ZrO_2、TiO_2、Cr_2O_3、P_2O_5晶核剂对MgO-Al_2O_3-SiO_2系统玻璃纤维核化晶化过程的研究

分别加入ZrO_2、ZrO_2+TiO_2、Cr_2O_3、P_2O_5晶核剂的MgO-Al_2O_3-SiO_2系统的玻璃纤维,应用热谱DTA、X射线衍射分析、透射电子显微镜等测试方法,研究玻璃纤维的核化、析晶特性。研究表明:(1)用喷吹法制取的玻璃纤维实际上已有晶体析出,其析出的晶相与析晶程度主要与所加入的晶核剂有关,其中加入ZrO_2+TiO_2混合晶核剂的玻璃纤维和加入Cr_2O_3的玻璃纤维析出的晶体较多,加入P_2O_5的玻璃纤维主要呈核化状态。尽管未热处理过的纤维存有晶体,但纤维的核化处理仍然能起到控制析出晶粒大小和数量的作用。(2)不同晶核剂对玻璃纤维的晶化作用不相同,ZrO_2的加入能使玻璃纤维的晶化受到一定的控制,而ZrO_2+TiO_2混合晶核剂能使尖晶石等晶体在较低温度下大量析出,对阻止玻璃纤维中的微裂纹扩展有一定作用。P_2O_5在含Al_2O_3量较高的纤维中能使纤维在较低温度就出现软化粘结现象和难以析晶,故不适于作纤维的添加剂使用。Cr_2O_3的自我成核作用使纤维能在较低温度下直接析出了尖晶石,这对提高纤维的使用温度有利。     

Al2O3对稀土尾矿微晶玻璃结构和性能的影响

采用熔融法制备了以白云鄂博稀土尾矿为主要原料的微晶玻璃。利用DTA、XRD、SEM等现代分析手段,系统地研究了Al2O3含量对稀土尾矿微晶玻璃的析晶温度、主要晶相、晶体结构、晶粒大小、密度和耐酸碱腐蚀性能的影响。结果表明:稀土尾矿微晶玻璃的主晶相为透辉石和钙长石;随着Al2O3含量的升高,稀土尾矿微晶玻璃的初始析晶温度逐渐升高、晶体粒度变大、析晶困难、析晶率降低;微晶玻璃的表观密度、抗折强度、耐酸性呈现出先升高后降低的趋势,而耐碱性呈现先降低后升高的趋势。Al2O3的含量在6.43%时,抗折强度最大为200.11MPa。     

Cr_2O_3、ZrO_2、P_2O_5、TiO_2晶核剂对锑炉渣玻璃陶瓷微晶化过程的影响

研究中利用CaO—Al_2O—SiO_2三元相图确定了锑炉渣玻璃陶瓷的基础配方,并运用差热分析,x-射线衍射和扫描电镜分析方法比较了Cr_2O_3、ZrO_2、P_2O_5及TiO_2四种晶核剂的作用效果。研究表明,上述晶核剂对该系统的炉渣玻璃陶瓷的作用机理不尽相同,因而对这类炉渣玻璃陶瓷的析晶形式、析晶程序和晶相组成有不同影响。TiO_2被证明是其中最有效的晶核剂,其最佳用量有为10％。     

SiO_2-Al_2O_3-CaO-MgO高强度玻璃纤维掺杂TiO_2的结构性能研究

采用高温熔融的方法制备了不同TiO_2掺杂量的Si O_2-Al_2O_3-Ca O-Mg O高强玻璃纤维,借助FT-IR、XRD和SEM等研究了玻璃的结构和性能。结果表明:随着TiO_2掺杂量的增加,玻璃的密度先快速上升后变缓,玻璃的摩尔体积则先快速下降后变缓;玻璃的介电常数出现极大值,介电损耗出现极小值;玻璃纤维的拉伸强度和断裂伸长率均呈现先增大后减小的趋势。XRD和SEM表明掺杂TiO_2不会使玻璃析晶倾向增加,不影响玻璃纤维的拉丝工艺。     

TiO_2、ZrO_2和P_2O_5对ZnO—Al_2O_3—SiO_2系玻璃晶化过程的影响

应用热谱分析、X射线衍射、电子显微镜和X射线能谱及红外吸收光谱等实验技术研究了TiO_2、ZrO_2和P_2O_5三种晶核剂对组成为12(MgO+CaO+BaO)·30.2ZnO·6.6·Al_2O_3·51.2SiO_2玻璃晶化过程的影响。讨论了分相与析晶关系和三种晶核剂的作用机理。三种晶核剂能明显改变基础玻璃的析晶温度、初晶相和析晶程序并影响晶化后的相组成、组织结构及性质。三者都是通过影响玻璃分相而对晶化过程起作用的,但具体作用机构各不相同。     

