CaO-MgO-Al2O3-SiO2-F系可切削微晶玻璃的晶化机理研究

在CaO MgO Al2 O3 SiO2 F系可切削微晶玻璃体系中 ,本研究分析了K2 O和ZrO2 对玻璃析晶和显微结构的影响 ,探讨了晶化机理。K+ 促使云母相的生成和球晶的形成 ;晶化过程中 ,云母和顽辉石互为外延生长 ,使球晶中条状晶解离为片状晶。ZrO2 与F- 一起促使玻璃晶化后形成棒状云母晶粒 ,并具有晶粒长径比大、相互交错的显微结构     

ZrO2对低温烧结 BaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析晶和晶型转变的影响

用烧结法制备了化学计量比和高Ba含量的两组BaO-Al2O3-SiO2(BAS)系微晶玻璃,采用差示扫描量热法(DSC)和X射线衍射分析(XRD)等手段研究了ZrO2对BAS系微晶玻璃中六方钡长石析晶和六方钡长石向单斜钡长石晶型转变的影响.研究表明,两组BAS系玻璃的烧结温度低于850℃,晶化温度低于900℃.六方钡长石的析出为整体析晶.不加形核剂晶型转变为整体析晶;添加ZrO2晶型转变为表面析晶.提高Ba含量或添加ZrO2促进六方钡长石的析出和晶粒细化.化学计量比的BAS系微晶玻璃中添加ZrO2明显促进晶型转变.高Ba含量的BAS系微晶玻璃中添加ZrO2表现为抑制晶型转变,850℃保温100h不发生转变.     

晶核剂对CMAS系微晶玻璃结构和性能的影响

针对炉渣或者尾矿中存在晶核剂成分TiO2和Fe2O3,设计了TiO2、TiO2+ZrO2和TiO2+Fe2O3三种晶核剂组合.采用熔融法和两步结晶热处理制备了CaO-MgO-Al2O3-SiO2(CMAS)系微晶玻璃.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度测试仪和宽频介电阻抗谱仪研究了CMAS系微晶玻璃晶相组成、显微结构、力学性能和介电性能.结果表明,TiO2单独加入时会析出透辉石和钛酸镁;TiO2和ZrO2复合加入后析出了镁硅钙石相,当加入量增多后会额外析出钛酸锆;TiO2和Fe2O3复合添加后则会析出四氧化三铁和褐斜闪石相.虽然晶相组成会随着晶核剂的种类改变,但晶粒尺寸均在200 nm以内,并且分布均匀,有利于提高微晶玻璃的力学性能.所有样品的维氏硬度(HV5)在8 GPa左右,断裂韧性在1.25 MPa?m1/2左右.当TiO2和Fe2O3复合加入量较多时,样品的维氏硬度可以达到8.15 GPa,有利于提高含钛或含铁固废的利用率.在合适的晶核剂含量下,样品的介电常数在11左右,介质损耗在10-3数量级,表明这种微晶玻璃在电子封装或者移动通讯领域也具有应用前景.     

核化温度对CaO—Al2O3-SiO2-Fe2O3系微晶玻璃微观结构及性能的影响

本文以钢渣和赤泥为主料,采用熔融法制备了CaO对微晶玻璃物相、微观结构及性能的影响。分析测试结果表明,化温度的升高,主晶相衍射峰先增高后降低,晶相析出量增加,晶玻璃的抗弯强度和耐腐蚀性最好。CaO-Al2O3-SiO2-Fe2O3系微晶玻璃,探讨了不同核化温度微晶玻璃的结晶物相不随核化温度的变化而改变。随着核且析出的晶粒尺寸逐渐增大。当核化温度为770℃时,微     

CaO—MgO—Al2O3—SiO2—F系可切削微晶玻璃的晶化机理研究

在CaO-MgO-Al2O3-SiO2-F系可切削微晶玻璃体系中，本研究分析了K2O和ZrO2c对玻璃析晶和显微结构的影响，探讨了晶化机理。K^ 促使云母相的生成和球晶的形成，晶化过程中，云母和顽辉石互为外延生长，使球晶中条状晶解离为片状晶。ZrO2与F^-一起促使玻璃晶化后形成棒状云母晶粒，并具有晶粒长径比大、相互交换的显微结构。     

