硅硼比对钡硼硅酸盐玻璃陶瓷结构和抗浸出性能的影响

采用熔融-热处理法制备BaO-B_2O_3-SiO_2-Na_2O-CaO-ZrO_2-TiO_2体系玻璃陶瓷,研究了SiO_2/B_2O_3摩尔比(0.5～7)对玻璃陶瓷晶相和显微结构的影响,并采用产品一致性试验方法评价了玻璃陶瓷的抗浸出性能。结果表明:当SiO_2/B_2O_3比为0.5～2时主晶相为钙钛锆石;当SiO_2/B_2O_3比为3时,出现了榍石相,且随SiO_2/B_2O_3比增加,长条状钙钛锆石晶体减少,块状榍石晶体增多。相对于SiO_2/B_2O_3比为1的样品,SiO_2/B_2O_3比为4的样品抗浸出性能较好,28天后B、Ca、Si元素归一化浸出率分别为2.9×10~(-3 )g·m~(-2)·d~(-1)、8.8×10~(-4 )g·m~(-2)·d~(-1)、4.4×10~(-4 )g·m~(-2)·d~(-1)。     

基于正交试验的钡硼硅酸盐玻璃陶瓷的热处理制度研究

热处理是使玻璃陶瓷获得预定结晶相的关键工序.采用正交试验法研究了热处理制度(核化温度、晶化温度、保温时间)对钡硼硅酸盐玻璃陶瓷晶相结构和显微结构的影响.结果表明:采用一步法(核化、晶化同时进行)和二步法(核化、晶化分开进行)热处理时,样品的主晶相均为CaZrTi2O7-2M,还含有少量ZrO2相.对于两步法,在720℃核化2h、850℃晶化3h的条件下,钙钛锆石的晶相含量较高,晶粒为长条状,长约20～30 μm.当晶化温度较高(900～950℃)或晶化时间较长(2～3 h)时,都会出现CaTiSiO5晶相.各参数对玻璃陶瓷中晶相含量的影响顺序为:晶化温度＞核化温度＞晶化时间＞核化时间.一步法热处理温度变化对样品的晶相组成和显微结构变化较小.     

制备工艺对重晶石-硼硅酸盐玻璃陶瓷结构及性能的影响

采用熔融法制备重晶石-硼硅酸盐玻璃陶瓷,研究工艺差异对玻璃陶瓷物相组成、显微结构、硫含量以及抗浸出性能的影响.结果 表明,将基础玻璃原料与BaSO4直接混合熔制(工艺A)和将基础玻璃原料煅烧后再与BaSO4混合熔制(工艺B),对玻璃陶瓷结构和性能无显著影响,工艺A和工艺B制得的玻璃陶瓷包容硫含量分别为2.04wt％和2.19wt％(以SO3计).而先制得玻璃再与BaSO4混合熔制(工艺C),获得的玻璃陶瓷中BaSO4含量较高,包容的硫含量达4.45wt％.产品一致性试验(PCT)研究表明,工艺C制得的玻璃陶瓷初始浸出率较高,28 dNa、B、Si元素归一化浸出率较低(～10-2 g·m-2·d-1).     

Si/Ba比对钙钛锆石-钡硼硅酸盐玻璃陶瓷结构的影响

采用熔融-热处理法制备SiO_2-B_2O_3-Ba O-Na_2O-CaO-ZrO_2-TiO_2体系钙钛锆石玻璃陶瓷,利用差热分析法(DTA)、傅氏转换红外线光谱分析仪(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等技术手段研究了不同Si/Ba比(1~10)对该体系玻璃陶瓷晶相和显微结构的影响。结果表明:随着Si/Ba比的增加,玻璃[SiO_4]四面体增多,[BO_3]三角体减少,玻璃转变温度略有升高,晶体生长温度在800~950℃范围内;当Si/Ba=1时,主晶相为Ba_2TiSi_2O_8,次要晶相为CaZrTi2O7,样品致密性较差;随着Si/Ba比增大,Ba2TiSi2O8相基本消失,长条状的CaZrTi_2O_7晶体增多;当Si/Ba比增加到6时,有明显的CaTiSiO_5晶相生成;块状的CaTiSiO_5晶体随着Si/Ba比进一步增加逐渐增多。     

