ZrO2对中硼硅医药玻璃结构与性能的影响

采用熔融冷却法制备中硼硅医药玻璃,以ZrO2等质量替代Al2O3.通过红外光谱分析玻璃结构,测试玻璃密度、热膨胀系数、高温粘度以及化学稳定性.研究结果表明:随着ZrO2替代Al2O3质量增加,玻璃结构中[BO3]增多,[BO4]减少,密度逐渐增加,玻璃的热膨胀系数先增大后减小;高温粘度呈现先降低后增大趋势,ZrO2增加对玻璃颗粒耐水和耐酸性能影响不大,而对玻璃颗粒耐碱性能有显著提升作用.     

低氟CaF2-CaO-Al2O3-MgO-SiO2系精炼渣的性能

设计了精炼铜-铬合金用低氟CaF2-CaO-Al2O3-MgO-SiO2五元渣系,并研究了其粘度、密度、表面张力及熔化温度等性能. 结果表明,该渣系的熔化温度在1336~1402℃之间;高温下该渣系的密度和表面张力均随温度升高而减小,且随CaF2含量和MgO含量增加逐渐降低;增加CaF2添加量可降低渣系粘度;CaF2含量较低时,MgO含量增加也可降低渣系粘度,CaF2含量较高时,渣粘度在MgO含量为6%时最小,MgO含量续增加到9%时粘度反而上升. 该渣系粘度较低,表面张力较小,具有良好的精炼效果.     

升球法测定玻璃高温粘度的影响因素

随着玻璃的组成、温度等不同,玻璃的粘度能在较大范围内变化,其变化值为1～10~(20)泊,在1000℃以上的高温下,玻璃粘度约在1～10~5泊。测定高温玻璃粘度的方法较多,如振荡阻滞法、旋转法(转筒法、转球法)、称球法(升球法、落球法)、孔流法等等。本文测定玻璃的高温粘度是升球法,采用日本制造的白金球引上式天平型高温粘度测定装置,测定的最高温度为1450℃,粘度范围是1～10~4泊,准确度为5％。设备的示意图,见图1。     

二次熔融法制备ZrO2/云母复合玻璃陶瓷

采用二次熔融法制备了ZrO2含量达到13%(质量分数)的ZrO2/云母复合玻璃陶瓷。当二次熔融温度为1300℃,在直接冷却的玻璃体中,存在有ZrSiO4晶体。当二次熔融温度升到1400℃,在直接冷却的玻璃体中,存在有粒度约5μm的单斜相ZrO2和ZrSiO4。当在1450℃二次熔融时,只存在粒度约5μm的单斜相ZrO2。在1050℃析晶处理4h后,在二次熔融温度为1450℃的玻璃体系中,析出了粒度为200~500nm的四方相ZrO2和KMg2.5Si4O10F2。     

镁铝硅系堇青石基微晶玻璃的制备及性能研究

采用高温熔融法制备了MgO-Al2O3-SiO2 (MAS)系堇青石基微晶玻璃.借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及热膨胀系数仪研究了晶化热处理工艺、MgO/Al2O3质量比以及晶核剂种类(TiO2/ZrO2)与含量对MAS系堇青石基微晶玻璃理化性能和晶化特性的影响.结果表明:在核化温度750℃、保温时间1h,晶化温度1050℃、保温时间2.5h,升温速率5 ℃/min时,微晶玻璃中堇青石含量最高,析晶性能最好;当MgO/Al2O3质量比为1左右时,在30 ～ 700℃温度范围内,平均热膨胀系数最小,在4.4 ～4.8×10-6K-1范围内可调;TiO2是MAS系堇青石基微晶玻璃的有效晶核剂,而ZrO2的加入并不利于基础玻璃的晶化.     

Al2 O3对硼硅酸盐玻璃结构和性能的影响

硼硅酸盐玻璃具有优良的抗热冲击性能和优异的光学性能。主要探讨了Al2 O3对硼硅酸盐玻璃的结构和性能的影响。通过红外光谱测试分析了Al2 O3含量不同时玻璃的结构变化,测试了玻璃的热膨胀系数,转变温度、膨胀软化温度、粘度和化学稳定性。研究结果表明：Al2 O3的加入使得玻璃结构中[ BO4]减少,[ BO3]相应增加,从而使得玻璃结构疏松。玻璃的热膨胀系数增大,Tg 和膨胀软化点Td 降低,化学稳定性减弱;但玻璃的软化点Tf 在Al2 O3含量小于3%时,随Al2 O3含量增加有降低趋势,大于3%时随Al2 O3含量增加有增大的趋势。玻璃的高温粘度随Al2 O3的加入增大,但低温粘度减小。     

(Na2O-Al2O3)/B2O3对高硼硅酸盐玻璃粘度和热学性能的影响

采用熔融冷却法制备了不同R’系数的高硼硅酸盐玻璃,其中R’=(Na2O-Al2O3)/B2O3.利用红外光谱、高温旋转粘度计和热膨胀仪等对玻璃的结构和性能进行表征.结果表明:高温段粘度-温度关系符合阿伦尼乌斯定律;R’值的增大导致非桥氧的增加,高温粘度和熔制温度呈显著降低.当R’＞0.5时,热膨胀系数近似线性增大,玻璃化转变温度增大至590℃基本维持不变.R’值影响结构中的[BO3]与[BO4]的比例及硅氧网络的完整程度,从而决定高硼硅酸盐玻璃的性能.     

