掺氟化钙硅灰石玻璃陶瓷的析晶动力学EI北大核心CSCD

以废玻璃与钙铝黄长石为主要原料,添加氟化钙通过反应析晶烧结法制得掺氟化钙硅灰石玻璃陶瓷。采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、差式扫描量热分析(DSC)等对其进行表征,根据样品在不同升温速率下的差热曲线,分别采用FWO、Kissinger、Friedman和K值法对其进行析晶动力学的研究。结果表明:样品主晶相为硅灰石,颗粒呈板条状。四种动力学分析方法计算出掺氟化钙硅灰石玻璃陶瓷的析晶活化能分别为117.4、102.8、110.5、100.4 kJ/mol,结果较为接近。与未掺氟化钙的硅灰石玻璃陶瓷相比,掺入少量的氟化钙即可降低硅灰石玻璃陶瓷的析晶活化能,说明氟化钙有利于玻璃相的黏性流动,具有较强的促进玻璃析晶能力,有助于硅灰石玻璃陶瓷的制备。     

添加P2O5及F对CaO-MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃形成及析晶的影响

为了研究P2O5及氟化物对CaO-MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃形成及析晶的影响，采用高温熔融法制备了不同P2O5及氟化物含量的玻璃试样。结果表明：玻璃的形成范围大致为（P205％＋F％）≤10％。在氟化物的添加量较低时，试样仅发生表面析晶，析出晶体为硅灰石（CaSi03）和少量的钙长石（CaAl2Si2O8）。随着氟化物含量是增加，试样在表面和内部都析出晶体，最终形成“整体”析晶的状态。P2O5的加入抑制了表面析晶，但促进了玻璃的分相和整体析晶。同时添加P2O5及氟化物将促进晶体的整体析出和晶体的生长，P2O5加入量的提高有利于氟磷灰石（Ca5（PO4）3F）的析出，而氟化物含量的提高增加了钙长石的析出。     

CeO2对牙科云母玻璃陶瓷微观结构和性能的影响

针对添加大剂量氧化物是否会对云母玻璃陶瓷的性能产生不利影响的这一关键性问题,运用DTA、XRD、SEM和机械性能测试等方法研究了添加不同的CeO2(作为着色剂),对氟金云母玻璃陶瓷微观结构、力学性能和可切削性能的影响.结果表明:添加2%～5%(质量分数, 下同)CeO2后,牙科氟金云母玻璃陶晶体主晶相无明显改变,晶体直径明显变大.随着CeO2含量的增加,三点弯曲强度先增加后降低,切削性能逐渐改善.在氟金云母玻璃陶瓷中添加3%以下的CeO2对材料的力学性能的提高有促进作用; 添加量过高时, 虽切削性能有所提高, 但强度和耐磨性却下降.     

包钢高炉渣微晶玻璃的析晶动力学及显微结构分析

以包钢高炉渣为主要原料,采用熔融法制备CaO-MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃,分别研究了添加Cr2O3和Fe2O3作为晶核剂时基础玻璃的析晶动力学,采用差热分析方法(DTA)对玻璃的稳定性进行了分析,采用扫描电镜(SEM)对热处理后试样的微观形貌进行了观察分析,借助Ozawa和Kissinger方程计算了玻璃的析晶活化能E,借助Augis-Bennett方程计算了晶体生长指数n,对比了添加Cr2O3和Fe2O3为晶核剂时玻璃体系的析晶活化能和晶化指数,并确定了各自的晶化机理。结果表明:添加Cr2O3为晶核剂时,玻璃稳定性较差,析晶活化能较低,晶体生长指数较高,更容易促进玻璃的析晶;添加Cr2O3为晶核剂时,析晶机制为体积析晶;而添加Fe2O3为晶核剂时,析晶机制为表面析晶。研究结果为包钢高炉渣制备微晶玻璃适当种类的晶核剂的选择提供了理论依据。     

ZnO含量对Ag2O-CaO-Fe2O3-SiO2玻璃析晶的影响

通过溶胶-凝胶法制备Ag2O-CaO-Fe2O3-SiO2系基础玻璃,采用晶化工艺制得该系抗菌微晶陶瓷,利用DSC、SEM和XRD等技术和动力学理论探讨该体系的晶化机理,计算不同ZnO含量的玻璃析晶活化能,研究ZnO含量变化对玻璃晶化的影响。结果表明：ZnO含量对玻璃析晶影响显著,随着ZnO含量增加,玻璃析晶温度降低;当ZnO含量为5％时,玻璃的析晶活化能最低（E=324．522kJ／mol）;ZnO的加入未改变玻璃原来的晶相,主晶相仍是磁铁矿和硅灰石,但晶体的生长方式略有改变。     