新型低膨胀钡硼硅酸盐玻璃成分

本文系阐述数种新型的玻璃成分——特别是钡硼硅酸盐玻璃的成分。其中,专门介绍了这类低膨胀系数玻璃的生产工艺。 本文的主要目的在于提供若干种新型的玻璃成分以及一系列具有低到中膨胀系数的新型钡硼硅酸盐玻璃并进一步介绍这类玻璃的生产工艺及其使用范围。     

氧化铝添加量对钡硅酸盐复相玻璃陶瓷影响

研究了添加不同Al2O3对复合玻璃陶瓷烧结机制和微波介电性能的影响.结果表明:随着玻璃中Al2O3含量的增加,玻璃的软化温度、开始析晶温度以析晶峰温度均有所提高,析晶放热峰面积依次减小,玻璃的析晶能力逐渐减弱;添加5% wt Al2O3 875℃条件下烧结复相玻璃陶瓷中性能最好为εr为8.1,tanδ为0.0031(10kHz),是一种性能优良的LTCC材料.     

钙钛锆石-钡硼硅酸盐玻璃陶瓷的制备及表征

采用熔融–热处理工艺制备了Si O2–B2O3–Ba O–Na2O–Ca O–Zr O2–Ti O2体系钙钛锆石基钡硼硅酸盐玻璃陶瓷,研究了Ca O、Ti O2、Zr O2(记为CTZ,摩尔比为2:2:1)含量对玻璃陶瓷相结构、显微结构的影响,采用产品一致性测试法(PCT)测试了玻璃陶瓷样品的抗浸出性能。结果表明:样品的玻璃转变温度为615~650℃且随着CTZ含量增加而升高。CTZ含量为35%的样品和CTZ含量为45%的样品分别在900和850℃附近出现了明显的放热峰。当CTZ含量≥30%时,钙钛锆石晶相开始析出;CTZ含量为45%时,样品中出现大量均匀分布的柱状钙钛锆石晶相;CTZ含量达55%时,样品致密性较差,除钙钛锆石晶相外还有榍石和二氧化硅晶相析出。PCT测试表明:CTZ含量为45%的样品具有较好的抗浸出性能,B和Na在42 d后的归一化质量损失约为0.1 g/m2,Si和Ca约为0.01 g/m2,与硼硅酸盐玻璃固化体处于同一数量级。     

硼硅酸盐玻璃结构的研究

本文运用Cu~(2+)在玻璃中的吸收光谱与顺磁共振谱研究了 Na_2O-B_2O_3-SiO_2 玻璃的结构与组成的关系。获了得在 B_2O_3含量为 25mol％附近g_1 因子有一转折,而在A_1 及光吸收峰的能量的变化曲线上则呈现极小值。此外,当Na_2O 与B_2O_3 的比例小于0.5时,这些参数的变化比较显著。上述变化是与玻璃结构内不同硼氧和硅氧基团的变化有关。     

温度制度对硼硅酸盐泡沫玻璃结构的影响

实验以SiO2和H3BO3为主要原料制备了硼硅酸盐泡沫玻璃.通过改变烧成温度和保温时间,探讨了温度制度对泡沫玻璃的结构的影响.利用SEM分析了泡沫玻璃的气泡结构,并对试样进行了抗酸性测试.随着温度的提高和保温时间的延长,气泡的尺寸逐渐增大,直至连通、破裂.在1250 ℃保温60 min制得的泡沫玻璃的气泡结构最佳.在0.1 mol/L的稀硫酸中浸泡2个月,质量变化率为0.46%～2.28%.     

