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.     

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．     

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.     

飞秒激光诱导玻璃内Ba2TiSi2O8晶体的析出

使用聚焦后的800nm,150fs,250kHz的高重复频率飞秒脉冲激光器能够在BaO-TiO₂-SiO₂组分的玻璃内部三维选择性地诱导Ba₂TiSi₂O₈晶体的析出. 发光光谱显示这种晶体把入射的800nm光转化成了400nm的蓝光,因此这种析出的晶体具有非线性倍频特性. 通过拉曼光谱测定,在当前的玻璃组分中析出的晶体是Ba₂TiSi₂O₈. 研究表明,经250kHz的飞秒激光辐照一段时间后,在玻璃内部由于脉冲能量的连续沉积会使得激光辐照区域出现热积累效应,因此,该辐照区域的温度会不断升高以致超过玻璃析晶温度,最终诱导玻璃熔融析晶. 此外,对飞秒激光辐照区域不同部位进行拉曼光谱检测,结果表明：在整个区域Ba₂TiSi₂O₈晶体的析出呈现中间比外围明显的分布特点,因此晶体析出与辐照形成的温度梯度场有密切关系.     

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.     

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．     

超塑性Y-TZP的压缩塑性形变

通过恒定横梁速度和恒定载荷压缩试验,对超塑性3mol％Y₂O₃稳定四方ZrO₂多晶体的压缩塑性形变进行了研究．测定了平均晶粒尺寸从0．30～1．33μm的3Y－TZP材料的塑性流动应力,应力指数和蠕交活化能;用扫描和透射电镜观察了试样的显微结构．结果表明,3Y－TZP材料塑性形变的机理为扩散适应的晶界滑移．随着晶粒尺寸由0．30μm增大至1.33μm,应力指数从3．2减小至1．4,活化能从580kJ／mol减小至500kJ／mol．形变机理随晶粒大小发生变化．对于晶粒较粗的3Y－TZP材料,当应变速率较高时,形变过程中在材料内产生晶间孔穴．     

添加La2O3对Mg2TiO4陶瓷的显微结构与微波介电性能的影响

采用传统烧结工艺,制备了具有不同La₂O₃含量的镁钛镧陶瓷,并研究了La₂O₃组份对材料晶相构成、晶粒、晶界的演变、介电常数和品质因数的影响.结果表明,不含La₂O₃的钛酸镁陶瓷主晶相为Mg₂TiO₄,其平均晶粒尺寸>60μm;引入La₂O₃后,出现新晶相La_0.66Ti_O2.99,材料的晶粒尺寸明显下降;随La₂O₃含量的增加,材料的介电常数线性增加,材料的品质因数Q在10GHz出现最大值(16558).     

WO3/Nb2O5掺杂对碲酸盐玻璃热学性质和拉曼光谱特性的影响

报道了钨碲酸盐玻璃系统TeO₂-ZnO-Na₂O-WO₃ 和钨铌碲酸盐玻璃系统TeO₂- ZnO-Na₂O-Nb₂O₅-WO₃抗析晶热稳定性和拉曼光谱特性. 实验研究了掺杂WO₃和Nb₂O₅对碲酸盐玻璃抗析晶热稳定性和拉曼光谱特性的影响, 并分析讨论了掺杂碲酸盐玻璃拉曼谱带展宽机制. 结果表明, 掺杂WO₃和Nb₂O₅较大地提高了碲酸盐玻璃的抗析晶热稳定性, 钨铌碲酸盐玻璃最大抗析晶热稳定性ΔT达154℃. 拉曼光谱研究表明,WO₃和Nb₂O₅的加入使碲酸盐玻璃在921和862cm^-1附近出现特征谱带, 导致拉曼光谱中高频移区从550cm^-1延伸扩展到950cm^-1, 从而有效地拓宽了碲酸盐玻璃的拉曼带宽, 钨铌碲酸盐玻璃最大拉曼光谱半高宽可达355cm^-1. 实验研究表明,钨铌碲酸盐玻璃是宽带拉曼光纤放大器的候选材料之一.     

B2O3-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析晶动力学研究

采用差示扫描量热（DSC）分析法对B2O3-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃的析晶动力学参数进行了测定，研究了该系统微晶玻璃的析晶动力学。结果表明：随着B2O3/SiO2比的降低，该系统玻璃的析晶活化能E呈先升高后降低的变化趋势，当B2O3/SiO2比为11：5时，析晶活化能最小，Emin=375．4kJ／mol，晶化指数n则先减小后增大，但均〉4，表明该系统玻璃可整体析晶。     

SiO2-MgO-Al2 O3-F系玻璃陶瓷的析晶

本文应用TEM,XRD和EDAX等技术,系统研究了SiO2-MgO-Al2O3-F系玻璃陶瓷的析晶过程.结果表明:在玻璃熔体的冷却过程中,由于弛豫作用而形成晶核,在随后的热处理过程中,中间相Mg2FB3和KAlSiO4以此核为中心析出;氟的存在促进了晶体的整体析出,而主晶相氟金云母在中间相的晶界处形核长大.     

