。     

晶核剂对Li2O-Al2O3-SiO2体系微晶玻璃性能的影响

采用色彩雾度仪、X射线衍射仪和扫描电镜等研究不同晶核剂对Li₂O-Al₂O₃-SiO₂微晶玻璃样品的晶化过程、晶相种类及物理性能的影响。结果表明:玻璃样品分相后,样品的密度增加,维氏硬度值增加,但透过率降低,且加入复合晶核剂比单一晶核剂更易使玻璃分相。同时发现,TiO₂会使玻璃基体变黄,热处理后颜色加深且更易浊化,生成钛酸锂。添加复合晶核剂P₂O₅+ZrO₂,促进生成硅酸锂铝和硅酸锂。而单独的P₂O₅对玻璃结构的补网作用大于分相作用;单独的ZrO₂促进生成莫来石。综合各项分析结果,最适合本体系的晶核剂为P₂O₅+ZrO₂复合晶核剂。     

添加剂对铜渣还原尾渣微晶玻璃析晶行为及性能的影响

铜渣还原尾渣与CaO-Al₂O₃-SiO₂系微晶玻璃的化学组成相似,采用熔融法以铜渣还原尾渣为主要原料制备微晶玻璃可为铜渣的高效利用提供一种有效途径。通过DSC、XRD和SEM-EDS等技术研究了不同添加剂(B₂O₃、CaF₂、TiO₂和Cr₂O₃)对微晶玻璃物相组成、抗折强度、体密度、吸水率和显气孔率等性能的影响。结果表明:无论添加哪种添加剂,微晶玻璃均能析出力学性能较好的钙长石和钙铝黄长石,且能使晶体析晶方式转化为整体析晶;添加B₂O₃可使微晶玻璃性能最优,其次是TiO₂与CaF₂。     

Ni2+掺杂对MgCr2O4材料红外辐射性能的影响

开发高发射率红外辐射材料是高温窑炉节能的重要方向。本工作采用高温固相反应工艺制备Ni²⁺掺杂MgCr₂O₄材料,研究了Ni²⁺掺杂量摩尔分数对MgCr₂O₄材料红外辐射性能的影响,探讨了影响MgCr₂O₄材料红外发射率的机理。结果表明,Ni²⁺能掺杂进入MgCr₂O₄材料晶格,所制备的Mg_1–x Ni_xCr₂O₄(0.1≤x≤0.5)材料产生了晶格畸变,少量Ni²⁺价态发生转变;同时,随着Ni²⁺掺杂量增加,氧空位浓度的增大,禁带宽度减小,所制备材料在近中红外波段的发射率均有提高。x=0.5的材料(Mg_0.5Ni_0.5Cr₂O₄)在...     

氮掺杂Pd-Cu/Al2O3催化剂富氢气氛下CO优先氧化性能

以Al₂O₃为载体，采用共浸渍法制备Pd-Cu/Al₂O₃和Pd-Cu-N/Al₂O₃催化剂。利用连续流动微反应装置考察氮掺杂对Pd-Cu/Al₂O₃催化剂低温富氢气氛下CO优先氧化性能的影响，结合XRD、FT-IR、H₂-TPR和XPS等手段对催化剂进行表征。结果表明，相较于Pd-Cu/Al₂O₃,Pd-Cu-N/Al₂O₃具有更好的CO优先氧化性能。氮掺杂促进了表面Cu₂Cl(OH)₃的分散，增强了Pd和Cu之间的相互作用，提高了Pd和Cu₂Cl(OH)₃的氧化还原能力。同时，氮掺杂也有利于生成更多的表面活性Cu⁺物种，并且部分进入Pd晶格，抑制了反应过程中PdHx的形成，从而使催化剂催化性能...     

不同掺杂量EuxLu1.4–xGd0.6O3透明陶瓷的制备与性能

为了满足高能射线成像对闪烁陶瓷的应用要求,并探究Eu³⁺掺杂量对陶瓷微观结构和光学性能的影响,采用液相共沉淀法合成了不同Eu³⁺掺杂量的Eu_xLu_1.4–xGd_0.6O₃(x=0、0.02、0.06、0.10、0.14、0.18)粉体并通过真空预烧结合热等静压烧结,制备出Eu_xLu_1.4–xGd_0.6O₃透明陶瓷。随着Eu³⁺掺杂量的增加,陶瓷直线透过率先升高后降低,在x=0.10时达到最高(71.4%@611 nm)。Eu_xLu_1.4–xGd_0.6O₃陶瓷的光致激发光谱和光致发光光谱证明了Eu³⁺掺杂量的增加能够提升陶瓷的吸收峰和发射峰强度。陶瓷在X射线激发下的发光强度随着Eu³⁺掺杂量的升高呈现先升高后降低的趋势,...     

汽车玻璃油墨用无铅低熔点玻璃的研究与制备

采用高温熔融法制备了R₂O-Bi₂O₃-B₂O₃-SiO₂系无铅低熔点玻璃,并将其应用于汽车玻璃油墨,重点研究了组成对玻璃结构、热学性能和耐酸性能的影响规律。结果表明,随着Bi₂O₃/B₂O₃和Bi₂O₃/SiO₂的增加,[BO₃]和[BiO₃]三角体结构单元数量逐渐减少,[SiO₄]和[BO₄]四面体结构单元数量逐渐增多,玻璃的网络结构增强。当碱金属氧化物总量为15%(摩尔分数)时,双碱玻璃的热膨胀系数α_25～320℃、转变温度T_g和软化温度T_f比单碱玻璃的小,耐酸质量损失率D_r更低。当n(Li₂O)∶n(N...     

基于第一性原理计算的Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+长余辉材料持续发光机理

长余辉材料应用广泛,但种类繁多、发光机理难以被普遍阐释。针对发光–余辉性能好的Sr₂MgSi₂O₇:Eu²⁺,Dy³⁺硅酸盐长余辉材料,构建Sr₂MgSi₂O₇基质、Eu掺杂及(Eu,Dy)共掺杂Sr₂MgSi₂O₇的分子模型,进行第一性原理计算。从电子结构角度解译电子跃迁俘获路径,并阐释Sr₂MgSi₂O₇:Eu²⁺,Dy³⁺的持续发光机理。结果表明：Eu、Dy离子的掺入使Sr₂MgSi₂O₇由间接带隙半导体转变为直接带隙半导体;Dy 5d态主要位于Fermi能级与Eu 5d态之间,并与Eu 5d态存在能量重叠,这证实了Dy³⁺作为电子陷阱的合理性。S...     

低损耗高耐压Al2O3基低温共烧陶瓷

为获得低介电损耗、高耐压强度的Al₂O₃基低温共烧陶瓷(LTCC)材料,采用固相法制备了x(6La₂O₃·24CaO·50B₂O₃·20SiO₂)(LCBS)+(1–x)Al₂O₃玻璃/陶瓷。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、矢量网络分析仪、高压击穿试验仪、高温介电温谱仪对烧结样品的结构和性能进行了表征。结果表明：添加适量的LCBS玻璃粉有助于提升材料的致密性、降低介电损耗、提高击穿场强。同时,复阻抗谱分析表明,LCBS玻璃的加入可以显著提高玻璃/陶瓷的电阻率和活化能。当玻璃含量(摩尔分数)为44%时,850℃烧结0.5 h,可获得性能优异的LTCC陶瓷材料G44:ε_r=7.14,Q×f=5 769 GHz(f=13 GHz),E_b=57.44 kV/mm。