硼原料对棕色硼硅酸盐玻璃性能的影响

研究了不同硼引入原料对棕色硼硅酸盐玻璃性能的影响,得出引入不同硼原料的玻璃,硼挥发量的实际排序;基于玻璃实际硼含量的差异,找出了氧化硼含量变化对玻璃光学透过率、玻璃高温黏度、玻璃膨胀系数性能指标影响的变化规律。     

热处理对硼泥微晶玻璃微观结构的影响

以硼泥为主要原料制备微晶玻璃,通过DTA, XRD, SEM等分析方法,对CaO-MgO-Al2O3-SiO2系玻璃的析晶性能进行研究,系统地分析了烧结时间和晶化时间对微晶玻璃结构的影响. 结果表明其主晶相为钙铁辉石,次晶相为尖晶石和橄榄石,晶粒的尺寸约为2~5 μm;其集合体呈枝晶、柱状晶体和块状晶体;在780℃下的最佳烧结时间为4 h,最佳晶化时间为4 h.     

TiO2对铝硼硅酸盐玻璃结构和性能的影响

采用熔融法制备不同TiO2含量的RO(包括CaO、MgO)-Al2O3-SiO2-B2O3系玻璃。利用红外光谱技术研究TiO2对玻璃结构的影响,分别探讨了玻璃密度、化学稳定性和介电性能的变化规律。结果表明:少量TiO2的加入能够增大玻璃结构聚合度,过多的TiO2将使玻璃结构变得相对疏松;随着TiO2含量的增加,介电常数和介电损耗在1MHz频率下先减小后增大,玻璃析晶倾向和密度呈现增大的趋势,耐酸和耐碱失重比呈现先减小后增大的变化。     

硼硅酸盐玻璃成分对硫酸钡热稳定性的影响

研究了硼硅酸盐玻璃主要成分(SiO₂、Na₂O、B₂O₃)对硫酸钡(BaSO₄)热稳定性的影响,分析BaSO₄分别与SiO₂、Na₂O、B₂O₃的混合物在不同温度(800～1 200℃)煅烧后的物相组成、显微结构、硫含量和拉曼光谱。结果表明:当BaSO₄:SiO₂摩尔比为7.5:92.5 (样品A)时,在温度低于1 200℃煅烧后其物相均为BaSO₄和SiO₂,温度达到1 200℃时出现了少量硅钡石(BaSi₂O₅)相;当BaSO₄:SiO₂:Na₂O为7:86:7 (样品B)时,在800℃煅烧后即出现了少量BaSi₂O₅相,当温度...     

热处理工艺对煤矸石玻璃陶瓷三点抗弯强度的影响

本文采用正交试验法系统考察了煤矸石玻璃陶瓷制备过程中各因素对材料三点抗弯强度的影响,得出了最佳的热处理工艺条件,为获得具有实用价值的CaO-MgO-Al2O3-SiO2系统煤矸石玻璃陶瓷提供了有益的参考。     

硼硅酸盐玻璃结构与其熔体性质研究

对硼硅酸盐玻璃结构及其熔体性质展开研究,通过红外光谱分析了Al2O3对硼硅酸盐玻璃结构的影响,测试了玻璃熔体的高温粘度和抗折强度.研究结果表明:当玻璃中Al2O3/SiO2物质的量比在1.2％～6.5％,(R2O-Al2O3)/B2O3的物质的量比在0.04 ～0.41范围内时,Al3+全部以[AlO4]形式存在,是玻璃网络形成体,B3+大部分以[BO3]的形式存在,是玻璃网络外体,少部分以[BO4]形式存在,是玻璃网络形成体.增加玻璃熔体中Al2O3的含量,玻璃中游离氧含量和[BO4]含量减少,[BO3]含量增加,玻璃的高温粘度增大,熔制温度升高,抗折强度降低.     

