氧化锆/锌硼硅微晶玻璃的制备与研究

在锌硼硅玻璃中添加0％～20％（wt）的超细部分稳定氧化锆粉体，分别采用熔融法和烧结法制备氧化锆／锌硼硅微晶玻璃。通过对实验现象的观测与分析，发现采用烧结法可以较好地制备氧化锆／锌硼硅微晶玻璃。采用X射线衍射仪观测玻璃样品中的晶相组成，用烧结点试验仪测试微晶玻璃的半球温度，通过维氏硬度计在玻璃表面的压痕尺寸计算微晶玻璃的韧性。结果表明，在ZnO-B2O3-SiO2玻璃中添加部分稳定超细ZrO2后，微晶玻璃的烧结温度升高，韧性得到很大的改善。     

氧化锆对锌硼硅玻璃热震稳定性的影响

在锌硼硅玻璃中添加0％～10％（质量分数）的部分稳定氧化锆粉体，在一定温度下烧结后制备成氧化锆／锌硼硅微晶玻璃。采用半圆涂敷法测试微晶玻璃的耐冷热激变炸裂的性能；利用万能试验机测量微晶玻璃遭受热冲击后的残留抗压强度；采用402ES．3电子热膨胀仪和TC-100常温接触式导热系数测定仪测试氧化锆，锌硼硅微晶玻璃的热膨胀系数和导热系数。结果表明，氧化锆可以明显增加微晶玻璃受冷热冲击而炸裂的次数，使微晶玻璃热冲击后残留抗压强度下降的程度大大减小。氧化锆／锌硼硅微晶玻璃的热膨胀系数与导热系数随着氧化锆含量的增加而下降。由此可见，氧化锆可以明显改善锌硼硅微晶玻璃的热震稳定性，从而提高其使用可靠性。     

牙科用氧化锆增韧云母微晶玻璃复合材料的研制

以K2O-MgO-Al2O3-SiO2-F系统的微晶玻璃为基础,与不同量的Y-TZP粉体进行复合,制备出了用于牙科修复的新型全瓷材料.借助于DTA、XRD、SEM等研究了该材料的主晶相种类和显微结构,并测试了复合材料的抗折强度、体积密度、维氏硬度、热膨胀系数和耐酸(碱)性等理化性能.实验结果表明:复合材料的主晶相为氟金云母、t-ZrO2和少量的m-ZrO2;其具有优于天然牙齿和牙釉质的力学性能,化学性能稳定、审美效果良好,适用于制作前牙冠、贴面、嵌体等口腔修复体.     

ZrO_2在微晶玻璃中的增韧作用

利用ＺｒＯ２增韧微晶玻璃是提高其韧性的一条重要途径。微晶玻璃中ＺｒＯ２的增韧机理主要是应力诱发相变增韧、裂纹偏转增韧及微裂纹增韧，增韧效果受微晶玻璃中ＺｒＯ２的体积含量、ＺｒＯ２的晶型、晶体尺寸及晶体形貌等因素影响。     

ZrO2在微晶玻璃中的增韧作用

利用ＺｒＯ２增韧微晶玻璃是提高其韧性的一条重要途径，微晶玻璃中ＺｒＯ２的增韧机理主要应力诱发相变增韧，裂纹偏韧及微裂纹增韧，增韧效果受微晶玻璃中ＺｒＯ２的体积含量，ＺｒＯ２的晶型，晶体尺寸及晶体形貌等因素影响。     

钙硼硅系微晶玻璃晶化行为及性能

采用烧结法制备CaO-B2O3-SiO2微晶玻璃,使用差热分析（TG-DSC）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和性能测试研究CaO-B2O3-SiO2微晶玻璃的烧结、晶化特性和性能。研究表明在875℃条件下烧成15min后,CBS微晶玻璃中,包含有β-CaSiO3,α-SiO2和CaB2O4晶相,且结构致密,密度为2.48g/cm3;样品在10kHz下,相对介电常数εr为5.3,介电损耗tanδ为0.003;在样品烧成过程中,CBS微晶玻璃粉末首先晶化,然后才开始致密化过程,且CBS微晶玻璃的烧结属于析晶玻璃粘滞性流动烧结。烧结过程中的析晶与致密化是两个相互竞争的过程。     

