SiO2-Al2O3-CaO-MgO-Fe2O3-ZrO2-F系玻璃陶瓷的析晶

应用扫描电子显微镜、X射线衍射及示差扫描量热法等技术研究了一种SiO2-Al2O3-CaO-MgO-Fe2O3-ZrO-F玻璃陶瓷析晶特征和组织形貌.结果表明:玻璃转变温度为725 ℃左右,在730 ℃后形成了分布均匀的孔状非晶态分相现象.在第一放热峰温度(820 ℃)析晶时,玻璃样品为表面析晶,析出晶体为钙长石(CaAl2Si2O8)和硅灰石(CaSiO3).从表面向内部分别形成枝状晶体、枝状晶体和粒状晶体、粒状晶体三层不同的表面析晶形态.在1040 ℃保温后,玻璃样品中表面析晶和整体析晶共存,析出晶相均以钙长石为主.     

添加V2O5对SiO2-Al2O3-MgO系微晶玻璃析晶的影响

为了探讨V2O5对SiO2-Al2O3-MgO系微晶玻璃的析晶的影响,制备了添加质量分数为8%V2O5的玻璃.用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)与电子探针(EPMA)等技术研究了玻璃的析晶特征.结果表明:与未添加V2O5的试样相比,V2O5加入促进了玻璃在较低的温度下析晶.在630℃保温3h后,在玻璃中已开始析出莫来石晶体.随着析晶温度的提高和保温时间的延长,在试样中同时析出莫来石和云母晶体,云母晶体的尺寸和数量逐渐提高,晶体所占体积百分数逐渐增大,而莫来石晶体的尺寸变化不明显,最终形成均匀分布的云母/莫来石复合体.当析晶温度达到1050℃时,玻璃中晶体的析出反而减少,晶体的相互交错度与所占的体积百分数均有所降低.EPMA结果显示试样析晶后,V2O5留在残余玻璃中,表明V2O5没有参与晶体的直接形核,而是以网络外体的形式存在于玻璃体系中,削弱了玻璃的结构,导致晶体析出温度降低.     

ZrO2含量对BaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析晶和晶型转变的影响

制备了不同ZrO2含量的BaO-Al2O3-SiO2(BAS)系微晶玻璃,用差示扫描量热法和X射线衍射分析,根据Ozawa等转化率法和等温转变动力学研究了ZrO2含量对BAS系微晶玻璃析晶和晶型转变的影响.研究表明:ZrO2在BAS系玻璃中的溶解度不低于8%(质量分数,下同).对不同ZrO2含量的BAS系玻璃中,六方钡长石的析出均为整体析晶,此时,Avrami指数为3.6～5.4.添加1%～2%(质量分数)ZrO2时,在单斜钡长石形成初期主要表现为表面析晶,因为Avrami指数为0.4～0.6;而不加形核剂的样品,单斜钡长石的析晶特性为整体析晶,其Avrami指数约为2.7.对高ZrO2含量或1%～2% ZrO2的样品的析晶后期,单斜钡长石的析晶特性为整体析晶,其Avrami指数为2.3～3.8,证明了ZrO2含量为1%～2%是有效的.在化学计量比BAS系微晶玻璃中添加1%ZrO2在850 ℃保温12 h,实现了六方钡长石→单斜钡长石的完全转变.     

MO对B2O3-Al2O3-SiO2系统玻璃析晶性能的影响

研究了添加BaO、CaO、MgO对B2O3-Al2O3-SiO2系统玻璃析晶性能的影响。用DSC测试了玻璃的析晶温度，用XRD分析了玻璃析晶后的晶相组成，用SEM观察了析出晶粒的形貌特征。结果表明：BaO、CaO均可有效促进BAS玻璃的形成，而MgO易导致玻璃分相。MO-BAS玻璃的析晶温度在770～810℃之间。添加BaO时析出的主晶相为硼酸铝（Al18B4O33）和少量勃来石（Al16B6Si2O37），以针柱状晶为主。用CaO替代BaO，析出的主晶相不变，但析晶能力增加，以细小的粒状晶为主。添加MgO时析出的主晶相为偏硼酸铝（Al4B2O9）和勃来石，晶粒较粗大。     