Al2 O3对硼硅酸盐玻璃结构和性能的影响

硼硅酸盐玻璃具有优良的抗热冲击性能和优异的光学性能。主要探讨了Al2 O3对硼硅酸盐玻璃的结构和性能的影响。通过红外光谱测试分析了Al2 O3含量不同时玻璃的结构变化,测试了玻璃的热膨胀系数,转变温度、膨胀软化温度、粘度和化学稳定性。研究结果表明：Al2 O3的加入使得玻璃结构中[ BO4]减少,[ BO3]相应增加,从而使得玻璃结构疏松。玻璃的热膨胀系数增大,Tg 和膨胀软化点Td 降低,化学稳定性减弱;但玻璃的软化点Tf 在Al2 O3含量小于3%时,随Al2 O3含量增加有降低趋势,大于3%时随Al2 O3含量增加有增大的趋势。玻璃的高温粘度随Al2 O3的加入增大,但低温粘度减小。     

CaO含量对镧硼硅酸盐玻璃陶瓷晶相和化学稳定性的影响

采用熔融冷却法制备了Na₂O-CaO-La₂O₃-B₂O₃-SiO₂玻璃,经热处理获得了硅酸盐氧基磷灰石硼硅酸盐玻璃陶瓷,并采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、差示扫描量热法(DSC)、产品一致性试验(PCT)法等方法探究了CaO取代SiO₂对该硼硅酸盐玻璃陶瓷物相、微观结构和化学稳定性的影响规律。结果显示:随着CaO含量增加,硅酸盐氧基磷灰石晶相衍射峰增强,其他晶相的衍射峰减弱直至消失,当CaO摩尔分数为15%时获得只含CaLa₄(SiO₄)₃O晶相的玻璃陶瓷样品;CaO含量会对玻璃陶瓷的晶相种类和晶体形状、大小、分布产生影响,CaO含量变化会造成陶瓷相晶体发生团簇和长大;采用PCT法浸泡28 d后,所有样品关于Si、Ca、La三种元素的归一化浸出率(g·m^-2·d^-1)均保持在10^-3数量级以下,表明其具有优异的化学稳定性,且CaO摩尔分数为15%的玻璃陶瓷样品化学稳定性最优异。研究结果表明,硅酸盐氧基磷灰石硼硅酸盐玻璃陶瓷是固化富La和某些锕系元素高放废物的潜在基材。     

硼硅酸盐泡沫玻璃研究

以C和Sb2O3组合作为发泡剂,通过粉末烧结发泡工艺制备了硼硅酸盐泡沫玻璃,采用SEM观察了试样的微观结构形貌,并研究了试样的耐酸腐蚀性能.结果表明:当发泡剂C的质量分数为0.9%、Sb2O3的质量分数为8.1%时,在1200 ℃、保温30 min条件下,可以制备出平均孔径为0.2～1.0 mm、气孔分布较均匀的硼硅酸盐泡沫玻璃.试样中气孔结构主要与气泡内的气体压力、玻璃的表面张力和粘度有关.将试样浸泡在0.1 mol/L的稀硫酸中做耐酸腐蚀性实验,60 d内试样的质量先有微量增加后保持不变,这主要是由于稀硫酸进入试样的气孔结构中后形成了一层保护膜,从而阻碍了进一步的侵蚀.     

烧结工艺对硼泥玻璃陶瓷显微结构和性能的影响

以硼泥为主要原料对制备玻璃陶瓷工艺进行研究,实验中发现烧结温度和烧结时间对析晶相的成分影响较小,但玻璃陶瓷的表面形貌影响较大;当烧结温度高于析晶温度时,对晶体尺寸影响更大;根据不同烧结温度和烧结时间对玻璃陶瓷结构影响,找出适合的最佳烧结温度和烧结时间,其值为781℃,时间为4h。     

硼硅酸盐玻璃浸出前后结构变化的研究

硼硅酸盐玻璃作为最具工业化应用前景的高放射性废物的固化基材,其中的放射性核素主要以浸出方式进入生物圈.本工作采用了MCC-1静态浸泡法对在90℃去离子水中浸泡28 d后的硼硅酸盐玻璃的浸出行为进行了研究.借助电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)、傅里叶红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)以及掠入射X射线衍...