ZrO2-云母复相微晶玻璃的微观组织研究

在以氟金云母KMg3Si3AlO10F2为主晶相的微晶玻璃中，以CaO替换部分K2O，同时再添加适量的ZrO2，可得到ZrO2-云母复相微晶玻璃。用XRD，SEM及EDXS研究了ZrO2的添加对可切削微晶玻璃中云母析晶性能及显微组织的影响。结果表明，ZrO2可以通过影响分相而促进玻璃的析晶；在CaO稳定的作用下，能够析出较多的t-ZrO2;ZrO2的加入能明显抑制云母晶体的长大，由于ZrO2的浓度起伏，析出不同形态的组织结构。     

酸洗粉煤灰烧结莫来石陶瓷及其力学性能

以酸洗粉煤灰为原料,铝溶胶为铝源,烧结制备了莫来石陶瓷。利用X射线衍射和场发射扫描电镜等分析了莫来石陶瓷的晶体结构与微观形貌,研究了烧结温度和铝溶胶添加量对莫来石陶瓷的烧结行为、析晶过程以及力学性能的影响。结果表明:随着烧结温度升高,陶瓷体积密度、莫来石含量以及抗弯强度先增大后减小;随着铝溶胶添加量增大,陶瓷体积密度和莫来石含量持续增大,但抗弯强度和维氏硬度先增大后减小。酸洗粉煤灰中添加17.7%铝溶胶,1200℃烧结时莫来石陶瓷综合性能最佳,体积密度为2.67 g/cm^3,结晶度和莫来石含量分别为83.4%和50.2%,陶瓷抗弯强度和维氏硬度分别达到137.6 MPa和7.97 GPa。     

NaF-CaF2-Al2O3-SiO2微晶玻璃的析晶动力学和显微组织

采用传统熔体冷却法制备了掺镱NaF-CaF2-Al2O3-SiO2体系玻璃,并通过优化热处理工艺获得了透明氟氧化物微晶玻璃.通过DSC、XRD和TEM等方法研究了引入碱金属氧化物和碱土金属氧化物对玻璃形成能力的影响,采用动力学方法分析了NaF-CaF2-Al2O3-SiO2系统玻璃的析晶机制,探讨了热处理制度、玻璃析晶行为和显微结构的关系.研究表明:碱金属氧化物的引入降低了该系统玻璃的形成能力,而碱土金属氧化物的添加提高了玻璃的析晶稳定性;该系统玻璃的析晶过程主要受扩散控制,其主晶相为CaF2,析晶活化能为345.8 kJ/mol,晶粒尺寸随晶化温度升高逐渐增大,晶粒数量随保温时间延长逐渐增多.通过优化热处理制度,获得了晶粒尺寸小于50 nm、结晶度约为30%的透明微晶玻璃.     

混凝土淤渣玻璃陶瓷材料的制备和性能

以混凝土淤渣为主要原料制备了3种不同配比的玻璃陶瓷材料,应用X射线衍射和扫描电子显微镜技术探讨了混凝土淤渣玻璃陶瓷的析晶及显微组织特征.结果表明,在添加氟化物和FeS的混凝土淤渣玻璃中,析出晶体为镁黄长石(Ca2MgSi2O7)和少量的钙长石(CaAl2Si2O8).而当在混凝土淤渣玻璃中添加MgO及少量ZnO与MnO后,析出晶体主要为镁黄长石.提高混凝土淤渣玻璃中ZnO含量后,试样中析出相为硅灰石(CaSiO3)和少量锌黄长石(CaZnSi2O7).在不同混凝土淤渣掺杂量的玻璃中,通过调整热处理制度都可以使晶体整体析出.     