TiO_2对熔融态高炉渣微晶玻璃析晶及性能的影响

以熔融态高炉渣为主要原料,SiO_2、Al_2O_3、MgO和TiO_2等化学试剂为辅助原料,采用熔融法制备了以透辉石、普通辉石和钙镁黄长石为晶体的高炉渣微晶玻璃。通过DSC、XRD、SEM研究了晶核剂Ti O2对高炉渣微晶玻璃的析晶行为、晶相组成、显微结构和性能的影响。结果显示,随着TiO_2含量的升高,微晶玻璃的形核结晶温度降低,主晶相种类没有变化,但晶体含量增加,晶体形态由球状逐步发育成柱状、枝状、块状,最后成为疏松的块状晶。当TiO_2的加入量为4%时,微晶玻璃的性能达到最佳,此时体积密度为2.82 g/cm~3,吸水率0.03%,耐酸腐蚀性99.71%,耐碱腐蚀性99.98%。但过高的TiO_2含量(大于4%)会降低微晶玻璃性能。     

TiO_2和热处理温度对高镁钢渣微晶玻璃性能的影响

借助DTA,XRD和SEM等测试手段,研究了TiO_2和热处理温度对高镁钢渣微晶玻璃性能的影响。实验结果表明,随着TiO_2质量分数增加,微晶玻璃的玻璃化温度和析晶温度降低,抗弯强度和维氏硬度提高,热膨胀系数下降;随着热处理温度的提高,微晶玻璃的热膨胀系数下降,抗弯强度和维氏硬度在1 100℃达到最高。同时整个样品结构由玻璃相为连续相过渡为晶体为连续性相,主晶相是MgSiO_3。     

Na2O-MgO-Al2O3-SiO2建筑装饰微晶玻璃的研究

利用浇铸法制备了MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃。采用示差扫描量热法(DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等分析方法,研究NMAS微晶玻璃玻璃组成中Al2O3/SiO2对微晶玻璃的析晶和性能的影响。结果表明:玻璃中析出的主晶相为镁橄榄石。随Al2O3/SiO2的减小,镁橄榄石的衍射峰强度逐渐减弱,次晶相为a-堇青石。C3、C4中还有很少量-6-1的顽辉石相。微晶玻璃热膨胀系数逐渐升高,抗折强度和硬度逐渐减小。C1在600℃时的热膨胀系数为7.01×10K,抗折强度为115MPa,硬度达为8.0GPa。     

烧结法制备负膨胀β-锂霞石微晶玻璃

采用化学纯原料,利用烧结法制备了Li_2O-Al_2O_3-SiO_2系负膨胀微晶玻璃。利用DTA、XRD、SEM和EDS等测试方法,研究了微晶玻璃基础成分配比(Al_2O_3/Li_2O)和添加剂(Bi_2O_3)用量对微晶玻璃物相组成、显微结构、热学性能和力学性能的影响。随着Al_2O_3/Li_2O不断增大,样品的主晶相始终为β-锂霞石,样品的吸水率逐渐减小,热膨胀系数与抗折强度则不断增大。随着Bi_2O_3添加量的增加,微晶玻璃中次晶相Bi_2SiO_5的析出量也随之增加。由于Bi_2SiO_5晶相的热膨胀系数远大于β-锂霞石晶相,故微晶玻璃的热膨胀系数逐渐增大。     

晶化温度对SiO2-Al2O3-MgO-F系微晶玻璃析晶的影响

为研究晶化温度对SiO2-Al2O3-MgO-F系云母微晶玻璃的析晶特征的影响,将制得的基础玻璃在不同晶化温度下进行热处理。采用x射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)分别对样品进行晶体组成分析和组织形貌观察。结果表明:玻璃中析出的晶体主要是云母、柱晶石、莫来石和ZrO2晶体。在晶化温度为730℃时,玻璃样品中只析出粒状ZrO2晶体;在晶化温度为790℃时,玻璃中出现很多分相区域,分相促进棒状晶体和花形晶体析出;在晶化温度为870℃时,云母晶体开始析出,莫来石和柱晶石晶体为主晶相;在晶化温度为950℃时,玻璃中主晶相变为云母晶体;在晶化温度为1030℃时,片状云母晶体定向排列。     

