Li2O-Al2O3-SiO2系低膨胀微晶玻璃的研究

本文以Li2O-Al2O3-SiO2(LAS)系统为基础玻璃成分，锂辉石、高岭土、石英砂、滑石等矿物和部分化学试剂为主要原料，采用熔融法制备了LAS系低膨胀微晶玻璃。运用XED和SEM等现代测试分析手段对材料的晶相和显微结构进行了观察和分析，并讨论了不同的Li2O、Al2O3、SiO2之比和不同的晶核剂对析出主晶相的影响。实验表明，所制微晶玻璃的主晶相为β-锂辉石固溶体，晶粒尺寸为0.5～2μm，材料不透明，其抗折强度为80～108MPa。     

ZnO对Li2O-Al2O3-SiO2系统低膨胀微晶玻璃性能的影响

利用DTA、X-射线衍射、SEM(电镜扫描)的测定分析及热膨胀系数的测定等实验手段,研究了ZnO对Li2O-Al2O3-SiO2系统低膨胀微晶玻璃的熔制性能、析晶性能及热膨胀性能的影响.     

石英玻璃对Li2O-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃性能的影响

向水淬后的Li2O-Al2O3-SiO2系统玻璃粉中加入石英玻璃粉，参照玻璃粉末的DTA曲线确定晶化温度，采用烧结法制备出了低膨胀微晶玻璃材料。运用XRD分析了材料的晶相种类，测定了材料的热膨胀系数、密度、抗折强度等性能，分析讨论了石英玻璃粉对材料性能的影响结果表明，石英玻璃粉含量增大，材料的热膨胀系数值减小。密度值增大，抗折强度值降低，析出主晶相为β-锂辉石固溶体。     

烧结法制备Li2O-Al2O3-SiO2微晶玻璃的烧结制度及性能研究

采用烧结法制备了Li2O-Al2O3-SiO2(LAS)微晶玻璃。通过DSC分析，并结合对LAS微晶玻璃烧结过程的研究，提出了其较合适的烧结制度。用XRD对该微晶玻璃的物相组成进行了研究，讨论了烧结温度对LAS微晶玻璃热膨胀系数及抗弯强度的影响。为获得具有结构均匀致密、晶相含量高的LAS微晶玻璃，应使烧结温度尽量接近主晶相析晶温度。本文研究的LAS微晶玻璃的适宜烧结温度为1130℃。     

玻璃组成对Li2O-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃膨胀系数的影响

以Li2O-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃的标准样的组成为基础配方,改变玻璃组成中各种氧化物的含量,采用传统的熔融法制备了Li2O-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃,利用SEM、XRD、DTA及热膨胀系数测定等分析手段,重点研究了玻璃组成中Li2O、Al2O3、SiO2的含量对微晶玻璃热膨胀系数的影响.研究结果表明:在标准试样的基础上,改变Li2O的含量,对热膨胀系数影响很大;热膨胀系数随Al2O3含量增大而增大,而SiO2含量的变化,对热膨胀系数影响不大.     

TiO2对凝胶法制备Li2O-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析晶性能的影响

采用高分子网络凝胶法制得Li2O-Al2O3-SiO2系微晶玻璃粉体,加入TiO2以调节其析晶性能,采用TG-DTA、IR、XRD等手段来表征和分析烧结产物,研究掺杂TiO2对微晶玻璃晶化行为的影响。结果表明:TiO2的掺杂使析晶温度提前,降低了析晶活化能,引起了玻璃的整体析晶,促使β-石英固溶体向β-锂霞石固溶体的转变,掺杂还使晶粒细化。     

Y2O3对高分子网络凝胶法制备Li2O-Al2O3-SiO2系微晶玻璃性能的影响

以丙烯酰胺、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、碳酸锂、硝酸铝和正硅酸乙酯为原料,采用高分子网络凝胶法成功地制备出多组分氧化物Li2O-Al2O3-SiO2(LAS)微晶玻璃超微粉末,并掺杂了稀土氧化物Y2O3.将粉体压制烧结得到微晶玻璃块体.用IR,XRD,SEM等测试手段研究了掺杂对微晶玻璃组织与性能的影响,测定了微晶玻璃的热膨胀系数.实验表明:Y2O3使微晶玻璃的相变温度降低到900℃;掺杂后微晶玻璃的粒径减小;高分子网络凝胶法制备的Li2O-Al2O3-SiO2(LAS)微晶玻璃热膨胀系数达到10-7数量级,掺Y2O3使Li2O-Al2O3-SiO2(LAS)微晶玻璃的热膨胀系数提高.     

