Sm3+∶ZnO-B2O3-Al2O3-SiO2系透明玻璃陶瓷的制备和表征

采用熔融和晶化技术合成出含ZnAl2O4微晶的Sm3+∶ZnO-B2O3-Al2O3-SiO2(ZBAS)玻璃陶瓷材料,并通过DSC、XRD、SEM和UV-Vis-Nir分光光度计和傅里叶变换荧光光谱仪等对样品进行了表征。结果表明,玻璃陶瓷主晶相为ZnAl2O4,晶相粒径为30nm;可见光透过率为最高可达70%,近红外透过率为70%～85%。该玻璃陶瓷能够受激发射出红光,且发光强度高于同组分的玻璃。     

B2O3-Al2O3-SiO2透明玻璃陶瓷研究

玻璃陶瓷属于一类多晶陶瓷材料.通过调整玻璃基质和晶相组成可以制备出具有良好的力学、热学、电学和光学性能的玻璃陶瓷材料.采用传统的熔融和退火技术制备出含B2O3-Al2O3-SiO2-Li2O-K2O组分的硼铝硅玻璃,并通过成核和长晶工艺最终制备出透明玻璃陶瓷.配合料在铂金坩埚中于1450℃下熔融2h,然后经两步热处理制度控制晶核的生成和晶粒的长大.采用差热分析技术确定成核和长晶温度.采用X射线衍射技术对不同热处理制度下的玻璃陶瓷样品进行分析,以确定最佳成核和长晶条件.采用扫描电子显微镜分析玻璃陶瓷形态,晶粒尺寸及其在残余玻璃相中的分布.采用UV-Vis-Nir分光光度计测定玻璃陶瓷样品的透过率.     

硼硅酸玻璃对CaO-B2O3-SiO2玻璃陶瓷结构和性能的影响

采用在CaO-B2O3-SiO2（CBS）玻璃中添加硼硅酸玻璃的方式制备了低温烧结的CBS复相玻璃陶瓷,系统地研究了其对CBS玻璃陶瓷10MHz下的介电常数及热膨胀系数的影响规律。利用DSC,XRD和SEM微观结构分析方法,研究了试样的性能与结构的关系。研究结果表明：硼硅酸玻璃与CBS玻璃具有很好的相容性,硼硅酸玻璃的添加量在0～40%（质量分数,下同）的范围内均可在850℃烧结。硼硅玻璃能有效降低体系的介电常数,实现介电常数在5.6～6.6范围内可调;硼硅玻璃的添加量小于20%时,膨胀系数增加幅度较小,随着硼硅玻璃量的增加,膨胀系数显著增大,其原因是随着硼硅酸玻璃添加量的增加,生成了具有低介电常数、高膨胀系数的-αSiO2。     

SiO2-Al2O3-P2O5系透明微晶玻璃的制备及表征

采用熔融及分部晶化法制备出掺钕SiO2-A12O3-P2O5系微晶玻璃．采用差热分析、X射线衍射及荧光光谱仪对材料进行表征。结果表明，在490-590℃保温2-4h，而后在600-700℃保温5-7h，可制得主晶相为AlPO4的透明微晶玻璃，由于Nd^3＋在热处理后富集在晶相中，使荧光光谱线在1054nm处峰值比原始玻璃强度大。     

Eu~(3+)掺杂Na_2O-Nb_2O_5-SiO_2透明玻璃陶瓷的制备与表征

采用高温熔融退火法制备出Na2O-Nb2O5-SiO2为基质的掺铕铌酸盐玻璃,并通过两步热处理制备出含有NaNbO3纳米晶相的透明玻璃陶瓷。采用差热分析、X射线衍射、扫描电镜、分光光度计和荧光光谱仪对样品进行了表征。研究表明,铕掺杂铌酸盐基质玻璃具有良好的结晶性,其成核温度为715℃,成核时间为2 h,析晶温度为950℃,析晶时间为2 h;经SEM分析,粒子直径为40~50 nm。该玻璃陶瓷在近红外光区的透过率可达80%。荧光光谱显示,Eu3+∶Na2O-Nb2O5-SiO2玻璃陶瓷在393 nm激发下于614 nm处存在较强发射峰,较基质玻璃有了极大的提高。     