TiO_2对MgO-Al_2O_3-SiO_2-TiO_2-La_2O_3系微晶玻璃相变和微波介电性能的影响

采用高温熔融法和-步法微晶化热处理制备了MgO-Al_2O_3-SiO_2-TiO_2-La_2O_3(MASTL)微晶玻璃。利用差热分析、X射线衍射、扫描电子显微镜和网络分析仪等手段研究了TiO_2含量对MASTL玻璃析晶相变过程、显微结构和微波介电性能的影响。结果表明,在玻璃热处理过程中先后有硅钛铈矿、金红石(TiO_2)、镁铝钛酸盐、尖晶石(MgAl_2O_4)和堇青石(Mg_2Al_4Si_5O_(18)))5种晶相析出。其中,镁铝钛酸盐含量相对较低,尖晶石是一个亚稳过渡相。随着TiO_2含量的增多,原始玻璃的析晶倾向增大,初晶相硅钛铈矿和主晶相金红石的析晶温度显著降低,而尖晶石的析晶温度升高;材料的介电常数和谐振频率温度系数均显著增大,这主要由样品中具有高介电常数(100.0)和较大正温度系数(400×10~(-6)/℃)的金红石相含量增多引起。同时,由于高品质因数相堇青石(40000GHz)的析出量略有减少,品质因数有所降低。     

TiO_2、ZrO_2加入量和煅烧温度对MgO-CaO系材料物相的影响

以粒度≤0.045 mm、w(CaO)=57.17%、w(MgO)=41.66%的轻烧白云石为主要原料,添加粒度≤0.018 mm的二氧化钛粉和二氧化锆粉,研究了TiO_2和ZrO_2加入量和煅烧温度对MgO-CaO系材料物相的影响。结果表明:轻烧白云石中加入添加剂后,对镁钙系耐火材料的物相产生了影响,TiO_2和ZrO_2均可以与材料中的CaO反应生成新物相,单独添加TiO_2生成新物相CaTiO_3;单独添加ZrO_2生成新物相CaZrO_3;复合添加TiO_2和ZrO_2生成新物相CaTiO_3和CaZrO_3;另外,温度对试样的物相组成没有影响,即在添加剂相同的试样中提高煅烧温度没有出现新的物相,但物相的形貌发生了显著的变化。     

CeO_2-TiO_2-La_2O_3复合烧结助剂对Al_2O_3/ZrO_2复相陶瓷性能影响研究

以氧化锆(3Y-ZrO_2)和氧化铝(Al_2O_3)为主要原料,以CeO_2-TiO_2-La_2O3为烧结助剂,采用常压烧结工艺制备Al_2O_3/ZrO_2复相陶瓷。探讨了配方组成和烧结温度对Al_2O_3/ZrO_2复相陶瓷体积密度、抗弯强度等性能的影响。采用激光粒度仪对氧化铝粉体和氧化锆粉体的粒度大小进行分析,同时采用X-射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对烧结样品的物相组成和显微结构进行分析。实验结果表明:本实验所采用的氧化铝和氧化锆粉体纯度较高,符合使用要求。当添加剂中TiO_2加入量为2.0%时,Al_2O_3/ZrO_2复相陶瓷在1450℃烧结后的综合性能最佳,其对应的体积密度和抗弯强度分别为3.73g/cm3和353.83MPa。     

添加ZrO_2粉对刚玉-钛酸铝复合材料抗渣性的影响

为提高刚玉-Al_2TiO_5复合材料的抗渣性,以α-Al2O3微粉、板状刚玉和TiO_2为主要原料,ZrO_2粉为添加剂,MgO为稳定剂,经1560℃保温4h烧成制备了刚玉-Al_2TiO_5复合材料,并研究了ZrO_2粉添加量(外加质量分数分别为0、2%、4%、6%、8%和10%)对试样抗渣性的影响。结果表明:ZrO_2粉的加入明显提高了刚玉-Al2TiO5复合材料的抗渣渗透性,未添加ZrO_2粉时,渗透深度为20mm,添加2%~10%(w)ZrO_2粉时,渗透深度基本不变,为6mm;添加4%(w)ZrO_2粉的试样抗渣侵蚀性最好。     

TiO2含量对高炉渣微晶玻璃结构和性能的影响

利用高炉渣并添加辅料制备了基础玻璃,对基础玻璃进行热处理制备出以钙长石为主晶相的微晶玻璃.运用DSC、XRD、SEM等测试方法,综合分析TiO2含量对高炉渣微晶玻璃结构和性能的影响.结果表明:随着TiO2含量从1.29wt％增加至5.29wt％,微晶玻璃析晶温度逐渐降低,微晶玻璃主晶相均为钙长石、次晶相均为透辉石,微晶玻璃的体积密度、显微硬度及抗折强度呈现上升趋势.当TiO2含量为5.29wt％时,样品机械性能最好,体积密度为2.738 g·cm-3,抗折强度为79.8 MPa,显微硬度为930.2 HV.     