硼硅酸盐玻璃结构与其熔体性质研究

对硼硅酸盐玻璃结构及其熔体性质展开研究,通过红外光谱分析了Al2O3对硼硅酸盐玻璃结构的影响,测试了玻璃熔体的高温粘度和抗折强度.研究结果表明:当玻璃中Al2O3/SiO2物质的量比在1.2％～6.5％,(R2O-Al2O3)/B2O3的物质的量比在0.04 ～0.41范围内时,Al3+全部以[AlO4]形式存在,是玻璃网络形成体,B3+大部分以[BO3]的形式存在,是玻璃网络外体,少部分以[BO4]形式存在,是玻璃网络形成体.增加玻璃熔体中Al2O3的含量,玻璃中游离氧含量和[BO4]含量减少,[BO3]含量增加,玻璃的高温粘度增大,熔制温度升高,抗折强度降低.     

Al_2O_3-CaO熔渣性能的研究

采用旋转柱体法测量了Al2O3-CaO二元渣的黏度,采用重锤法测量了渣的密度,采用拉筒法测量了渣的表面张力,采用四探针法测量了渣的电导率.结果表明,共晶点处熔渣的高温流动性最好,1500℃时,该渣样的粘度只有0.57 Pa.s;随着CaO/Al2O3质量比增加,熔渣密度减少,表面张力减小,电导率增加:渣温为1450～1500℃时,熔渣密度在2.775～2.713g/cm3之间变化,表面张力在0.6405～0.6107 N/m之间变化,电导率在0.549～1.101(Ω·cm)-1之间变化.该二元渣作精炼渣时重熔电耗低,去夹杂能力强.但其熔点高、粘度大,所得合金表面质量差.     

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/℃.     

制备条件对氧化锆表面酸性的影响

采用Hamm ett指示剂法,研究了制备条件对ZrO2催化剂的表面酸性的影响。结果表明,焙烧条件对氧化锆表面酸强度影响不大,但总酸量随着焙烧温度和时间的增加而减小;降低表面活性剂的用量,氧化锆表面酸强度及总酸量均随之减小。适宜的催化剂制备条件是:Zr与十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的摩尔比为2,焙烧温度450℃,焙烧时间6 h。     

ZrO2负载铜镍双金属对CO低温催化活化研究

用两种方法合成载体ZrO2,分别负载镍单金属和铜镍双金属制备催化剂,对其做CO催化,确定载体最佳制备方法。用最佳方法制备的载体负载铜镍金属做催化剂,考察催化剂焙烧温度和负载比例不同对CO催化影响。实验结果表明,用溶胶凝胶超临界干燥法制备的ZrO2为载体负载铜镍制备的催化剂其最佳焙烧温度为250℃,Zr与Cu和Ni的最佳物质的量比是10：8：4时,获得催化剂起始催化活性温度为22℃,169℃时C0的转化率达到50％,较好地实现了ZrO2负载铜镍在较低温度下对CO的催化。     

四元溴化盐熔体表面张力特性

表面张力的大小直接决定着熔盐的热传输能力。基于拉脱法测量表面张力的原理,改进了测量高温熔盐表面张力的实验系统;以化学纯LiNO₃进行标定获得了仪器系数,然后分别以NaNO₃和Solar salt混合盐验证了实验系统和拉脱法测量高温熔盐表面张力的可靠性。在此基础上,以KBr、LiBr、NaBr、CaBr₂为基础配制了4种不同组分的混合溴化盐,测量了4种混合溴化盐在不同温度下熔体的表面张力,拟合得到了4种混合溴化盐表面张力随温度变化的实验关联式。实验结果表明4种混合溴化盐的表面张力随温度升高呈线性下降,与已知熔体表面张力随温度变化规律一致。     