Sol-Gel法制备B2O3-P2O5-SiO2系低介玻璃陶瓷

采用溶胶－凝胶法,以正硅酸乙酯和硼酸、磷酸为原料,制备出一种ＢＰＳ超细粉．使用这种超细粉,可在低于９５０℃空气气氛中烧结,获得性能优良的低分电常数、低损耗玻璃陶瓷．该种材料的介电常数ε≤５、介电损耗ｔａｎδ＜３×１０^－３（１ＭＨｚ）,有望用于超高频叠层片式电感领域．     

低温烧结ZnO-玻璃系压敏陶瓷的研究

研究了不同硼硅玻璃配方及相关工艺对低温烧结(1000和1050℃下烧结)ZnO玻璃系压敏陶瓷致密化过程和电气性能的影响.发现含较多PbO和少量ZnO的G1玻璃具有较合适的软化点温度和较好的晶粒润湿性,对应试样的电气性能最好坯体初始密度、保温时间、降温速率和烧结气氛都显著影响着试样的烧结性能和电气性能.     

添加Sm2O3的AlN陶瓷的显微结构和导热性能

以自蔓延高温合成方法（SHS）制备的并经抗水化处理的AIN粉体为原料,研究了埋粉条件对添加Sm2O3的AIN陶瓷显微和导热性能的影响,结果表明,在不同埋粉烧结条件下试样周围的还原性气氛增强有助于形成较高Sm/Al比的晶界相,不加埋粉有利于晶界相的排出,这些因互均有助于提高AIN陶瓷的热导率,不加埋粉性1830度烧结可获得热导率为166W／（m.K)的AIN陶瓷。     

多孔玻璃制备及其与Al2O3陶瓷基板复合载体材料

在钠硼硅玻璃体系中利用分相原理制备得到纳米多孔玻璃,并运用SEM、BET测试手段表征了纳米多孔玻璃的孔径分布、孔径大小和比表面积,以及热处理温度和时间对多孔玻璃表面形貌的影响.通过对纳米孔玻璃与氧化铝陶瓷基片复合的研究,得到一种能贮存大量生物和化学样本的载体材料,对生物芯片的发展将起到推动作用.     

低温烧结Al2O3-硅酸盐玻璃系玻璃陶瓷的制备和性能研究

采用Al2O3-硅酸盐玻璃复合体系制备低温烧结玻璃陶瓷，通过TG-DTA、XRD、SEM等分析方法对样品进行表征，随着玻璃含量的增加玻璃陶瓷的烧结温度逐渐降低，在玻璃含量约为50％（质量分数）时玻璃陶瓷的热导率达到最大值2．70W/m·K，此时的玻璃陶瓷具有低的烧结温度（800℃）、高的相对密度（≥95％）、低的电容率（8～10）、低的介电损耗（1．5％～0．7％），有望成为LED封装用基板材料。     

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。     

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。     

Transparency of LiTaO3-SiO2-Al2O3 glass-ceramics in relation to their microstructure

The glasses with various compositions in the LiTaO₃-SiO₂-Al₂O₃ system were heated from room temperature to temperatures ranging from 750° to 1050° C at a rate of 5° C min^–1. From the glasses in the LiTaO₃-SiO₂ system no transparent glass-ceramic was obtained even when their LiTaO₃/SiO₂ mole ratios were as high as 2.33. The diameter and number of the LiTaO₃ crystal grains precipitated in the glasses were 5–15 m and 10⁸–10¹⁰ grains cm^–3, respectively. On the contrary, transparent glass-ceramics were obtained from the glasses containing Al₂O₃; their compositions covered a fairly large area in the LiTaO₃-SiO₂ -Al₂O₃ system, which encompasses the compositions with the LiTaO₃/SiO₂+AlO_1.5 mole ratio as low as 0.25. The diameter and number of the LiTaO₃ crystal grains precipitated in the transparent glass-ceramics were as small as 10–20 nm and as many as 10¹⁶–10¹⁸ grains cm^–3, respectively. High nucleation rates of the LiTaO₃ crystals in the Al₂O₃-containing glasses were interpreted in terms of structural inflexibility induced in the glass-network by the addition of Al₂O₃ to the LiTaO₃-SiO₂ system.     