含复合晶核剂CaO–MgO–Al2O3–SiO2微晶玻璃析晶与性能

采用高温熔制法制备了含复合晶核剂的CaO–MgO–Al2O3–SiO2(CMAS)微晶玻璃,并借助差热分析、X射线衍射、扫描电子显微镜分析了复合晶核剂组成对CMAS微晶玻璃的析晶和性能的影响规律。结果表明:复合晶核剂CaF2+TiO2能使CMAS玻璃的析晶活化能E降至329.2kJ/mol,且促进晶体快速生长;CaF2+P2O5可促进大量晶核生成,使晶体生长指数n增至2.87,从而实现CMAS玻璃整体析晶;CMAS微晶玻璃的主晶相为钙长石和透辉石,形状为长条状,TiO2和ZrO2的加入对主晶相种类和形状没有影响,但P2O5加入后玻璃不能析出透辉石晶相,而是辉石晶相,并产生许多细小晶粒;含复合晶核剂的微晶玻璃均具有较高Vicker硬度(7.0GPa以上),但引入CaF2+TiO2+P2O5时,微晶玻璃的Vicker硬度较低,这主要是晶粒排列不致密所致。     

CaO、ZnO对MgO—Al2O3-SiO2玻璃性能及析晶的影响

在含碱金属氧化物的MgO-Al2O3-SiO2系玻璃中进一步引入CaO、ZnO,测定了玻璃的密度、硬度,采用DTA、XRD、SEM分析了玻璃的析晶情况。结果表明：CaO、ZnO使玻璃密度呈增大趋势,但二者加入后,玻璃硬度减小,其中同时含CaO、Zn0的玻璃较只含CaO玻璃硬度大。差热分析显示,CaO、ZnO可减小玻璃的粘度,降低Tg点温度,促进玻璃的析晶;含CaO、ZnO的玻璃热处理后主要析出硅酸锂铝、钠钙长石,镁钛氧化物晶相;随ZnO的引入,热处理玻璃中还出现锌尖晶石晶相;此外,含CaO、Zn0玻璃随热处理时间延长,还有少量霞石析出。析出晶体均以棒状晶体为主,颗粒状晶体弥散分布在棒状晶体之间。     

CaO-Al2O3-SiO2系玻璃陶瓷的析晶动力学研究

采用差热分析方法(DTA)对CaO-Al2O3一SiO2体系玻璃陶瓷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CaO/SiO2比的增大,该系统玻璃的析晶活化能E变小,析晶动力学反应速率k(T)增大,玻璃稳定性变小.所有玻璃样品的析晶指数(n)约为1,为表面析晶机制.     

R_2O-CaO-SiO_2-Al_2O_3-F系微晶玻璃析晶动力学

以熔融法制备的R_2O-CaO-SiO_2-Al_2O_3-F(RCSAF)系微晶玻璃为研究对象,利用热重分析、X射线衍射等手段分析微晶玻璃的形核和晶体生长动力学。借助Gaussian拟合,获得了微晶玻璃的形核和晶体生长动力学函数。并绘制了非等温加热条件下R_2O-CaO-SiO_2-Al_2O_3-F系微晶玻璃的温度–时间–转变(T–T–T)曲线,获得了微晶玻璃形核和晶体生长动力学Gaussian拟合函数关系模型。通过无模式函数模型计算得知微晶玻璃的析晶活化能Ea=357.74 k J/mol,析晶指数n=3.13,微晶玻璃以整体析晶的方式析出晶体。确立了时间、温度和析出晶相对R_2O-CaO-SiO_2-Al_2O_3-F系微晶玻璃析晶率曲线的影响规律。微晶玻璃析出的CaF_2晶体颗粒均匀弥散的分布于硅碱钙石和α-硅碱钙石中,扫描电子显微镜照片呈现的典型晶体结构进一步验证了RCSAF系微晶玻璃的晶体析出过程。     

Cr2O3对废建筑玻璃研制的微晶玻璃结构及性能影响

本研究以正交实验确定的最佳制备微晶玻璃的工艺条件为基础,探讨cr2O3晶核剂不同添加量对利用废建筑玻璃研制的微晶玻璃的微观结构及性能的影响.利用XRD法和SEM 法确定不同试样的晶相与形貌;用半定量法确定各试样的晶相与玻璃相的含量,按微晶玻璃的测试标准测试各试样的体积密度、吸水率、抗折强度.实验结果:添加cr2O3;晶核剂析出的主晶相为Na2Ca3Si6O16和SiO2,Na2Ca3Si6O16晶体呈针状,SiO2晶体呈粒状;且试样中的晶相含量随着晶核剂添加量增加而增加.经分析:确定Cr2O3最佳添加量为8wt%,对应的晶相(Na2Ca3Si6O16SiO2、Na2CrO4)含量为47.21%,抗折强度为95.05Mpa.体积密度为2.336g/cm3,吸水率为O.12%.     

