热处理制度对LZAS玻璃陶瓷析晶和显微结构的影响

采用DSC、XRD、SEM等分析手段,研究了热处理制度对Li2O-ZnO-Al2O3-SiO2(LZAS)系玻璃陶瓷的析晶和显微结构的影响,并讨论了析晶机理.结果表明:610 ℃时开始析晶,晶体为纤微树枝状γⅡ- LZS;650 ℃时出现直径为0.5 μm的球状方石英晶粒,随后晶粒消失;720 ℃时开始析出蜂窝状的β-石英固溶体,并且随着温度升高晶体逐渐长大;到850 ℃变为均匀的颗粒状β-锂辉石固溶体,大小为1 μm左右.锂锌铝硅系玻璃陶瓷在热处理过程中会产生两种相变:γⅡ-LZS→γ0-LZS;方石英→β-石英固溶体→β-锂辉石固溶体.     

ZnO取代部分Al2O3的Li2O-Al2O3-SiO2系微晶玻璃的相变和性能

研究了以质量分数（下同）0～15%的ZnO取代Li2O-Al2O3-SiO2玻璃体系中相等质量的Al2O3后,微晶玻璃相变和性能。结果表明：随ZnO的取代量的增加,玻璃的熔化温度和玻璃晶化峰温度及转变温度不断降低,所有成分的微晶玻璃均可以得到具有细小等轴晶粒的组织结构,材料的热膨胀系数较低。当ZnO的取代量为5％时,首先析出的晶相仍为β-石英固溶体;随温度升高β-石英固溶体转变为β-锂辉石固溶体,与未取代时几乎一样,组织和性能的变化也较小。当ZnO的取代量增加到10％时,820℃高温晶化后,除了析出了β-石英固溶体、β-锂辉石固溶体外,还出现了硅锌矿相,使材料有较好的热性能和力学性能。当ZnO的取代量增加到15％时,材料的晶粒易粗化,抗弯强度和断裂韧性下降。     

不同MgO/Al_2O_3的LMAS系微晶玻璃的显微结构和性能的研究

采用DSC,XRD,SEM,TEC等测试方法,研究了不同MgO/Al2O3对LMAS系微晶玻璃的晶相成分,微观结构和热膨胀性能的影响。研究表明:700℃晶化时,晶相主要β-石英固溶体和β-锂辉石固溶体,且热膨胀系数较大;850℃晶化时,晶相为单一的β-锂辉石固溶体,热膨胀系数较小,但是晶粒尺寸较大,晶相含量高。同时发现:随着MgO/Al2O3的增大,热膨胀系数减小。     

锂铝硅系统微晶玻璃的析晶及热处理工艺研究

制备了Li2O-Al2O3-SiO2系微晶玻璃,采用差热分析(DTA)、X衍射分析(XRD)和扫描电镜(SEM)等分析手段对该系统微晶玻璃的析晶过程和微观结构进行了研究。通过正交实验讨论了热处理温度及时间对微晶玻璃热膨胀性能的影响。结果表明:通过热处理工艺来控制晶相的析出,析晶初始温度下首先析出的晶相为β-石英固溶体,随晶化温度升高β-石英固溶体转变为β-锂辉石固溶体,可以使样品的热膨胀性能符合要求。获得较小热膨胀系数的热处理工艺为:核化温度620℃,核化时间1小时,晶化温度840℃,晶化时间3小时。所获得的微晶玻璃的热膨胀系数为9.510-7/℃,可作为低膨胀材料使用。     

热处理制度对Li20-Al2O3-SiO2系微晶玻璃晶化过程和性能的影响

采用熔融法获得了以 TiO2+ZrO2 和 P2O5 为复合晶核剂的 LiO-Al2 O3-SiO2 系统基础玻璃,通过差热分析和正交实验的方法确定了使该玻璃微晶化的热处理制度,获得了不同热处理制度下 Li2O-Al2O3-SiO2 系统低膨胀微晶玻璃.利用 X 射线衍射分析和扫描电子显微镜对晶化样品的物相和微观结构进行了研究;讨论了热处理制度对玻璃的晶化过程及热膨胀系数的影响.研究结果表明:不同热处理温度下的微晶玻璃均可以得到具有细小等轴晶粒的组织结构,材料的热膨胀系数较低;析晶初始温度下首先析出的晶相为β-石英固溶体,随晶化温度升高β-石英固溶体转变为β-锂辉石固溶体,晶化温度进一步升高,β-锂辉石固溶体结晶完全,材料的热膨胀系数更低.     