氟在烧结法熟料中的相组成

在烧结法生产氧化铝中,由原料铝土矿带入的氟,于熟料中的含量约为0.1％左右。当添加氟化物,如氟化钙等,进行烧结时,可降低熟料的烧成温度。但添加量在1％以上,会显著降低熟料中Al_2O_3和Na_2O的溶出率,这就限制了氟化物的应用。此外,铝电解烟气净化物进入烧结法,也将带入一定的氟。但氟在熟     

二次法制备冶金渣陶瓷-微晶玻璃复合材料

为了改善钢渣陶瓷的外观颜色和表面性能,采用二次烧成法制备出了钢渣陶瓷-高炉渣微晶玻璃复合材料,并对其结构与性能关系进行了研究。陶瓷层主晶相为辉石相,微晶玻璃层主晶相是辉石相和黄长石相。在陶瓷1220℃烧结温度,微晶玻璃880℃析晶温度的最佳条件下,复合材料耐磨性能显著提高,其磨损体积比单体材料降低1倍以上。陶瓷-微晶玻璃紧密结合的过渡层以及微晶玻璃析晶均匀和增加的辉石相有利于复合材料表面性能的改善。     

混凝土淤渣玻璃陶瓷材料的制备和性能

以混凝土淤渣为主要原料制备了3种不同配比的玻璃陶瓷材料，应用X射线衍射和扫描电子显微镜技术探讨了混凝土淤渣玻璃陶瓷的析晶及显微组织特征。结果表明，在添加氟化物和FeS的混凝土淤渣玻璃中，析出晶体为镁黄长石（Ca2MgSi2O7）和少量的钙长石（CaAl2Si2O8）。而当在混凝土淤渣玻璃中添加MgO及少量ZnO与MnO后，析出晶体主要为镁黄长石。提高混凝土淤渣玻璃中ZnO含量后，试样中析出相为硅灰石（CaSiO3）和少量锌黄长石（CaZnSi2O7）。在不同混凝土淤渣掺杂量的玻璃中，通过调整热处理制度都可以使晶体整体析出。     

Fe2O3含量对CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃显微组织与力学性能的影响（英文）

采用差热分析(DTA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子顺磁共振(ESR)和Mssbauer谱等技术研究Fe2O3含量对CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃显微组织与力学性能的影响。结果表明:Fe2O3的加入不改变CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析出的主晶相类型,但使体系的析晶峰温度降低,析晶活化能增加和析出晶体的粒度减小。ESR测试结果表明,Fe2O3的加入会因轴向扭曲造成分相,从而促进析晶;同时,Fe2O3的加入能更好地调整CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃网络内部结构,使Fe3+进入比四面体对称性更高的八面体配位,有利于抗弯强度的增大。Mssbauer测试结果表明,Fe3+和Fe2+在CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃存在不同的配位,且微晶玻璃的抗弯强度随Fe3+六配位数的增多而增大;同时,Fe2+和Fe3+相互作用的增强也有利于微晶玻璃抗弯强度的增大。在核化温度为700°C、核化时间为2 h、晶化温度为910°C和晶化时间为3 h的热处理条件下,样品的显微硬度达到HV 896.9,抗弯强度达到217 MPa。     

Fe_2O_3含量对CaO-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃显微组织与力学性能的影响(英文)

采用差热分析(DTA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子顺磁共振(ESR)和Mssbauer谱等技术研究Fe2O3含量对CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃显微组织与力学性能的影响。结果表明:Fe2O3的加入不改变CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析出的主晶相类型,但使体系的析晶峰温度降低,析晶活化能增加和析出晶体的粒度减小。ESR测试结果表明,Fe2O3的加入会因轴向扭曲造成分相,从而促进析晶;同时,Fe2O3的加入能更好地调整CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃网络内部结构,使Fe3+进入比四面体对称性更高的八面体配位,有利于抗弯强度的增大。Mssbauer测试结果表明,Fe3+和Fe2+在CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃存在不同的配位,且微晶玻璃的抗弯强度随Fe3+六配位数的增多而增大;同时,Fe2+和Fe3+相互作用的增强也有利于微晶玻璃抗弯强度的增大。在核化温度为700°C、核化时间为2 h、晶化温度为910°C和晶化时间为3 h的热处理条件下,样品的显微硬度达到HV 896.9,抗弯强度达到217 MPa。     

