铽铝硼硅酸盐磁光玻璃形成性能及热稳定性研究

采用Zhou W C提出的玻璃形成区研究方法探索了铽硼硅酸盐磁光玻璃形成区域范围,采用魔角核磁共振谱仪(MAS NMR)和示差扫描量热仪(DSC)对玻璃结构和特征温度能进行了表征,研究了Tb2O3和Al2O3对玻璃形成能力和玻璃结构的影响,同时引入玻璃析晶参数β讨论玻璃热稳定性.结果表明:Tb2O3的掺入量受玻璃形成区域的限制,在Tb2O3含量为30%(摩尔分数)时以及Al2O3含量为25%(摩尔分数)时玻璃形成能力较强;铽铝硼硅酸盐玻璃结构中硼氧多面体和铝氧多面体主要以四配位的[BO4]和[AlO4]形式存在,仍存在少量三配位的[BO3]和五配位的[AlO5];Tb2O3含量为30%(摩尔分数)的玻璃β值较大,热稳定性能较好.     

多种重离子辐照对硼硅酸盐玻璃机械性能的影响

研究辐照导致硼硅酸盐玻璃机械性能的影响, 对高放废物的长期安全处置具有重要的意义。本工作采用0.3 MeV的P离子、4 MeV的Kr离子、5 MeV的Xe离子以及8 MeV的Au离子分别辐照硼硅酸盐玻璃, 利用纳米压痕技术表征了辐照前后样品的硬度和模量。结果表明: 硼硅酸盐玻璃的硬度和模量在一定范围内会随着辐照剂量的增大而减小, 辐照达到0.1 dpa时硬度和模量变化趋于饱和, 此时硬度下降了35%, 模量下降了18%; 而且不同种类的离子辐照对硼硅酸盐玻璃的硬度和模量造成的变化趋势基本相同。使用掠入射X射线衍射仪对样品晶态结构进行了分析, 发现辐照后硼硅酸盐玻璃仍保持非晶状态。利用Raman光谱对辐照后样品的微观结构的变化进行了表征, 发现辐照会导致玻璃网络结构发生改变, 玻璃的聚合度下降, 无序度增加。本工作还证明了离子辐照导致玻璃机械性能变化的主要因素是离子在样品中的核能量沉积导致玻璃结构的改变。     

硼硅酸盐包层玻璃化学稳定性的研究与结构分析

研究了紫外光纤用包层玻璃组分的变化以及外掺ZrO2对光纤包层玻璃化学稳定性的影响.结果表明,通过改变SiO2/B2O3、B2O3/Al2O3、B2O3/(K2O Na2O)的值,以及适当增加外掺ZrO2含量,可以明显提高碱硼硅酸盐玻璃化学稳定性.核磁共振和红外光谱分析表明玻璃化学稳定性提高的主要原因在于Zr4 的加入促进了玻璃内部的[BO3]层状结构逐渐转变为[BO4]网络状结构.     

铁磷和硼硅酸盐熔体对耐火材料的腐蚀性能

耐火材料的选择对放射性核废料的玻璃化过程是至关重要的,本文采用动态耐火材料腐蚀速度技术比较了铁磷模拟放射性核废料熔体和硼硅酸盐熔体DWPF的腐蚀性质,测量在1000至1300℃之间进行。在铁磷熔体中,致密氧化铝和氧化铬耐火材料有最低的熔线腐蚀速度,二氧化硅、锆英石和AZS耐火材料的腐蚀速度比较高。同时,氧化铝和氧化铬耐火材料在铁磷熔体中的腐蚀速度小于它们在硼硅酸盐熔体DWPF中的腐蚀速度。对氧化铬耐火材料来说,其在三种含有模拟HLW废料的铁磷熔体中的熔线腐蚀速度小于0.1mm/day。按照DWPF熔化器的设计标准,Alumina和Zircon商品耐火材料可以用来熔化多种HLW废料。     