ZrO2对Li2O-Al2O3-SiO2微粉析晶行为的影响

采用高分子网络凝胶法成功地制备出Li2O-Al2O3-SiO2-ZrO2(LASZ)微晶玻璃粉,探讨了添加不同含量ZrO2对LASZ微晶玻璃的析晶行为和相转变的影响.研究表明:热处理温度在700～1200 ℃时,LASZ微粉先形成六方晶系的β-石英固溶体,随热处理温度的升高,逐渐转变为稳定的四方晶系β-锂辉石固溶体.ZrO2含量增加,降低了β-石英固溶体的结晶温度,延迟了β-石英固溶体向β-锂辉石固溶体的转变.当ZrO2的物质的量分数从0增加到4.0%时,析晶活化能从304.6kJ/mol降低到248.9kJ/mol.所获得的LASZ粉末晶粒大小为20～60 nm,晶粒尺寸随温度的升高而增大,随ZrO2的增加而下降.本实验所制备的LASZ微晶玻璃的热膨胀系数为(4～14)×10-7/℃.     

影响LAS系微晶玻璃密度和热膨胀系数的工艺制度研究

以SiO2、Al2O3、Li2CO3为主要原料,通过加入少量碱土金属氧化物、澄清剂及TiO2和ZrO2成核剂,首先在1 580℃熔制玻璃,然后依据差热分析所确定的热处理制度,在不同温度和时间条件下对其进行核化和晶化处理,制得低膨胀Li2O-Al2O3-SiO2系透明微晶玻璃。结果表明:试样的热膨胀系数随核化温度或晶化温度的升高、核化时间或晶化时间的延长呈先降低后升高的变化规律,此变化的规律性与试样的密度成相反的变化规律。在550℃核化2 h,880℃晶化1h的条件下制得的Li2O-Al2O3-SiO2系微晶玻璃结构致密,晶粒细小均匀,主晶相为β-石英固溶体,外观完全透明,热膨胀系数为2.262×10-7/℃(0~900℃),密度为2.5 g/cm3。     

封接用Li2O—ZnO—Al2O3-SiO2玻璃析晶和热膨胀行为研究

以传统熔融冷却法制得了Li2O-ZnO-Al2O3-SiO2(LZAS)系统无色透明的基础玻璃,通过热处理获得了与4J 29可伐合金封接用微晶玻璃材料.运用DTA、XRD等手段分析了组成和热处理制度对玻璃析晶和热膨胀行为的影响.结果表明,随ZnO取代(SiO2+Al2O3),NBO/T逐渐增大,第1、第3放热峰向低温方向偏移,第2放热峰则稍向高温方向偏移;对于24.5Li2O-15ZnO-8.55Al2O3-51.25SiO2-0.7P2O5系统玻璃来说,晶化温度对析出晶相的种类和含量影响显著,随晶化温度的升高,晶相变化表现出如下趋势:主晶相由方石英向Li2Al2Si3O10转变,次晶相由βⅡ/-Li2ZnSiO4向γ0-Li2ZnSiO4转变.这种变化也反映在热膨胀行为上,即随晶化温度升高,热膨胀系数在(40.2～123.6)×10-7/K之间变化.经535℃, 2h和700℃, 2h处理后获得的热膨胀系数为49.5×10-7/K,可满足与4J 29可伐合金封接使用要求.     

热处理制度对Li2O-A12O3-SiO2系微晶玻璃晶化过程和性能的影响

采用熔融法获得了以TiO2＋ZrO2和P2O5为复合晶核剂的Li2O-Al2O3-SiO2系统基础玻璃,通过差热分析和正交实验的方法确定了使该玻璃微晶化的热处理制度,获得了不同热处理制度下Li2O-Al2O3-SiO2系统低膨胀微晶玻璃。利用X射线衍射分析和扫描电子显微镜对晶化样品的物相和微观结构进行了研究;讨论了热处理制度对玻璃的晶化过程及热膨胀系数的影响。研究结果表明：不同热处理温度下的微晶玻璃均可以得到具有细小等轴晶粒的组织结构,材料的热膨胀系数较低;析晶初始温度下首先析出的晶相为β-石英固溶体,随晶化温度升高β-石英固溶体转变为β-锂辉石固溶体,晶化温度进一步升高,β-锂辉石固溶体结晶完全,材料的热膨胀系数更低。     

热处理制度对高ZnO含量的Li2O-Al2O3-SiO2系统玻璃析晶及热膨胀系数的影响

以TiO2 ZrO2 P2O5为复合成核剂,采用传统熔融冷却法获得了高ZnO含量的Li2O-A l2O3-SiO2系统的基础玻璃。通过差热分析确定了该玻璃的热处理条件、晶化性能,利用梯温炉实验、X射线衍射分析和扫描电镜对晶化试样的物相和微观结构进行了研究,讨论了热处理制度对玻璃的析晶及热膨胀系数的影响。研究结果表明:含10%(质量分数)ZnO的LAS系统样品玻璃最佳核化温度为(710±2)℃,玻璃的晶化活化能E为(275±2)kJ/mol,晶化指数n为3.11±0.2,样品玻璃在较低温度下失透,并且随着晶化温度升高,样品的热膨胀系数加大。