晶化温度对Li2O-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析晶和显微结构的影响

采用差热分析（DTA）、红外光谱分析（IR）、X衍射分析（XRD）、扫描电镜（SEM）等分析手段对Li2O-Al2O3-SiO2系微晶玻璃的析晶和微观结构进行了研究。结果表明：随晶化温度升高，玻璃首先析出β-石英固溶体晶体，晶化温度升高β-石英固溶体向β-锂辉石固溶体转变，晶粒尺寸及含量逐渐增大，但晶化温度过高这种趋势变化不大。最佳的晶化温度为810℃，所制得的微晶玻璃具有低膨胀相的晶体结构，可荻得较好的热膨胀性能。     

B_2O_3掺杂Li_2O-Al_2O_3-SiO_2低膨胀透明微晶玻璃的制备及性能表征

为了降低微晶玻璃的熔化温度、改善玻璃的化学稳定性、机械性能和玻璃的熔化质量,在Li2O-Al2O3-SiO2三元玻璃系统中加入5%的B2O3。但加入氧化硼容易产生玻璃分相,生成的主晶相β-石英固溶体就会减少,引起透光性下降。作者以TiO2、ZrO2作为复合晶核剂,通过改变成核温度、成核时间、晶化温度、晶化时间,控制晶体颗粒度大小,制备出了晶粒较小、主晶相为β-石英固溶体的低膨胀透明微晶玻璃,其透过率大于80%,膨胀系数为2.0×10-6/K-1。采用差热分析仪分析了晶化前后玻璃的放热情况,用X射线衍射仪分析了微晶玻璃的主晶相为β-石英固溶体,采用SEM分析了透明微晶玻璃和半透明微晶玻璃的晶体结构。     

透明LAS微晶玻璃的显微结构和热性能研究

用熔融法制备LAS透明微晶玻璃;采用DSC,XRD,SEM等测试方法,研究了透明LAS微晶玻璃的晶相组成、显微结构及热性能。结果表明:720℃核化2 h,780~900℃晶化2 h均得到β-石英固溶体微晶玻璃,晶粒尺寸在10~30 nm之间,具有优良的透明性,30~700℃的热膨胀系数在(3.50~5.92)×10-7/℃之间变化;720℃核化2 h,860℃晶化2 h得到的微晶玻璃在900℃保温10 h后透明性优良,30~700℃的热膨胀系数为3.64×10-7/℃。     

光纤接头用微晶玻璃材料的相转变

通过差热分析（DTA）,X射线衍射（XRD）研究、热膨胀系（CTE）测定及扫描电镜（SEM）观察等实验手段,研究了以Li2O-A2l2O3-SiO2系统为基础的光纤接头用微晶玻璃材料在低温晶化预处理阶段和高温模拟拉丝条件下的转变过程。研究结果表明,该微晶玻璃材料在870℃出现的DTA放热峰为β－石英固体所析晶峰,该亚稳晶相在升高温度后转变为主晶相β－锂辉石固溶体,在900－1000℃晶化预处理阶段,主晶相的晶粒尺寸在0．2－0．3μm之间,随温度和时间的变化不明显,材料显微结构细密,在1150－1270℃范围内,晶粒尺寸随温度增加迅速长大,玻璃相明显增多,研究还表明,在预处理阶段,由于β－石英固溶体向β-锂辉石固溶体的转变和β-锂辉石固溶体析出量的逐渐饱和,材料的膨胀系数由大变小并趋于稳定;而在高温模拟拉线温度下,由于玻璃的明显增多,材料的热膨胀系数随温度高迅速增大。     

低温烧结法制备LZS系微晶玻璃及其性能

采用烧结法制备出LZS系微晶玻璃.使用DTA分析了玻璃的析晶过程,运用XRD、SEM等对晶相和晶粒大小进行了观察和分析,讨论了温度对烧结程度、主晶相、晶体微观形貌及热膨胀系数的影响.结果表明:当晶化温度低于725℃时,主晶相为硅酸锂锌,次晶相为Li2ZnSiO4并有少量石英;温度高于725℃时,主晶相转变为石英,次晶相为硅酸锂锌和Li2ZnSiO4,为长度在1.5μm左右的棒状晶体.在700～725℃之间烧结接近完成.最佳烧结温度为725℃.微晶玻璃热膨胀系数与烧结程度、晶相含量和主晶相的热膨胀系数有关.     