不同Ca/Si比对钙硼硅三元微晶玻璃的性能影响

采用XRD、SEM、DSC等测试分析手段研究了Ca/Si比变化对CBS微晶玻璃晶相、微观结构和电性能的影响。结果表明在固定B2O3的含量为17%（摩尔分数）时,发现当m（Ca/Si比）〈1.08时,CBS微晶玻璃的烧结温度〉900℃,当m〉1.08时,CBS微晶玻璃的烧结温度900℃。当m达到1.767时,CBS微晶玻璃无法烧结;随着CaO含量的增加,Ca2SiO4晶体逐渐增加,硅灰石相逐渐减少,石英相逐渐增加;在1MHz下,C2、C5和C7试样烧结后电损耗均〈2×10-3。     

硅碱钙石微晶玻璃的析晶特性及其增韧机理研究

通过调整热处理工艺制备了不同结构的R₂O-CaO-SiO₂-F系硅碱钙石微晶玻璃, 分析了析晶特性和力学性能, 重点研究以硅碱钙石为主晶微晶玻璃的裂纹扩展机制及增韧机理。结果表明, 基础玻璃在低温处理时首先析出CaF₂微晶作为异质晶核, 一步法处理后得到岛屿状硬硅钙石/硅碱钙石复相微晶玻璃, 两步法处理后得到了力学性能优异、具有板条交错结构的硅碱钙石微晶玻璃。研究发现, 硅碱钙石微晶玻璃的裂纹扩展受到周围板条晶体取向及晶界影响, 存在穿晶断裂和沿晶断裂两种模式扩展, 呈现出随机取向的折线或台阶状裂纹路径。其中具有一定长径比的板条状硅碱钙石具有较好的桥联作用, 承载补强效果显著, 此外硅碱钙石晶体与玻璃相之间存在的残余应力, 有利于缓解裂纹应力集中以及增加裂纹扩展能。即, 硅碱钙石微晶玻璃优异的力学性能是各种增强和增韧机制综合作用的结果。     

锂铝硅微晶玻璃

主要介绍了各种锂铝硅微晶玻璃的组成，微观结构和性能特点，并简要介绍了其用途和发展前景。     

核化温度对CaO—Al2O3-SiO2-Fe2O3系微晶玻璃微观结构及性能的影响

本文以钢渣和赤泥为主料,采用熔融法制备了CaO对微晶玻璃物相、微观结构及性能的影响。分析测试结果表明,化温度的升高,主晶相衍射峰先增高后降低,晶相析出量增加,晶玻璃的抗弯强度和耐腐蚀性最好。CaO-Al2O3-SiO2-Fe2O3系微晶玻璃,探讨了不同核化温度微晶玻璃的结晶物相不随核化温度的变化而改变。随着核且析出的晶粒尺寸逐渐增大。当核化温度为770℃时,微     

B2O3蒸汽掺杂的中低温烧结Y-BaTiO3及其PTCR特性研究

通过B₂O₃蒸汽掺杂,Y-BaTiO₃陶瓷的烧结温度大幅度降低。B₂O₃蒸汽掺杂后的样品,室温电阻率下降,升阻比提高,通过对氧化硼蒸汽掺杂样品的XRD分析研究表明,硼间隙可以在钛酸钡晶格中存在,硼间隙和/或相关缺陷络合物可以形成电子捕获中心,从而提高PTCR效应。     

SiO2-ZrO2-B2O3系统凝胶玻璃的析晶研究

利用溶胶－凝胶原理，分别制备了SiO2-ZrO2-B2O3系统中六种不同成分的凝胶玻璃试样。通过分级热处理，系统地检验了其各自析晶性能以及高温结构稳定性。确定－最佳水解工艺参数以使SiO2-ZrO2-B2O3凝胶玻璃在1500℃保温30min后的析晶量（vol%)仅为1％－3％。同时，详细分析了ZrO2的引入对凝胶玻璃系统析晶的促进作用，以及少量B2O3对系统析晶的抑制作用。     

Al2O3/SiO2纳米复合陶瓷型芯材料的制备与性能

用粉体分散及热压注方法制备了Al2O3/SiO2纳米复合陶瓷型芯材料，研究了Al2O3/SiO2纳米复合陶芯材料的增强机理，SiO2纳米粉在Al2O3微粉基体中较均匀分布，不含纳米粉材料的断裂方式为典型的沿晶断裂，SiO2含量为3％和5％时，为沿晶／穿晶混合断裂，SiO2含量为7％时，以穿晶断裂为主，加入SiO2纳米粉后，复合材料的孔洞减少，致密度增加，致使烧结温度降低，含7％SiO2纳米粉的陶芯强度比不含纳米粉的提高了约4倍，其原因是纳米晶的析出和材料断裂方式的改变。     