硫酸铅在硼硅酸盐玻璃熔体中的溶解特性

针对高硫、高钠的高放废液玻璃固化过程中Na₂SO₄极易分解和分相的问题,本文提出在模拟高放废液中加入适量Pb(NO₃)₂溶液将Na₂SO₄转变成PbSO₄,再利用熔融法制备硼硅酸盐玻璃固化体。首次采用在钢铁材料中广泛应用的高温激光共聚焦显微镜原位观察PbSO₄在玻璃熔体中的溶解特性,并探究不同温度(800～1 150 ℃)下PbSO₄与硼硅酸盐玻璃混合熔制后的热稳定性以及玻璃体中的硫含量。结果表明:在硼硅酸盐玻璃中掺入6%(质量分数,以SO₃计)PbSO₄的样品在800 ℃和900 ℃为均匀的玻璃陶瓷,其中800 ℃时主要含SiO₂及少量BaSO₄、PbSO₄晶体,900 ℃时SiO₂晶体减少,BaSO₄晶体增多,PbSO₄消失并出现CaMgSi₂O₆晶体;样品在1 000 ℃时玻璃表面开始出现由PbO、BaSO₄、LiNaSO₄晶体组成的白色分相,在1 000～1 100 ℃时圆形PbO晶体逐渐长大,BaSO₄晶体由块状变为条状;样品在800～1 000 ℃时玻璃体中的硫含量基本保持不变,随着温度进一步升高硫含量迅速下降。     

ZrO2对玻璃表面装饰涂层制备及其硬度的影响

钠钙硅平板玻璃表面喷墨打印技术是深加工领域重要的发展方向,但以ZnO-B2O3-SiO2低熔点玻璃和无机色料制备的表面装饰涂层,其硬度较低,导致耐磨性和耐划伤性能无法满足建筑装饰领域的需求.因此,在表面涂层制备过程中引入ZrO2,研究ZrO2引入对涂层的制备工艺、颜色和硬度的影响,以实现高硬度装饰涂层的制备.通过研究表明:涂层中引入3wt%ZrO2,经过580 ℃/30 min的烧结,涂层的显微硬度值提高到632.7 HV,且在烧结过程中ZrO2并未同低熔点玻璃及无机色料发生固体化学反应,绿色色料主晶相(Co2TiO4)未发生改变,使涂层颜色保持稳定不变,从而具有良好的装饰效果.     

ZrO_2负载Cu催化剂对CO低温催化氧化研究

用溶胶-凝胶-超临界干燥法制备了纳米氧化锆。采用沉淀法制备氧化锆负载铜催化剂。制备的催化剂用X-ray射线衍射(XRD),透射电镜(TEM),比表面积(BET)和H2-TPR等进行了表征。研究了催化剂的焙烧温度和负载比例对CO转化效率的影响,其最佳焙烧温度为650℃,Zr与Cu的最佳物质的量比是10:8。获得催化剂在温度为68℃具有催化活性,176℃时CO的转化率达到50%,较好地实现了ZrO2负载Cu在较低温度下对CO的催化。     

CrO_x/ZrO_2催化剂上甲烷催化燃烧性能

采用沉淀法制备了CrO_x/ZrO_2催化剂,考察800℃高温焙烧的CrO_x/ZrO_2催化剂对CH_4燃烧的催化性能。采用X射线衍射和拉曼光谱等技术对催化剂进行物相结构表征。结果表明,Cr物种以Cr_2O_3形式存在,随着焙烧温度升高,催化剂中ZrO_2和Cr_2O_3的晶粒明显增大。CrO_x/ZrO_2催化剂的比表面积大于相应的纯Cr_2O_3和ZrO_2。催化剂的CH_4燃烧活性随着Cr含量的增加而提高,Cr质量分数20%时活性最高,CH_4完全燃烧温度为450℃。     

ZrO2对提纯粗ZrCl4用NaCl-KCl熔盐体系物化性质影响

工业上采用NaCl-KCl熔盐体系提纯粗四氯化锆过程中,夹杂物在熔盐体系中富集,造成NaCl-KCl熔盐体系的恶化。利用旋转法、拉筒法和阿基米德原理研究了粗四氯化锆中主要夹杂物二氧化锆对NaCl-KCl熔盐体系表面张力、黏度和密度的影响。结果表明,在660~740 ℃,二氧化锆含量一定的熔盐体系的表面张力随温度的增加而减小,黏度受温度影响较大,当二氧化锆质量分数为0%、10%、15%、20%时密度与温度无关,但当二氧化锆质量分数为5%时,密度受温度的影响较大;温度一定时,熔盐表面张力随二氧化锆含量的增加先保持稳定后迅速减小,黏度随二氧化锆含量的增加逐渐增加,密度随二氧化锆含量的增加先增大后减小随后保持稳定不变。     

SURFACE TENSION MEASUREMENTS ON MOLTEN GLASS BY A MODIFIED DIPPING CYLINDER METHOD*

Surface tension measurements have been made on a series of both calcite and dolomite lime glasses by using a modified dipping cylinder method. The measurements cover the temperature range from 1100° to 1400°C. and the viscosity range from logarithm viscosity = 1.65 to logarithm viscosity = 3.30 (45 to 2000 poises). Measurements on ordinary liquids, of known surface tensions were made for check purposes. The results obtained on the glasses agree well with published data obtained by the maximum bubble-pressure method. The temperature coefficient of surface tension is approximately —0.02 dyne per cm. per degree C. The surface tension of glass at a particular temperature may be represented as a linear function of composition on a mol. fraction basis.