网络修饰体对铕-镝共掺铝硼硅酸盐玻璃白光发光影响

采用高温熔融的方法,在空气中制备了一系列添加不同网络修饰体氧化物的Eu2 O3和Dy2 O3共掺杂铝硼硅酸盐玻璃,并测试了其在紫外光激发下的发光性能.从发射谱中可以看到归属于Eu2+、Eu3+和Dy3+离子能级跃迁的蓝、绿、黄、红等多色发射带共存.这些发射带之间的相对强度会随着网络修饰体氧化物的改变而变化,从而导致发光色度的变化.加入适当的网络修饰体氧化物可得到合适的白光发射.此外,在空气中制备过程中发生了Eu3+→Eu3+的还原反应.用Li2O取代ZnO时,该还原反应程度降低,而用CaO取代BaO时该还原反应程度增强,其机制与玻璃组分的光碱度有关.     

硼硅酸盐玻璃的低温烧结研究

莫来石陶瓷材料作为高性能集成电路的候选材料,在电子封装基片领域有着广阔的应用前景,但过高的烧结温度限制了其发展。本文利用溶胶-凝胶法制备能够在低温实现烧结的硼硅酸盐玻璃,作为引入相以实现莫来石陶瓷封装材料的低温共烧,通过研究CaO、B2O3、SiO2的不同组成并引入ZnO、P2O5作为助烧剂,最终制得了能够在800℃实现低温烧结的硼硅酸盐玻璃,其线性收缩率约为22.4%~24.0%,表观密度为2.21±0.1,ε=4.1±0.2,tgδ<0.06%,Rj>1.0×1012Ω.cm。     

硼硅酸盐生物活性玻璃在直流电场下的体外矿化性能

硼硅酸盐生物活性玻璃具有良好的生物活性和骨传导性, 但大多数生物活性玻璃表现出非线性降解和矿化行为, 矿化性能会随着时间而减缓。电场作为一种外场辅助调节的方法, 能够干预玻璃的离子交换和扩散。本研究利用直流电场干预硼硅酸盐生物活性玻璃的体外矿化, 加快降解较慢阶段中硼硅酸盐生物玻璃的生物活性。将熔融法制备的成分为18SiO₂-6Na₂O-8K₂O-8MgO-22CaO-2P₂O₅-36B₂O₃的硼硅酸盐生物活性玻璃浸泡在SBF生理模拟液中, 施加0~90 mA的电流, 研究直流电场对硼硅酸盐生物玻璃降解及体外矿化性能的影响。研究结果表明, 施加电场不仅可以提高硼硅酸盐生物活性玻璃的降解率和离子释放量, 而且有利于玻璃网络水解和表面羟基化, 加速羟基磷灰石的生成。其中失重率比对照组提高了3%~5%, 硼和钙的离子释放量分别较对照组提高了2.3~2.9倍和1.9~2.3倍。对硼硅酸盐生物活性玻璃表面结构分析得出, 暴露在电场下的样品表面生成了磷灰石层。应用直流电场可以提高生物活性玻璃的降解及体外矿化性能, 为提升骨修复效果提供了一种新思路。     

Y_2O_3和Gd_2O_3掺杂对硼硅酸盐玻璃耐海水性能的影响

本文通过高温熔融法制备了Y_2O_3和Gd_2O_3掺杂的硼硅酸盐玻璃,借助SEM、ICPAES、XRD和pH计等分析手段,探究了稀土掺杂对该玻璃耐蚀性能的影响及其在海水中的腐蚀机理。结果表明:单独掺杂不同量的稀土氧化物对玻璃耐海水性能的影响不同,理想的单独掺杂量分别为1.00mol%的Y_2O_3(ZBY4)和0.25mol%的Gd_2O_3(ZBG1);混合掺杂的试样在耐海水性能上均得到提高,其中最佳掺杂量为0.5mol%Y_2O_3+0.5mol%Gd_2O_3;基础试样腐蚀后表面析出Mg_4Al_2(OH)_(12)(CO_3)·_3H_2O晶体,ZBY4、ZBG1试样及所有混合掺杂试样表面均没有晶体产生。此外,玻璃在海水中的腐蚀与玻璃在去离子水中的腐蚀过程存在较大差别。     