CaO—Fe2O3—SiO2系玻璃析晶动力学研究

用溶胶凝胶法制备了CaO—Fe2O3—SiO2系玻璃，采用差热分析方法研究了玻璃析晶动力学。结果表明：该方法制备工艺简单，Fe2O3本身作为晶核剂，析晶过程明显，样品为整体析晶，析晶活化能为438．023kJ／mol。     

氧化铝添加量对钡硅酸盐复相玻璃陶瓷影响

研究了添加不同Al2O3对复合玻璃陶瓷烧结机制和微波介电性能的影响.结果表明:随着玻璃中Al2O3含量的增加,玻璃的软化温度、开始析晶温度以析晶峰温度均有所提高,析晶放热峰面积依次减小,玻璃的析晶能力逐渐减弱;添加5% wt Al2O3 875℃条件下烧结复相玻璃陶瓷中性能最好为εr为8.1,tanδ为0.0031(10kHz),是一种性能优良的LTCC材料.     

Pr2O3取代Sm2O3对CLST微波介质陶瓷介电性能的影响

论述了使用Pr2O3取代Sm2O3对CaO-Li2O-Sm2O2—TiO2（CLST）微波介质陶瓷介电性能的影响。采用传统固相反应法制备16CaO-9Li2O-xPr2O3-（12-x）Sm2O3-63TiO2（简写为CLPST-x）陶瓷。XRD分析结果表明，不同取代量的CLPST-x呈现单一的正交钙钛矿结构。当CaO：Li2O：Pr2O3：Sm2O3：TiO2=16：9：4：8：63，烧结温度为1300℃时．CLPST-x能够取得良好的介电性能。εr=101，tanδ=0．00923，τr=85ppm／℃（1MHz），此时，晶粒大小均匀，晶界清晰。     

Sm2O3掺杂对BaO-B2O3-Al2O3-SiO2玻璃形成及结构的影响

借助魔角旋转核磁共振技术,探讨掺Sm2O3后BaO-B2O3-Al2O3-SiO2(BBAS)玻璃(BBASS玻璃)的形成、结构及热处理条件下玻璃结构的变化情况.研究表明:随着稀土掺量的增加,BBASS玻璃的形成区域先扩大后缩小.在Sm2O3外掺摩尔分数为30%时BBASS玻璃具有最大的形成区域.在BBAS玻璃结构中,随着BaO含量的增加,硼氧三角体[BO3]逐渐向[BO4]转变,原先[AlO4],[AlO5],[AlO6]共存的铝氧多面体结构逐渐转变为大量[AlO4]和少量[AlO5]共存的结构.在BBASS玻璃结构中,随着5m2O3掺入量的增加,Sm2O3对铝氧多面体结构变化的影响与BaO类似;对硼氧多面体而言,Sm3 强大的积聚作用使玻璃结构中硼氧多面体形成了巨大的网络.以上差异说明了Al3 比B3 更容易进入稳定的四面体结构.热处理对玻璃结构影响甚微.     

铁对R2O-CaO-MgO-Al2O3-SiO2系玻璃微晶化的影响

就石材锯切粉在微晶玻璃中应用的主要问题-铁对析晶的影响展开研究。结果表明，少量铁（〈2mol％）的引入，可能引起析晶参数的升高，但外加铁含量超过2mol％时均可降低析晶参数，并使起始析晶至析晶峰的温度区间（Tp-Tg）变窄；外加铁量〈2mol％时，不同含铁量配方的（Tp—Tg）区间重叠显著，可以采用同一温度晶化处理；配方含铁与否对主晶相没有明显影响，但影响玻璃的析晶能力，铁含量〈2mol％时，使玻璃体析晶能力增加，接近或大于3mol％时，玻璃析晶能力降低；微粉制备微晶玻璃可以大幅度缩短晶化时间。     

Y2O3掺杂对Al2O3-SiO2-P2O5系统玻璃结构和析晶性能的影响

采用高温熔融冷淬法制备了Al2O3-SiO2-P2O5（ASP）系统玻璃,用原位晶化法获得了磷酸盐微晶玻璃;用IR、DSC、XRD、SEM等测试方法表征了玻璃结构及析晶性能,讨论了稀土Y2O3掺杂对ASP玻璃结构和析晶性能的影响。结果表明：Y2O3处于ASP的玻璃结构空隙中,起网络修饰体的作用,并未改变玻璃的基本结构,但Y^3＋离子会加强玻璃中P-O^-键的伸缩振动。当Y2O3的掺杂量少于1．5wt％时,随着Y2O3含量的增加,玻璃的稳定性增强,析晶活化能升高;引入量为1．5wt％时,玻璃的稳定性最好,析晶活化能最大,玻璃不易析晶;掺杂量多于1．5wt％时,稳定性开始下降,析晶活化能降低。少量Y2O3掺杂并未改变玻璃析出的晶相种类,析出的主晶相仍为AlPO4,次晶相为Mg3（CO4）2,但玻璃中加入适量的Y2O3会减少次晶相Mg3（PO4）2的析出量。     