晶核剂及热处理对锂铝硅系微晶玻璃晶化和性能的影响

采用差热分析法研究了LAS玻璃的析晶动力学,讨论了4.5wt%TiO2和2wt%TiO2 2.5 wt% ZrO2两种晶核剂对该系统玻璃晶化过程的影响.通过正交实验确定了玻璃晶化的最优热处理制度,并研究了热处理对微晶玻璃的晶相、显微结构及热膨胀性能的影响.结果表明:与采用TiO2单一晶核剂相比,采用TiO2 ZrO2复合晶核剂的玻璃析晶活化能E降低,晶化指数n加大,体积析晶趋势增大.热处理制度能控制晶相的析出,析晶初始温度下首先析出的晶体为β石英固溶体,晶化温度升高转变为β锂辉石固溶体,可以使样品的热膨胀性能符合要求,最优的热处理制度(使热膨胀系数最小)为:核化温度720℃,核化时间1.5小时,晶化温度810℃,晶化时间2.5小时.     

LAS低膨胀釉的析晶特性及其对抗热震性能的影响

以锂辉石、透锂长石、钠长石、石英、粘土、滑石和碳酸钙为原料,采用生料釉工艺制备了与低膨胀堇青石陶瓷基体相匹配的Li_2O-Al_2O_3-SiO_2(LAS)低膨胀釉。研究了n(Li_2O)/n(Na_2O)对釉层晶相组成、显微结构及施釉后样品抗热震性的影响,探讨了β-锂辉石晶体的形成机制。结果表明,随n(Li_2O)/n(Na_2O)比增大,釉层析晶温度升高,玻璃相含量减少,釉层主晶相由β-石英固溶体转变为β-锂辉石固溶体,釉的热膨胀系数减小。覆有β-锂辉石质釉样品的抗弯强度比基体提高了20%,且具有优异的抗热震性。β-锂辉石质釉在烧成过程中经历了透锂长石熔融—石英溶解—β-锂辉石溶解—β-锂辉石熔融—冷却过程再析出β-锂辉石固溶体的变化。     

超低膨胀微晶玻璃产业现状及发展趋势

超低膨胀微晶玻璃主要是指以Li2O、Al2O3，SiO2为主要成分的玻璃经过严格的受控晶化处理后形成以β-石英固溶体为主晶相的透明微晶玻璃。     

锂铝硅微晶玻璃结构与性能热稳定性研究

以TiO₂、ZrO₂为形核剂制备了透明低膨胀锂铝硅系微晶玻璃, 通过测定其等温转变动力学曲线,讨论锂铝硅玻璃析晶及相变与热处理温度和时间的关系, 并采用DTA、XRD和SEM等方法研究锂铝硅微晶玻璃结构和性能的热稳定性. 结果表明, 以β-石英固溶体为主晶相的透明微晶玻璃能在750~900℃较宽的温度范围和较长的时间内保持主晶相和结构的稳定, 850℃保温5h仍具有较高的透光率和极低的热膨胀系数, 性能具有很好的高温稳定性. 材料结构和性能的稳定性均源自钛锆复合形核剂较高的形核效率.     

氟硅酸盐微晶玻璃的热膨胀性能研究

氟硅酸盐微晶玻璃的热膨胀性能主要取决于微晶玻璃的晶相组成及其相对含量．透辉石结晶相的含量增加使微晶玻璃的热膨胀系数降低,与此相反碱镁闪石结晶相的含量增加却使微晶玻璃的膨胀系数增加．K2O－MgO－SiO2－CaF2系统氟硅酸盐微晶玻璃的最小热膨胀系数为：78．4×10－7（20～300℃）;最大热膨胀系数为：85．6×107（20～300℃）．     