原位析出纳米氟化钙晶体的搪瓷涂层自润滑行为研究

目的 调控析出氟化钙晶体,赋予搪瓷涂层常温自润滑性能。方法 采用球磨和熔融2种方式向作为空白对照组的搪瓷配方中加入质量分数为3.5%的CaF2,制备出3种喷涂于304不锈钢上的搪瓷涂层。通过摩擦磨损实验、软化点测定和维氏硬度测定实验,分别评价搪瓷涂层的摩擦磨损性能、热性能和力学性能,并通过扫描电镜分析搪瓷的晶化情况和磨痕形貌,用电子探针显微分析仪分析磨痕表面的元素分布,探讨润滑机理。结果 采用球磨法加入CaF2制备的搪瓷基复合涂层中,CaF2颗粒的粒径较大且分布不均;在熔炼搪瓷时即加入CaF2颗粒,该氟化物可参与到搪瓷网络结构中,并在搪瓷涂层烧制时原位析出平均粒径为132 nm、大小均匀且弥散分布的纳米级CaF2晶体。结果显示,熔融添加质量分数为3.5%的CaF2,使得搪瓷涂层的摩擦因数由0.57降至0.37,磨损率也降低了2个数量级,而球磨添加质量分数为3.5%CaF2的搪瓷涂层的摩擦因数稍有降低,但磨损率基本无变化。熔融添加氟化物的搪瓷涂层,原位析出了纳米级CaF2晶体,诱使摩擦表面形成了润滑层。结论 CaF2的加入可在一定程度上提高搪瓷涂层在常温条件下的耐磨性和润滑性,当CaF2为原位析出的纳米级晶体时具备优异的减摩润滑效果。     

CaO-P_2O_5-SrO-MgO-Na_2O玻璃陶瓷的析晶控制和微观结构的研究

采用溶胶凝胶法,以羟基磷灰石前躯体为成核剂,制备CaO-P_2O_5-SrO-MgO-Na_2O体系玻璃陶瓷,并控制其析晶相的种类、含量以及晶粒大小.结果表明:在溶胶凝胶法制备CaO-P_2O_5-SrO-MgO-Na_2O玻璃陶瓷的过程中,引入羟基磷灰石前躯体作为成核剂,可有效降低成核与析晶温度.700 ℃热处理后的试样由基质玻璃、主晶相Ca_4P_6O_(19) ,微量的β-Ca_2P_2O_7和(Ca,Mg)_3(PO_4)_2组成.析晶相镶嵌在残余玻璃基质中,且分布较均匀.烧结体内部有较多微孔,该结构有利于体内离子扩散,提高材料的生物活性.通过调整前驱体含量和热处理温度,可控制析晶相/基质玻璃比率,调控材料的微观结构,获得具有Ca_4P_6O_(19)镶嵌结构的玻璃陶瓷,从而调控材料的生物降解特性.     

激光熔覆制备B_4C_p/Ni合金复合涂层的组织与性能

对Ni60合金粉末中添加B4C陶瓷颗粒的激光熔覆组织结构和力学性能做了研究。结果表明,加入陶瓷颗粒可增加熔覆层中强化相数量,提高涂层的硬度和耐磨性,在陶瓷颗粒加入量达到15%时效果最好。     

氮化硼对熔融石英析晶行为的影响

从析晶角度出发,研究添加氮化硼对石英陶瓷析晶行为的影响及其抑制析晶的原理。研究表明:添加3.0%(质量分数,下同)氮化硼的熔融石英样品经1200℃热处理后能保持较好非晶态,不析出方石英。分析其原理,可发现氮化硼的加入,促进了新的键合反应,改变了Si-O空间网络,该过程增大了键的重排阻力,有效地阻碍Si-O键排列由无序态向有序态的转变过程,从而实现抑制析晶的目的。     

用于骨再生的铷改性生物活性玻璃陶瓷

为了研究铷(Rb)元素对CaO-SiO2-Na2O-B2O3-MgO-ZnO-P2O5系生物玻璃陶瓷的相组成、显微结构、力学性能和细胞响应的影响,设计加铷和不加铷的玻璃陶瓷成分.结果表明,在不含Rb的生物玻璃陶瓷基体中形成羟基磷灰石(HA)和Mg-白磷钙矿(Ca18Mg2H2(PO4)14)晶相;而添加Rb后,仅检测到...     

激光熔覆制备B4Cp/Ni合金复合涂层的组织与性能

对Ni60合金粉末中添加B4C陶瓷颗粒的激光熔覆组织结构和力学性能做了研究。结果表明。加入陶瓷颗粒可增加熔覆层中强化相数量，提高涂层的硬度和耐磨性，在陶瓷颗粒加入量达到15％时效果最好。