添加氧化物对Ba2TiSi2O8极性玻璃陶瓷析晶性能的影响

采用恒温场晶粒定向晶化工艺制备了Ba2TiSi2O8极性玻璃陶瓷，在组成1．2BaO—1．0TiO2—2．6SiO2的基础玻璃中，分别加入0．2CaO和0．1ZrO2，研究了添加不同的氧化物对Ba2TiSi2O8极性玻璃陶瓷析晶性能的影响。实验结果表明，加入CaO和ZrO2都会影响主晶相的析出过程，特别是加入ZrO2造成玻璃陶瓷中产生BaZrSi3O9第二相。此外，压电性能测试显示，加入0．2CaO有利于BTS晶体的定向析晶；加入ZrO2不利于BTS晶体的定向析晶。     

ZnO和CaO含量对CaO-Al2O3-SiO2系泡沫微晶玻璃析晶与发泡的影响

以CaO-Al2O3-SiO2玻璃为基体,以石墨为发泡剂,制备硅灰石基泡沫微晶玻璃,研究了玻璃中引入ZnO和增加CaO含量对析晶与发泡的影响.结果表明,ZnO可降低发泡过程中假硅灰石晶相的析出量,促进玻璃粉与发泡剂混合物的烧结,降低发泡剂在较低温度下的损耗.提高CaO含量,样品结晶度增大,相同温度下玻璃的粘度增加,发泡效率降低.原料中ZnO加入量6wt%、CaO含量为18wt%的CaO-Al2O3-SiO2玻璃粉,较低温度下烧结充分,发泡剂损耗相对较少,在1000℃的发泡温度下可获得气孔率高的泡沫微晶玻璃.     

低熔可切削生物活性微晶玻璃的研究

选择一种出SiO₂-MgO-Al₂O₃-K₂O-CaO-P₂O₅-F基础玻璃体系,并添加不同量的ZnO,制备出性能良好的可切削生物微晶玻璃.结果表明,由于ZnO的添加,可使母玻璃的熔化温度由1450℃降至1300℃,可切削生物活性微晶玻璃的母玻璃能够在较低的温度熔化制备.母玻璃晶化后析出相主要为云母相和氟磷灰石相;各种晶相的组合形貌为花瓣形态,其断口呈现穿晶断裂的特征,并有晶体拔出,使材料具备了较高的强度;由于析出了较多的云母相,该微晶玻璃兼具良好的可切削性能.     

Ce-YAG微晶玻璃的制备及其发光性能

采用高温固相熔融法在弱还原气氛下制备了Ce3+离子掺杂的Y2O3-A12O3-SiO2(SAY)系基础玻璃,并在1250℃~1300℃热处理一定时间制备了晶相为YAG的黄色微晶玻璃。通过XRD、SEM研究了微晶玻璃的结构及相组成;激发和发射光谱分析了Ce3+离子在玻璃及微晶玻璃不同基质中的发光特性,以及Al2O3/Y2O3摩尔比对微晶玻璃样品发光性能的影响。结果表明:基础玻璃经热处理能得到Ce-YAG微晶玻璃,晶粒大小在80~120nm范围内,晶粒发育良好。该微晶玻璃样品能被450nm有效激发,并在530nm处有宽带发射峰,归属于Ce3+的5d-4f(2F2/7)。该微晶玻璃在LED照明领域中有很大的应用开发价值。Al2O3和Y2O3的摩尔含量变化对微晶玻璃发光性能有较大影响,在Al2O3/Y2O3的摩尔比为1.5时,样品的发光性能最佳。     

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.     