中空纤维担载Al_2O_3-SiO_2复合膜的研制

采用溶胶-凝胶法在α-Al2O3中空纤维载体上制备了Al2O3-SiO2复合膜,并对复合膜的制备条件及稳定性进行了研究.利用SEM和EDS对复合膜的微观形貌及化学组成进行了分析.结果表明,所制备的担载复合膜表面完整、无缺陷.气体渗透实验进一步说明,复合膜具有一定的气体选择性,在0.1 MPa下对H2/N2的分离因子为3.03,表明气体通过膜的扩散以Knuen扩散传质为主.用等温氮气吸附实验测定了非担载膜的孔径大小和分布,其比表面积为294.85 m2/g,总孔容为0.28 mL/g,最可几孔径小于3 nm.     

中空纤维担载Al2O3-SiO2复合膜的研制

采用溶胶-凝胶法在α-Al2O3中空纤维载体上制备了Al2O3-SiO2复合膜,并对复合膜的制备条件及稳定性进行了研究.利用SEM和EDS对复合膜的微观形貌及化学组成进行了分析.结果表明,所制备的担载复合膜表面完整、无缺陷.气体渗透实验进一步说明,复合膜具有一定的气体选择性,在0.1 MPa下对H2/N2的分离因子为3.03,表明气体通过膜的扩散以Knuen扩散传质为主.用等温氮气吸附实验测定了非担载膜的孔径大小和分布,其比表面积为294.85 m2/g,总孔容为0.28 mL/g,最可几孔径小于3 nm.     

SiO2-Al2O3干凝胶的制备与性能研究

采用二步酸碱催化溶胶-凝胶和常压干燥法,制备了低密度多孔xSiO2-(1-x)Al2O3干凝胶,其中摩尔比x分别取0.9、0.8、0.7和0.6.SiO2凝胶按照n(正硅酸乙酯(TEOS)):n(H2O):n(无水乙醇):n(HCl):n(氨水)=1: 4:7:7.5×10-4:0.0375制备,主要作为二元复合氧化物的网络骨架.Al2O3由廉价的Al(NO3)3·9H2O与NH4OH反应制得.采用BET、XRD、IR、SEM和TEM等实验手段,对xSiO2-(1-x)Al2O3干凝胶在300、600、900、1200℃4个热处理温度下的组织结构进行了对比和分析.结果表明,最终的二元干凝胶是由纳米颗粒组成的非晶网络与Al2O3晶体共同构成的纳米多孔结构,具有高的比表面积和窄的孔径分布.该复合干凝胶中,Al2O3进入SiO2骨架中,形成一定数量的Si-O-Al键,并随着Al含量的增加而增多.其中的Al2O3随着温度的升高,经历γ-AlOOH、γ-Al2O3,最终完全转化成α-Al2O3,SiO2则始终以非晶态形式存在.由于干凝胶中Al2O3的存在,大大提高了材料的热稳定性.     

B2O3-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析晶动力学研究

采用差示扫描量热（DSC）分析法对B2O3-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃的析晶动力学参数进行了测定，研究了该系统微晶玻璃的析晶动力学。结果表明：随着B2O3/SiO2比的降低，该系统玻璃的析晶活化能E呈先升高后降低的变化趋势，当B2O3/SiO2比为11：5时，析晶活化能最小，Emin=375．4kJ／mol，晶化指数n则先减小后增大，但均〉4，表明该系统玻璃可整体析晶。     

ZnO/In2O3纳米异质结的合成及其光催化性能的研究

通过热水解法成功制备出了形貌均一的ZnO/In₂O₃异质结光催化材料, 采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)以及透射电子显微镜(TEM)对样品的形貌及结构进行表征。结果表明: ZnO/In₂O₃异质结是由直径约200~300 nm、厚度约40~60 nm的六边形纳米片镶嵌着In₂O₃纳米小颗粒组成。对比纯ZnO、纯In₂O₃和该光催化材料对罗丹明B(RhB)的可见光降解效率, 发现ZnO/In₂O₃异质结光催化材料对RhB具有较高的光催化效率, 其原因是窄带系半导体In₂O₃能够有效地吸收可见光, 当ZnO与In₂O₃ 形成异质结时, In₂O₃能带上被可见光激发的电子会迁移到ZnO的导带上, 而光激发的空穴仍保留在In₂O₃价带, 这样有助于光生电子和空穴的分离, 降低其复合几率, 从而有效地提高了ZnO的光催化效率。