硼硅酸盐生物活性玻璃在直流电场下的体外矿化性能（英文）

硼硅酸盐生物活性玻璃具有良好的生物活性和骨传导性,但大多数生物活性玻璃表现出非线性降解和矿化行为,矿化性能会随着时间而减缓。电场作为一种外场辅助调节的方法,能够干预玻璃的离子交换和扩散。本研究利用直流电场干预硼硅酸盐生物活性玻璃的体外矿化,加快降解较慢阶段中硼硅酸盐生物玻璃的生物活性。将熔融法制备的成分为18SiO₂-6Na₂O-8K₂O-8MgO-22CaO-2P₂O₅-36B₂O₃的硼硅酸盐生物活性玻璃浸泡在SBF生理模拟液中,施加0～90 m A的电流,研究直流电场对硼硅酸盐生物玻璃降解及体外矿化性能的影响。研究结果表明,施加电场不仅可以提高硼硅酸盐生物活性玻璃的降解率和离子释放量,而且有利于玻璃网络水解和表面羟基化,加速羟基磷灰石的生成。其中失重率比对照组提高了3%～5%,硼和钙的离子释放量分别较对照组提高了2.3～2.9倍和1.9～2.3倍。对硼硅酸盐生物活性玻璃表面结构分析得出,暴露在电场下的样品表面生成了磷灰石层。应用直...     

硼硅酸盐浮法玻璃的抛光温度

浮法工艺的优点之一是可以获得极佳的玻璃表面质量,硼硅酸盐浮法玻璃是近年来的研究热点。本文采用原子力显微镜（AFM）研究了温度和时间对硼硅酸盐玻璃浮法成形过程中抛光阶段的影响。研究结果表明：高温抛光过程中时间不是限制玻璃表面抛光质量的决定因素,温度是决定抛光质量的关键。硼硅酸盐浮法玻璃在大于1250℃以上的温度可以快速达到良好的抛光效果。     

硅硼玻璃在可伐合金表面的润湿规律

采用座滴法研究硅硼玻璃在分别具有FeO和FeO+Fe_3O_4氧化膜的可伐合金表面1000℃保温不同时间的润湿规律.用数码显微镜测量硅硼玻璃在可伐合金表面的接触角和润湿直径,用SEM研究晕圈的表面形貌以及玻璃和金属的截面形貌,并用能谱分析不同晕圈处的化学成分.结果表明:随着润湿时间的延长,玻璃在具有FeO和FeO+Fe_3O_4氧化膜的可伐合金表面的接触角不断减小并最终分别在25°和23°趋于稳定.可以观察到,在润湿过程中,熔融玻璃周围存在两个晕圈,可以根据接触角、晕圈和润湿直径的变化将润湿过程分成润湿初始期、润湿铺展期和润湿稳定期三个阶段.     

中性硼硅玻璃与药物相容性研究进展

目的 药品包装材料与药物相容性实验是评价药品包装材料安全性能与药品质量的重要研究项目,中性硼硅玻璃具有膨胀系数小、耐极冷极热性强、不易炸裂、化学稳定性好等特点,已成为注射剂包装的首选材质.探索中性硼硅玻璃与药物相容性的研究进展与发展趋势,为中性硼硅玻璃用于药品包装材料提供参考.方法 分别从玻璃成分中金属离子向药液中的迁移量、有害物质的浸出量、不同温度与酸碱条件下玻璃的脱片、玻璃对药物的吸附以及药物对玻璃表面的侵蚀程度等方面综述中性硼硅玻璃与药物相容性的研究进展,考察中性硼硅玻璃对于药品质量的影响.结论 中性硼硅玻璃与药物的相容性评价方法逐渐完善,为中性硼硅玻璃作为药用包装材料的研究提供参考.     