添加Al_2O_3对ZrO_2(Y_2O_3)粉末性能的影响

采用化学共沉淀法制备了ZrO_2(Y_2O_3)和ZrO_2(Y_2O_3)/Al_2O_3超细粉末,研究了添加Al_2O_3对粉末性能的影响.添加Al_2O_3.提高了t—ZrO_2的结晶化温度,抑制了ZrO_2晶粒生长.使ZrO_2粒子得以细化.添加Al_2O_3.还提高了介稳t—ZrO_2的稳定性,有效抑制了t—ZrO_2→m-ZrO_2相变.Al_2O_3添加量超过20wt%时.粉末烧结活性降低,烧结温度提高.     

热处理工艺对钡硼硅酸盐玻璃陶瓷结构的影响

在钡硼硅酸盐体系玻璃中加入总含量为45wt%的CaO、TiO_2和ZrO_2作为晶核剂,采用熔融热处理工艺制备钙钛锆石基玻璃陶瓷。利用DTA、XRD和SEM等分析手段研究了热处理工艺对玻璃陶瓷晶相和显微结构的影响。DTA分析表明,SiO_2-B_2O_3-BaO-Na_2O-CaO-ZrO_2-TiO_2体系基础玻璃的玻璃转变温度T_g在738℃附近,在815℃和970℃附近出现了宽化的放热峰。XRD和SEM结果表明,当核化温度和晶化温度分别为780℃和1000℃时,钙钛锆石晶体含量较多,晶粒较小且分布较均匀。当晶化温度低于1000℃时出现了少量的氧化锆峰。     

低温烧结20wt% ZrB_2(ZrO_2)/Al_2O_3复相陶瓷及微观结构表征

在高纯亚微米Al_2O_3粉中添入质量分数为20 wt%的亚微米ZrB_2(ZrO_2)粉体,采用高压干压的成型方法和恒速升温多阶段小保温的烧结方法制备出ZrB_2(ZrO_2)/Al_2O_3复相陶瓷。采用XRD、EDS和SEM对ZrB_2(ZrO_2)粉体和复相陶瓷进行相组成、元素分布和微观结构表征。结果表明:1500℃/8 h烧结制备的20 wt%ZrB_2(ZrO_2)/Al_2O_3复相陶瓷微观结构优良;杂质元素诱导晶粒生长,导致复相陶瓷表面出现Al_2O_3和ZrB_2(ZrO_2)聚集相;引入的ZrB_2(ZrO_2)颗粒使复相陶瓷发生剧烈的穿晶断裂,ZrB_2(ZrO_2)晶粒带动周围的Al_2O_3晶粒发生明显的撕裂,断裂模式为穿晶-沿晶混合断裂。     

ZBL低温助烧Ca_(0.6)La_(0.8/3)TiO_3-Li_(0.5)Nd_(0.5)TiO_3微波介质陶瓷

通过XRD衍射仪、SEM扫描电镜表征掺杂ZnO-B_2O_3-Li_2O_3(ZBL)低软化点玻璃助烧剂的Ca_(0.6)La_(0.8/3)TiO_3-Li_(0.5)Nd_(0.5)TiO_3(CLLNT)陶瓷样品的物相组成及结构,研究ZBL玻璃的掺杂量对CLLNT样品烧结性能及微波介电性能的影响。研究表明:加入助烧剂(ZBL)后,CLLNT陶瓷的烧结温度降低至950℃;添加9 wt%ZBL玻璃的CLLNT陶瓷在950℃烧结3h,能够获得较好的介电性能:ε_r=82,tanδ=0.0026,τ_f=16 ppm/℃(1 MHz)。     

铁掺杂对TiO_2薄膜结晶和光诱导超亲水性的影响

采用溶胶-凝胶法制备了Fe_2O_3-TiO_2复合薄膜和复合粉末,采用X射线衍射(XRD)、高分辨扫描电镜(SEM)和接触角分析仪考察了Fe的掺杂对TiO_2薄膜的晶型、晶粒粒径及接触角的影响。结果表明,添加少量的Fe_2O_3不仅能有效地抑制TiO_2金红石晶型的产生,而且还能显著地抑制薄膜中TiO_2粒子生长。当Fe_2O_3的物质的量分数达到0.1%时,薄膜中粒子明显变小,且分布也变窄,锐钛矿TiO_2的晶粒粒径降低至未添加Fe_2O_3时的二分之一。随着Fe掺杂量的继续增加。金红石型TiO_2继续减少,但锐钛矿TiO_2的晶粒粒径却有少许增大。薄膜的亲水性与TiO_2粒子的晶粒粒径密切相关。在两种紫外光源照射下,薄膜与水的接触角都随着晶粒粒径的减少而明显变小。