SiO2-Al2O3-MgO-K2O-(F,Cr2O3)玻璃陶瓷的析晶

为了研究形核剂氟化物、氧化铬及其复合作用对SiO2-Al2O3-MgO-K2O系玻璃陶瓷形核和析晶的影响,采用高温熔融法制备了不同氟化物和氧化铬含量的基础玻璃,并对该基础玻璃进行了差热分析、显微分析和X射线衍射分析.结果表明:在所研究的玻璃体系中,氟化物或氧化铬的加入,都不同程度地削弱了玻璃体的结构,降低了玻璃的转变温度;当基础玻璃只含有氟化物时,玻璃在表面析出云母晶体,内部发生分相现象,而玻璃中仅含有氧化铬时,玻璃中发生整体析晶;没有氟化物的存在,不能析出云母晶体;当同时加入两种元素的物质后,对玻璃体析晶的影响不是简单的加合,复合的作用更为突出,进一步降低了玻璃的转变温度和析晶温度,整体均匀析出云母晶体.     

V2O5含量对SiO2-MgO-Al2O3-K2O-V2O5-F系玻璃陶瓷析晶的影响

应用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及电子探针(EPMA)等技术研究了V2O5含量对SiO2-MgO-Al2O3-K2O-V2O5-F玻璃陶瓷析晶的影响.结果表明,在所研究的玻璃体系中,V2O5的加入促进了莫来石晶体在较低温度下的析出,而且随着玻璃中V2O5含量的提高,莫来石和云母晶体的析晶温度区间逐渐向低温方向移动.EPMA结果显示在析出的晶体中没有钒元素的聚集,表明V2O5的加入没有参与晶体的直接形核,而是以网络外体的形式存在于玻璃体系中,削弱玻璃的结构,导致晶体析出温度降低.同时发现VO含量尽管对析出晶体的种类没有明显的影响,但是对晶体的形态、大小及数量的影响较为显著.     

CaO-MgO-Al2O3-SiO2-F系统微晶玻璃的析晶行为和力学性能

以CaO-MgO-Al2O3-SiO2-F系统微品玻璃为基础,通过调整基础玻璃成分和热处理工艺得到了主晶相为透辉石并含有氟金云母相的微晶玻璃.采用XRD和SEM等测试手段分析了析晶行为和显微组织形貌,并研究了力学性能与显微结构之间的关系.结果表明:CaF2的加入促进了体系的整体析晶并成为其他晶相的异质形核中心;试样的力学性能与显微组织有很大的关系,当试样在800℃热处理2h后,晶粒细小结构致密,具有较高的抗弯强度和断裂韧性.     

SiO2-Al2O3-MgO-F系微晶玻璃的形变析晶

采用高温熔融法制备了SiO2 -Al2O3 -MgO-F系玻璃样品,应用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)研究了该微晶玻璃在自由形变时的析晶特征,得到了微晶玻璃自由形变析晶的规律.结果表明:在热处理过程中随着温度的升高,基础玻璃的黏度逐渐降低,可以在析晶前施加压力使之发生变形.在自由形变的前提下,微晶玻璃析出的晶体在垂直压力和平行压力方向上没有出现定向析晶.显微硬度测试结果也表明在微晶玻璃中没有明显的各向异性特征,不会带来材料性能在不同方向上的差异,为形状复杂、均质同性微晶陶瓷的制备提供了一个有效途径.     

晶种对低温烧结BaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析晶的影响

用烧结法制备了化学计量比和高Ba含量的两组BaO-Al2O3-SiO2(BAS)系微晶玻璃,研究了晶种对低温烧结BaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析晶的影响.结果表明,玻璃的软化温度随着品种含量的增加而提高.在两组玻璃粉中添加晶种有助于降低析晶活化能,促进六方钡长石和单斜钡长石的析出;晶种含量为1%时活化能最小,成分为化学计量比的玻璃析晶峰值温度也最低.在850℃保温时间2 h,添加1%晶种的BAS系微品玻璃全部转变为单斜钡长石.在两组成分的BAS系微晶玻璃中,六方钡长石的析出表现为整体析晶.不加晶种时,单斜钡长石通过六方钡长石一单斜钡长石的晶型转变析出,表现为整体析晶;添加晶种后,单斜钡长石主要因"同构"效应直接从基础玻璃中析出,表现为表面析晶.     