高强度Li2O-Al2O3-SiO2体系微晶玻璃研究进展

Li₂O-Al₂O₃-SiO₂(LAS)体系微晶玻璃因具有优异的力学性能和光学性能,近年来得到了广泛应用。本文针对LAS微晶玻璃的析出晶相、制备工艺和应用进行了介绍。鉴于当前对高硬耐划玻璃材料的迫切需求,重点阐述了LAS微晶玻璃强韧化技术和表面增强方法的研究进展,对今后研发高强度LAS微晶玻璃具有重要指导作用。     

晶核剂对Li2O-Al2O3-SiO2系微晶玻璃晶化过程和性能的影响

采用差热分析(DTA)、X射线衍射分析(XRD)和扫描电镜(SEM)等分析手段研究了TiO2和TiO2+ZrO2两种晶核剂对Li2O-Al2O3-SiO2系微晶玻璃晶化过程和性能的影响.结果发现,与采用TiO2单一晶核剂相比,TiO2+ZrO2复合晶核剂后所得玻璃的析晶活化能E降低,晶化指数n加大,体积析晶趋势加大;当两种玻璃成核温度和时间相同,各自在最佳的晶化温度晶化后,均可得到纳米结构的β-锂辉石固溶体晶相,其中采用TiO2+ZrO2复合晶核剂样品的晶粒更细小,抗弯强度更高.     

Li2O-Al2O3-SiO2微晶玻璃的IR、DTA、XRD和SEM研究

利用红外光谱、差热分析、X射线衍射、扫描电镜等手段研究了含TiO2和ZrO2复合晶核剂Li2O-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃的析晶过程,利用DTA制定了基础玻璃的热处理制度:即先在570℃下核化1h,再分别在690℃、730℃、770℃、810℃、850℃下晶化1h.利用IR、XRD和SEM研究了经热处理后的微晶玻璃晶体相的结构和形貌.结果表明:经过适当的热处理制度后,该系统微晶玻璃首先析出的是β-石英固溶体,红外光谱检测到的主要是玻璃中硅氧键的配位状态.随着热处理温度的升高,β-石英固溶体转变成β-锂辉石固溶体,而且微晶玻璃相应的变为不透明的乳白色,同时红外光谱可以检测到Al-O键的配位状态,且温度越高,Al-O键所占的比重越大.     

利用正交法优化掺杂La2O3微晶玻璃的热处理制度

实验在前期研究工作基础上选择了稀土氧化物La2O3,采取外加法对Li2O-Al2O3-SiO2(LAS)系统微晶玻璃进行掺杂,为了寻找掺杂La2O3后LAS系统微晶玻璃的最佳热处理制度,采用正交试验设计,对试样在不同温度下进行了热处理,并对晶化后各试样进行了各项性能测试并对测试结果进行了分析,结果表明:热处理制度对微晶玻璃的各项性能影响显著,其中又以晶化温度的影响最大;综合各项性能后,得到合适热处理制度为590℃/1 h→790℃/2 h,此时,试样的力学性能和热膨胀性能最好,其抗折强度为141 MPa,热膨胀系数为1.26×10-7℃-1(20～400℃).     

锂铝硅透明微晶玻璃着色研究

引入Cr2O3、CoO、NiO、MnO2等过渡金属氧化物对低膨胀锂铝硅透明微晶玻璃进行着色研究,结果表明,微晶玻璃与其母体玻璃相比,颜色有明显的不同,主波长向长波方向移动。研究还发现,在从核化阶段到晶化阶段的过程中颜色变化最为明显,而在核化阶段和晶化阶段颜色没有发生明显的变化。同时运用配位场理论和光散射原理来解释这种颜色变化的原因。     

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.     

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。     

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.     

Sol-Gel法制备LAS微晶玻璃的研究现状与应用进展

LAS系统微晶玻璃由于其膨胀系数低,耐高温及抗热冲击性等优异性能而受到广泛重视。主要介绍了溶胶-凝胶制备过程及在LAS系微晶玻璃上的应用,简述了LAS系微晶玻璃的应用现状。