硬盘基板用微晶玻璃的析晶过程研究

利用差热分析、热膨胀曲线与Ｘ射线衍射等方法研究了含ＴｉＯ_２和ＺｒＯ_２的 ＭｇＯ－Ａｌ_２Ｏ_３－ＳｉＯ_２玻璃的析晶过程．７８０℃时玻璃中析出的镁铝钛酸盐促使玻璃在８００℃析出Ｍｇ－透辉石,随后在 ９３０℃Ｍｇ－透辉石和镁铝钛酸盐开始向假蓝宝石、金红石和Ｚｒ／Ｔｉ固溶体转变;１０３０℃假蓝宝石开始转变为β－石英固溶体,而在１１２５℃以上温度,β－石英固溶体转化为α－堇青石、方石英和顽火辉石,同时金红石和Ｚｒ／Ｔｉ固溶体向锆英石和钛酸镁转变．依据玻璃析晶序列,选择在９３０～１０５０℃间温度下对玻璃进行热处理,制得以假蓝宝石为主晶相的微晶玻璃．此微晶玻璃具有细小均匀的晶粒结构,具有高的弹性模量（１２０ＧＰａ）和良好的表面性能,是适宜的硬盘基板材料．     

玻璃和云母复合封接SOFC电池堆性能

封接技术是影响平板式固体氧化物燃料电池(SOFC)发展的关键技术之一。实验中用云母和Bi2O3-BaO-SiO2-RxOy(R=K,Zn,Al2O3,etc.)玻璃复合,将电解质(氧化钇稳定氧化锆,YSZ)支撑的电池和金属连接体(SUS430不锈钢)封接在一起,对封接后电池堆的封接性能和开路电压以及各组元热膨胀性能进行测试。结果表明:云母在室温到720℃的平均热膨胀系数为8.5×10-6 K-1,Bi2O3-BaO-SiO2-RxOy玻璃20℃到520℃的平均热膨胀系数为11.0×10-6/K,与YSZ和金属连接体匹配。云母的层状结构可以缓解因热膨胀系数不同而产生的应力,在高温状态下云母还能起到固定软化玻璃的作用。通过气密性和电性能测试,在电池堆工作状态下气密性良好,在操作温度为800～900℃下运行28小时,电池堆的开路电压(OCV)维持在1.0V以上,复合封料及其两边材料中的元素没有明显扩散。因此,云母和玻璃Bi2O3-BaO-SiO2-RxOy复合封接技术可适用于高温SOFC的封接。     

Physical and Thermal Properties of P2O5-Al2O3-BaO-La2O3 Glasses

The physical and thermal properties of P2O5-Al2O3-BaO-La2O3 glasses were investigated. The effects of glass compositions on the transition temperature, thermal expansion coefficient, density, hardness and refractive index of glasses were studied. The highest hardness of the glasses is 4143.891 MPa and the lowest thermal expansion coefficient of the glasses is 71.770×10-7/℃. A phosphate glass with high mechanical strength and good thermal characteristic is obtained.     

玻璃冷却速率对锂铝硅微晶玻璃晶化行为和结构的影响

玻璃成型过程中冷却速率对Li₂O-Al₂O₃-SiO₂(LAS)微晶玻璃的晶化行为及其结构均匀性具有重要影响. 有限元分析表明, 10 mm厚玻璃冷却速率显著低于2 mm厚玻璃, 冷却15 s以上玻璃的中心温度仍高于700℃, 对应的基础玻璃极易出现“析晶结石”. 利用DTA、IR、SEM等技术分析不同厚度LAS玻璃及其微晶玻璃的显微结构, 8 mm厚的玻璃冷却速率低, 样品心部析出初始晶核, 并在热处理阶段形成β-锂辉石固溶体相, 而样品表面层却为β-石英固溶体相; 与此相反, 3 mm厚的玻璃冷却速率高, 没有初始晶核生成, 热处理后得到单一均匀的β-石英固溶体相. 因此, 提高玻璃冷却速率、控制玻璃温度均匀性是制备结构均匀LAS微晶玻璃的关键.     

中温SOFC密封玻璃热稳定性研究

研究了一种热稳定性好的中温固体氧化物燃料电池密封玻璃. 研究表明, 此密封玻璃的热膨胀系数(室温～631℃)为9.8×10^-6/K, 与8YSZ电解质的热膨胀系数10.0×10^-6/K(室温～631℃)接近, 并且在700℃热处理300h后, 该密封玻璃的热膨胀系数几乎没有变化. 粘度实验表明, 玻璃在700℃下具有足够的刚性, 适合于运行温度在700℃左右SOFC的密封. 化学相容性的研究显示, 在700℃下与8YSZ反应300h后没有发现显著的界面反应.     