具有定向显微结构的高强云母微晶玻璃

对云母微晶玻璃进行热压变形处理,得到力学性能良好的新型云母微晶玻璃,其抗弯强度和断裂韧性可达３００ＭＰａ和２．８ＭＰａ·ｍ＾１／２,比传统云母微晶玻璃提高了２￣３倍,扫描电镜和Ｘ射线衍射的研究结果表明：云母晶体在微晶玻璃中发生定向排列,其晶面垂直于热压方向,微晶玻璃力学性能的提高来源于微晶玻璃的这种独特的显微结构。     

氧化锆/锌硼硅微晶玻璃的制备与研究

在锌硼硅玻璃中添加0％～20％（wt）的超细部分稳定氧化锆粉体，分别采用熔融法和烧结法制备氧化锆／锌硼硅微晶玻璃。通过对实验现象的观测与分析，发现采用烧结法可以较好地制备氧化锆／锌硼硅微晶玻璃。采用X射线衍射仪观测玻璃样品中的晶相组成，用烧结点试验仪测试微晶玻璃的半球温度，通过维氏硬度计在玻璃表面的压痕尺寸计算微晶玻璃的韧性。结果表明，在ZnO-B2O3-SiO2玻璃中添加部分稳定超细ZrO2后，微晶玻璃的烧结温度升高，韧性得到很大的改善。     

Li2 O-ZnO-SiO2系微晶玻璃的结晶行为与热膨胀变化规律

以Li2O-ZnO-SiO2系统为基础玻璃组成,通过DTA、XRD、SEM及热膨胀系数等测试手段分别对不含Al2O3和含5wt%Al2O3的微晶玻璃的结晶行为、结构和热膨胀变化规律进行了研究探讨.结果表明,高热膨胀相方石英微晶体较快生长的温度为750℃左右,Al2O3部分取代SiO2后对方石英的析出有阻碍作用,同时导致低热膨胀锂辉石微晶体的生成.     

CaO-Al2O3-SiO2系黑色装饰微晶玻璃的研究

为了研究制备黑色装饰微晶玻璃,使用Fe2O3、Ni2O3、Co2O3等着色剂,研究了其对微晶玻璃装饰板材的颜色、烧结和晶化性能的影响规律,确定合理的着色剂种类、含量以及热处理制度,并利用XRD与SEM等技术研究了黑色装饰微晶玻璃的结构.研究表明:以Fe2O3、Co2O3组合和Fe2O3、Co2O3、Ni2O3的组合都可制得黑色系列玻璃与花纹清晰的黑色微晶玻璃;100g玻璃配合料中,较合理的着色剂用量为:Fe2O33～5g,Co2O30.15～0.25 g,Ni2O30.2～0.4 g.     

齿科微晶玻璃的腐蚀机理及溶胶-凝胶防腐蚀涂层研究

利用体外试验方法以及SEM／EDAX、ICP、FTIR等分析技术，对氟硅碱钙石(fluorcanasite,K2Na4Ca5Si12O30F4)齿科微晶玻璃的腐蚀机理，以及溶胶-凝胶Al2O3，、TiO2及ZrO2涂层改善微晶玻璃抗侵蚀的效果进行了比较分析．研究表明，口腔溶液对该齿科微晶玻璃的侵蚀源于溶液中的H3O 离子与微晶玻璃表面的Na 及K 发生迅速的离子交换，从而形成结构疏松的表面富SiO2层，其Si-O网络进而被H2O分子所断开，使SiO2以可溶性硅胶形式溶解于溶液中．此反应导致大量的表面结构缺陷，从而降低了材料的强度和使用寿命。浸泡25天后微晶玻璃表面最终的反应产物是一层低结晶度的颗粒状碳酸羟基磷灰石Cal0(PO4)6(2OH-，CO3^2-)．溶胶-凝胶A12O3涂层具有显著的改善齿科微晶玻璃抗唾液腐蚀的作用。