纳米Al2O3对3Y-ZrO2陶瓷性能的影响

研究了纳米Al2O3添加剂对3Y—ZrO2陶瓷材料烧结和力学性能的影响。实验结果表明：添加纳米Al2O3（0．5mol％～2mol％）可以促进3Y—ZrO2的烧结，并提高材料的抗弯强度和断裂韧性。在1450℃下烧成的添加0．5mol％纳米Al2O3的3Y—ZrO2具有最高的强度和韧性值，分别为620MPa和13．9MPa·m^1/2，比纯3Y-ZrO2的最高强度和韧性（1500℃烧成试样）分别提高了11％和16％。     

稀土氧化物Fe2O3-MnO2-Cr2O3-La2O3-CeO2系统棕色颜料的呈色影响

采用共沉淀法在低温下合成了含稀土氧化物La2O3、CeO2的棕色陶瓷颜料，并将合成的颜料应用于陶瓷高温釉料中，表明该颜料可以应用于1320℃的高温。此外，通过颜色测定、SEM、XRD及能谱分析等手段对颜料的颜色、粒度及结晶构造等进行了表征，并探讨了颜料的呈色机理。     

Al2O3对CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃晶化和性能的影响

以CaO-Al2O3-SiO2三元系微晶玻璃为研究对象,从玻璃析晶动力学方面进行研究,通过DTA和SEM等分析方法,对微晶玻璃析晶行为进行研究,利用析晶活化能E和析晶参数n值来分析析晶机理;实验结果表明:析晶参数n=2,体系属于整体析晶。随着Al2O3含量的增加,析晶温度有升高的趋势,析晶活化能增大,有利于玻璃的烧结;试样密度增大,显微硬度增加。     

Bi2O3-ZnO-B2O3低熔点封接玻璃的烧结特性

利用X射线衍射、扫描电子显微镜对Bi2O3-ZnO-B2O3系统低熔点玻璃的烧结性能、结晶特性以及烧结后玻璃试样的结构进行了研究.结果表明:随着B2O3含量的增加,玻璃的转变温度与软化温度都随之提高,影响了玻璃的烧结.Bi2O3-ZnO-B2O3系统低熔点玻璃粉末的烧结有黏性液相参与,使得玻璃试样的致密化更加有效,效率更高.当B2O3含量为5.24%(以质量计)时,玻璃的析晶倾向增大,试样中析出了Bi2482O39晶相.当温度继续升高时,试样的烧结收缩出现了"滞缓",有大量的液相出现,且在表面张力的作用F出现了流散.     

PRELIMINARY STUDY ON PORTIONS OF SYSTEMS Na2O-CaO-AI2O3-Fe2O3 AND Na2O-CaO-Fe2O3-SiO2*

Portions of the quaternary system Na₂O-CaO-Al₂O₃-Fe₂O₃ have been studied by the exploration of (1) the plane CaO-4CaO.Al₂O₃°Fe₂O₃-(Na₂O + 3Al₂O₃) and (2) planes above the base system CaO.5CaO.3Al₂O3–2CaO.Fe₂O₃ which contain successively increasing amounts of Na₂O up to 6%. A portion of the quaternary system Na₂O-CaO-Fe₂O₃-SiO₂ has been studied by the exploration of a plane containing 5% of Na₂O above the base system CaO-2CaO.SiO₂-CaO.Fe₂O₃. In the pseudosystem CaO-4CaO.Al₂O₃.Fe₂O₃-(Na₂O + 3A1₂O₃) the compound Na₂O.-8CaO.3A1₂O₈ was found to exist as a primary phase, and the area in which the plane cuts the Na₂O.8CaO.3A1₂O₃ primary-phase volume was established. Three points on uni-variant curves were located. The iron phase (4CaO.A1₂O₃.Fe₂O₃ solid solution) was observed to exist in a solid-solution series. In the system Na₂O-CaO-5CaO.3Al₂O_3--2CaO.Fe₂O₃ it was found that the compound Na₂O.8CaO.3Al₂O3 appears at an Na₂O concentration of 4.2%. As soda, however, is taken into solid solution by other phases, it was not feasible at this time to determine the invariant point for Na₂O.8CaO.3A1₂O₃, 3CaO.Al₂O₃, 5CaO.3A1₂O₃, and 4CaO.Al₂O₃.-Fe₂O_a solid solution. In the system Na₂O-CaO-2CaO.SiO₂-CaO.Fe₂O₃ no ternary compounds were observed up to the 5% limit of Na₂O employed. A soda-containing phase occurred in solid solution with α-2CaO.SiO₂, which may precipitate on cooling, forming inclusions in the ß-2CaO.SiO₂, or enter into reaction with the glassy phase.