含磷Li_2O-Al_2O_3-SiO_2超低膨胀透明微晶玻璃的析晶机理

采用示差扫描量热法、X射线和扫描电镜等研究含磷和无磷Li_2O-Al_2O_3-SiO_2(LAS)低膨胀透明微晶玻璃的析晶动力学和晶化过程,分析P_2O_5对LAS微晶玻璃晶化过程和微观结构的影响。结果表明:P_2O_5可以影响玻璃的玻璃分相和晶体相转变过程。一方面P_2O_5可以作为很好的晶核诱导剂,诱导核化需要的两相分离,有利于晶体的成核和长大;另一方面会增加结晶活化能(E),使玻璃网络结构重排困难,并存在α-锂辉石向β-锂辉石得转变过程,抑制晶粒生长。     

Mn~(2+)掺杂的ZnO-B_2O_3-SiO_2光存储玻璃的热释光研究

采用高温熔融法制备了Mn2+掺杂的ZnO-B2O3-SiO2(ZBSM)体系的光存储玻璃,并通过热释光谱研究了ZBSM玻璃的存储性能以及陷阱能级的分布情况,结果显示:材料内部至少存在中心能级的深度分别约为0.80eV和1.02eV的两种陷阱,而激活离子Mn2+和基质组成ZnO-B2O3-SiO2的变化均会造成材料光存储性能及陷阱分布的改变。     

Toughened glass-ceramics in the ZrO2-Al2O3-SiO2 system prepared by the sol-gel process

Monolithic glass-ceramics containing Al₂O₃ or TiO₂ were prepared in the ZrO₂-SiO₂ system by the sol-gel process from metal alkoxides. Tetragonal ZrO₂ was precipitated by heat treatment at 900–1200 °C and its crystal growth was increased by adding TiO₂ or Al₂O₃. Further heating at higher temperature resulted in the precipitation of zircon and monoclinic ZrO₂ which was transformed from tetragonal ZrO₂. The addition of Al₂O₃ had less effect on both the tetragonal-to-monoclinic ZrO₂ transformation and the precipitation of zircon. The fracture toughness increased as the size of tetragonal ZrO₂ particles increased and then decreased with the appearance of monoclinic ZrO₂ or zircon. The fracture toughness of the glass-ceramics was measured in the glass-forming regions of the ZrO₂-Al₂O₃-SiO₂ system. The fracture toughness was sensitively dependent on both Al₂O₃ and ZrO₂ content, of which the highest value achieved was 9 MPa m^1/2 for the 50ZrO₂·10Al₂O₃·40SiO₂ composition.     

Er3+离子掺杂透明的LaF3-SiO2纳米玻璃-陶瓷的上转换发光

采用溶胶-凝胶法成功制备了一系列Er3 掺杂的透明纳米LaF3-SiO2玻璃-陶瓷样品,并研究了其上转换发光性质与发光机制.研究得到了Er3 浓度对上转换发光的影响规律,拟合了上转换荧光强度与LD工作电流的关系,发现所得结果与理论值能够很好地一致.在980nm激光二极管激发下,获得了发射波长为520、540、660nm的有效上转换发光.在较低的功率泵浦下,540nm波长的绿光波段发射最强,其发光主要过程是处于4F7/2态的Er3 离子能量大部分被弛豫到4S3/2态,再由此激发态跃迁到基态4I15/2态所致.     

Preparation and characterization of mesoporous TiO2-Al2O3 composites

We have established conditions for the synthesis of multiphase nanocomposites in a wide range of TiO₂/Al₂O₃ ratios. The nanocomposites have a thermally stable mesoporous structure and large specific surface area. Some of them exhibit photocatalytic activity at λ ≥ 670 nm.