Role of MgF2 on properties of glass–ceramics

Formation of machinable glass–ceramic in the system MgO–SiO₂–Al₂O₃–K₂O–B₂O₃–F with and without addition of MgF₂ has been investigated. Crystallization of glass sample was done by controlled thermal heat treatment at nucleation and crystallization temperatures. The results showed that MgF₂ in high concentration had a synergistic effect and enhanced the formation of interlocked mica crystals. Non-isothermal DTA experiments showed that the crystallization activation energies of base glasses were changed in the range of 235–405 kJ/mol, while the crystallization activation energies of samples with addition of MgF₂ were changed in the range of 548–752 kJ/mol.     

Structure and crystallization behavior of borate-based bioactive glass

The structure and crystallization behavior of borate-based bioactive glass, designated 45S5B1, were investigated by Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, differential thermal analysis (DTA), X-ray diffraction (XRD), and scanning electron microscopy (SEM). FTIR spectroscopy revealed that the network structure of the glass consisted mainly of [BO₃], [BO₄] and [PO₄] units. Two distinct crystallization peaks were observed for this glass by DTA, with activation energies of 475 and 210 kJ/mol, respectively. XRD indicated that the crystallization process with higher activation was associated with the formation of CaNa₃B₅O₁₀, whereas the process with the lower activation energy was associated with the formation of CaB₂O₄. The results indicated that the crystallization process in 45S5B1 glass was dominated by bulk crystallization, although surface crystallization also occurred for small particle sizes (<50 μm).     

Leucite crystallization kinetics with kalsilite as a transition phase

The leucite crystallization kinetics via kalsilite from the hydrothermally-derived precursor was investigated by XRD and non-isothermal DTA. The leucite precursor was prepared by hydrothermal method from silica sol, aluminum nitrate and potassium nitrate. The crystallization of the precursor experienced two steps. Kalsilite crystallized at first, and then it reacted with the redundant SiO₂ in the precursor and finally the leucite formed. On the DTA curve, the two exothermic peaks were corresponding to the two times of crystallization. Determined by the Kissinger equation, the activation energy of kalsilite crystallization and leucite crystallization via kalsilite was 103(SD 8) kJ/mol and 125(SD 4) kJ/mol respectively and both the crystallizations were nucleation and three-dimensional growth, which follows the diffusion-controlled mechanism with increasing nucleation rate.     

Crystallization behaviour of calcium aluminate glass fibres

Crystallization behaviour of as-spun and fully-nucleated calcium aluminate (CA) glass fibres produced via inviscid melt spinning (IMS), was studied. Differential thermal analysis (DTA) scans on the as-spun and fully-nucleated CA fibres were performed at different heating rates. By applying the Kissinger method to the DTA scan data the activation energy values for crystallization were determined to be 569 and 546 kJ mol–1, respectively for the as-spun and fully-nucleated CA fibres. The Ozawa analysis on the DTA scan data gave the Avrami parameters at 2.7 and 2.4, respectively, for the as-spun and fully-nucleated CA fibres, which indicates high tendency of bulk crystallization mode. The formation of equilibrium phases of Ca12Al14O33 and CaAl2O4 in the crystallized CA fibres was identified by using X-ray diffraction (XRD).     

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.     

LiNbO_3晶体在凝胶玻璃中的受控析晶研究

采用Ｓｏｌ－ｇｅｌ工艺,以Ｎｂ（ＯＨ）５为铌酸盐的起始原料,低温合成了ＬｉＮｂＯ３／ＳｉＯ２凝胶玻璃。通过ＤＴＡ、ＸＲＤ和ＩＲ分析方法,研究了ＬｉＮｂＯ３晶体在凝胶玻璃中的析晶过程和析晶动力学。结果表明,ＬｉＮｂＯ３微晶在凝胶玻璃中的析晶过程是受界面控制的,其析晶活化能为１４２ＫＪ／ｍｏｌ。     

钠镁铝硅系统微晶玻璃的分相成核行为

本文以20Na2O、4CaO、12MgO、22Al2O3、4TiO2、38SiO2(重量百分比)组成玻璃为基础,制备了具有快速微晶化特性的钠镁铝硅系统微晶玻璃。分别采用差热分析技术(DTA)、X射线衍射技术(XRD)研究了不同热处理条件下玻璃分相成核的动力学、热力学和它们之间的依存关系。玻璃分相成核最大速率时的温度接近于923K。在成核温度的热处理对分相的放热行为有影响,成核导致系统自由能的降低与分相峰面积和峰值温度变化有关。用差热分析仪测量的玻璃分相的放热效应,是快速微晶化玻璃的重要特征,用XRD证实分相放热过程中没有微晶相产生。玻璃的分相过程为成核生长机理,采用修正kissinger方程求得玻璃分相活化能为310.445KJ/mol。     

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     

Effect of fluorine content on the crystallization of fluorsilicic mica glass

The effect of fluorine content on the crystallization of fluorsilicic mica glass was investigated by differential thermal analysis (DTA), X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM). A single phase, KMg_3.25Si_3.625O₁₀F₂, precipitates in all the glasses. Both the crystallization activation energy (E _n ) and the frequency factor () increase with the increase of the fluorine content. This means that the fluorine content has dual effects on the crystallization of fluorsilicic mica glass, while the effect on the frequency factor is predominant.