稀土掺杂碱锌硼硅酸盐玻璃的制备及其性能的研究

稀土玻璃由于具有高折射、低色散的特点，在红外光学玻璃以及有色光学玻璃等领域有着特殊的应用。主要研究了稀土钐掺杂碱硼硅酸盐玻璃的形成能力、玻璃的析晶产物以及稀土含量对玻璃吸收光谱的影响。实验结果表明，稀土氧化钐对碱硼硅酸盐玻璃具有较强的影响，随着稀土含量的增加玻璃的形成区域迅速缩小，玻璃的析晶能力以及对可见区和近红外区的光吸收逐渐增强。玻璃的析晶产物主要是六方(H)与三斜(T)晶型的硼酸钐晶体。     

B2O3对氟化物乳浊玻璃微结构和性能的影响

以钠钙硅系统玻璃为基体,以氟硅酸钠作为乳浊剂,利用传统熔融法制备乳浊玻璃。采用SEM、XRD和透过率测试分别对其微结构、析晶及乳浊性能进行表征,分析讨论了B2O3对乳浊玻璃微结构和性能的影响。研究结果表明:添加适量的B2O3可有效控制玻璃的析晶尺寸和析晶密度,有利于制备出微结构均匀、乳浊程度可控的乳浊玻璃,其主晶相为CaF2。B2O3的引入可降低玻璃的析晶倾向,且随着B2O3引入量的增加乳浊玻璃的晶粒密度、尺寸相应减小,乳浊程度下降。     

Cr2O3对高放核废料磷酸盐玻璃固化体的影响

在含高放核废料的玻璃固化体中添加了不同含量的Cr2O3，以考察其对玻璃固化体的结构和性质的影响．对添加Cr2O3的玻璃固化体进行了各种方法(溶出速率法，蒸汽水化侵蚀和试样坚固性法)的化学稳定性的测试．测试结果表明，Cr2O3的引入不会对玻璃固化体的化学稳定性产生不良的影响．与此相反，Cr2O3能抑制各种离子自玻璃固化体中沥析出来，改善玻璃固化体的化学耐蚀性．XRD内标法测定，Cr2O3在铁磷酸盐玻璃中的溶解度可达4．1％，是其在硼硅酸盐玻璃的3倍．FTIR和DTA的结果表明，不同含量的Cr2O3的引入，不会对玻璃固化体的网络结构造成显著的变化．Mossbauer谱表明，Fe^2 ／Fe^3 的比值随着Cr2O3的含量的增加而增大，说明Cr离子和Fe离子在玻璃熔制过程中发生氧化还原反应，形成的Cr^ 6有利于提高玻璃固化体的化学耐蚀性．     

Bi2S3纳米晶掺杂钠硼硅玻璃的三阶非线性光学性质

利用溶胶-凝胶方法制备了1 wt%Bi2S3纳米晶掺杂钠硼硅玻璃.利用X射线粉末衍射仪(XRD),X射线光电子能谱(XPS),透射电子显微镜(TEM),X射线能量色散谱(EDX),扫描模式透射电子显微镜(STEM)以及高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对Bi2S3纳米晶在钠硼硅玻璃中的形貌和微结构进行了表征,同时,利用飞秒Z扫描技术在波长为770 nm对该玻璃的三阶非线性光学性能进行了分析测试.结果表明,尺寸为10～30 nm的Bi2S3正交晶系纳米晶在钠硼硅玻璃中形成,该玻璃的三阶非线性光学折射率γ、三阶非线性吸收率β和三阶非线性极化率χ(3)分别为5.90×10-16 m2/W、7.35×10-9 m/W和4.55×10-18 m2/V2.其中,该玻璃的三阶非线性极化率值比未经掺杂的钠硼硅玻璃(χ(3)=1.09×10-22 m2/V2)高出4个数量级,这表明,随着Bi2S3纳米晶的引入,该玻璃的三阶非线性光学性能将得到显著的提高.