SnO—BaO—P2O5系统无铅封接玻璃的结构与性质

以SnO—BaO—P2O5三元系统玻璃为研究对象,利用差示量热扫描分析仪、热膨胀仪、拉曼光谱仪,分析了玻璃的结构以及玻璃转变温度和热膨胀系数与玻璃组成的关系．获得了该体系玻璃的形成区域,测得该系统的玻璃转变温度为260～360℃和热膨胀系数为12～14×10^-6℃．研究发现,当P2O5=45mol％不变时,玻璃转变温度随着SnO含量的增加而降低;当BaO=10mol％不变时,玻璃转变温度随着SnO含量的增加先降低后升高．研究表明,该体系玻璃可以作为低温环保封接玻璃潜在的基质材料．     

Sc2W3O12/ZrO2可控热膨胀复合材料的制备

采用固相法成功制备了纯度较高的各向异性负热膨胀材料Sc₂W₃O₁₂。将ZrO₂与Sc₂W₃O₁₂按一定体积比混合, 在1200 ℃烧结10 h制备Sc₂W₃O₁₂/ZrO₂复合材料。通过XRD、SEM、EDS和热膨胀仪对合成样品的晶体结构、断面形貌和热膨胀性能进行表征。结果表明: 样品组元为正交相Sc₂W₃O₁₂和单斜相ZrO₂; 在 30~600 ℃内, Sc₂W₃O₁₂/ZrO₂复合材料的热膨胀系数皆线性一致, 并且通过改变Sc₂W₃O₁₂的体积分数, 其热膨胀系数可以控制为正、负或零, 其中60%Sc₂W₃O₁₂/ZrO₂复合材料在30~600 ℃的平均热膨胀系数为0.026×10^-6 ℃^-1, 近似为0。     

Negative thermal expansion coefficient of graphene measured by Raman spectroscopy

The thermal expansion coefficient (TEC) of single-layer graphene is estimated with temperature-dependent Raman spectroscopy in the temperature range between 200 and 400 K. It is found to be strongly dependent on temperature but remains negative in the whole temperature range with a room temperature value of (-8.0 ± 0.7) × 10(-6) K(-1). The strain caused by the TEC mismatch between graphene and the substrate plays a crucial role in determining the physical properties of graphene, and hence its effect must be accounted for in the interpretation of experimental data taken at cryogenic or elevated temperatures.     

Cobalt-free Composite Ba_(0.5)Sr_(0.5)Fe_(0.9)Ni_(0.1)O_(3-δ)-Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(2-δ) as Cathode for Intermediate-Temperature Solid Oxide Fuel Cell

New cobalt-free composites consisting of Ba0.5Sr0.5Fe0.9Ni0.1O3-δ(BSFN) and Ce0.8Sm0.2O2-δ(SDC) were investigated as possible cathode materials for intermediate-temperature solid oxide fuel cell (IT-SOFC). BSFN, which was synthesized by auto ignition process, was chemically compatible with SDC up to 1100℃ as indicated by X-ray diffraction analysis. The electrical conductivity of BSFN reached the maximum value of 57 S·cm-1 at 450℃. The thermal expansion coefficient (TEC) value of BSFN was 30.9×10-6K-1 , much higher than that of typical electrolytes. The electrochemical behavior of the composites was analyzed via electrochemical impedance spectroscopy with symmetrical cells BSFN-SDC/SDC/BSFN-SDC. The area specific interfacial polarization resistance (ASR) decreased with increasing SDC content of the composite. The area specific interfacial polarization resistance (ASR) at 700℃ is only 0.49, 0.34 and 0.31 Ω·cm2 when 30, 40, and 50 wt% SDC was cooperated to BSFN, respectively. These results suggest that BSFN-SDC is a possible candidate for IT-SOFC cathode.     

粉末冶金法制备SiC_p/Al_2W_3O_(12)/Al复合材料及其热膨胀性能

通过添加适量的Al_2W_3O_(12)负热膨胀粉体来优化碳化硅颗粒增强铝基(SiC_p/Al)复合材料的热膨胀系数。实验采用固相法制备负热膨胀性能的Al_2W_3O_(12)粉体,并按10%,20%,30%的体积比添加至SiC_p/Al复合粉体中,利用粉末冶金工艺制备SiC_p/Al_2W_3O_(12)/Al复合材料。实验结果表明:制备的复合材料组织分布均匀,致密度良好。室温到200℃内,在Al基体质量分数不变的前提下,Al_2W_3O_(12)的加入有效降低了复合材料的热膨胀系数。