TiO_2对MgO-Al_2O_3-SiO_2-TiO_2-La_2O_3系微晶玻璃相变和微波介电性能的影响

采用高温熔融法和-步法微晶化热处理制备了MgO-Al_2O_3-SiO_2-TiO_2-La_2O_3(MASTL)微晶玻璃。利用差热分析、X射线衍射、扫描电子显微镜和网络分析仪等手段研究了TiO_2含量对MASTL玻璃析晶相变过程、显微结构和微波介电性能的影响。结果表明,在玻璃热处理过程中先后有硅钛铈矿、金红石(TiO_2)、镁铝钛酸盐、尖晶石(MgAl_2O_4)和堇青石(Mg_2Al_4Si_5O_(18)))5种晶相析出。其中,镁铝钛酸盐含量相对较低,尖晶石是一个亚稳过渡相。随着TiO_2含量的增多,原始玻璃的析晶倾向增大,初晶相硅钛铈矿和主晶相金红石的析晶温度显著降低,而尖晶石的析晶温度升高;材料的介电常数和谐振频率温度系数均显著增大,这主要由样品中具有高介电常数(100.0)和较大正温度系数(400×10~(-6)/℃)的金红石相含量增多引起。同时,由于高品质因数相堇青石(40000GHz)的析出量略有减少,品质因数有所降低。     

Na_2O—CaO—B_2O_3—A1_2O_3—SiO_2玻璃的Raman光谱

微孔玻璃是基于分相原理得到的。人们发现,由于Na_2O-B_2O_3-SiO_2系统中同时存在两种形成玻璃网络的氧化物B_2O_3及SiO_2,电价不平衡的[BO_4]四面体趋于获得Na_2O中的游离氧而形成含富Na_2O-Ba_2O_3的相,从而与含富XiO_2相分开,当这种分相玻璃浸于稀盐     

含CuO的Na_2O-B_2O_3-SiO_2玻璃的Raman光谱

本文借助Raman光谱研究了含CuO的Na_2O-B_2O_3-SiO_2 玻璃的结构。分析表明如下:(1)当Na_2O/B_2O_3≤0.4、SiO_2/B_2O_3≤0.6时,玻璃网络由四硼酸盐、[SiO_4]、二硼酸盐基团以及少量的硼氧环构成。玻璃中的氧离子都是桥氧离子。四配位硼的份数随 Na_2/B_2O_3 比增加而增加。(2)当Na_2O/B_2O_3=0.5、SiO_2/B_2O_3=1时,玻璃网络开始出现非桥氧(NBO)离子。直到Na_2O/B_2O_3=0.64、SiO_2/B_2O_3=1.69,存在于玻璃中的基团是二硼酸盐、[SiO_4]、环型偏硼酸盐和带一个非桥氧的[SiO_4](Si—O~-)。NBO离子的数目似乎随Na_2/B_2O_3 比增加而增加。四配位硼的份数在达到极大值后开始下降。(3)当Na_2O/B_2O_3≥0.8、SiO_2/B_2O_3≥2.43时,存在于玻璃中的基团是 Si—O~-、环型偏硼酸盐和[SiO_4」。随Na_2O/B_2O_3比增加,四配位硼的份数下降,而NBO离子的数目则增加、没有(BSiO_4O_(10))~-单元和焦硼酸盐基团形成的指示。(4)玻璃中的一部分硼离子以游离的[BO_3]和[BO_4]单元存在。(5)少量CuO的存在并没引起 Na_2O-B_2O_3-SiO_2 三元系统玻璃的 Raman 谱的重大改变。(6)Na_2O或Na_2O+CuO 全部被硼酸盐基团所吸引,直到Na_2O/B_2O_3或(Na_2O+CuO)/B_2O_3≥0.5时,才共享于硼酸盐和硅酸盐基团之间。     

ZnO-Al_2O_3-SiO_2系统微晶玻璃的研究

作者利用二液分相的原理,在研究了ZnO-Al_2O_3-SiO_2系统玻璃析晶条件的基础上,用添加B_2O_3的方法成功地制得了微晶玻璃,获得了一个具有实用价值的№6307微晶玻璃组成。研究了形成玻璃和微晶化的工艺制度,并讨论了B_2O_3对玻璃分相和微晶化的作用。     

添加Li2O对ZnO-BaO-B2O3-SiO2系统玻璃结构与性能的研究

采用熔融冷却法制备了添加Li_2O的ZnO-BaO-B_2O_3-SiO_2体系玻璃。采用FT-IR、DTA对添加了Li_2O的ZnO-BaO-B_2O_3-SiO_2系统玻璃的结构和析晶性能进行了研究,并测试了玻璃的转变温度和热膨胀系数、显微硬度和化学稳定性等性能。结果表明,少量的Li_2O对该系统玻璃结构和析晶性能没有显著影响;当Li_2O质量分数为1.5%,玻璃的均化程度高、玻璃性能好、化学稳定性达到最好。随着Li_2O含量的增加,热膨胀系数呈先减小后增大的趋势,在Li_2O质量分数为1.0%时出现最小值。     

烧结法制备负膨胀β-锂霞石微晶玻璃

采用化学纯原料,利用烧结法制备了Li_2O-Al_2O_3-SiO_2系负膨胀微晶玻璃。利用DTA、XRD、SEM和EDS等测试方法,研究了微晶玻璃基础成分配比(Al_2O_3/Li_2O)和添加剂(Bi_2O_3)用量对微晶玻璃物相组成、显微结构、热学性能和力学性能的影响。随着Al_2O_3/Li_2O不断增大,样品的主晶相始终为β-锂霞石,样品的吸水率逐渐减小,热膨胀系数与抗折强度则不断增大。随着Bi_2O_3添加量的增加,微晶玻璃中次晶相Bi_2SiO_5的析出量也随之增加。由于Bi_2SiO_5晶相的热膨胀系数远大于β-锂霞石晶相,故微晶玻璃的热膨胀系数逐渐增大。     

含ZnO/SnO_2的SiO_2-B_2O_3-Bi_3O_2封接玻璃性能的研究

用传统熔融冷却法制得SiO_2-B2O3-Bi3O_2系统玻璃,采用差热分析法研究了玻璃的结构和玻璃的特征温度Tg和Tf,测试了玻璃的密度、热膨胀系数、介电常数等性能。结果表明,在SiO_2-B_2O_3-Bi_3O_2系统玻璃中,当ZnO含量增加,ZnO/SnO_2质量比上升时,玻璃的热膨胀系数、密度和摩尔体积均呈下降趋势,玻璃的转化温度Tg和软化温度Tf变化不大,析晶温度Ts则有明显的上升。     

Li_2O-Al_2O_3-SiO_2系统微晶玻璃晶相的研究

本文研究了Li_2O-Al_2O_3-SiO_2系统微晶玻璃的晶相,借以获得新型微晶材料。取自鳞石英、偏硅酸锂、二硅酸锂和锂辉石4个相区的玻璃成分,经过熔制、析晶,并用X-射线衍射方法鉴定了析出的晶相。由于相图中的原始相往往在微晶玻璃中并不出现,因此作者探讨了析晶过程中晶相转变情况,试图找出析晶介质和晶相结构间的联系。最后作者提出了微不均区域的模型,描述了本系统微晶玻璃在晶化以前的结构。     

P_2O_5对高膨胀光学玻璃结构与性能的影响

以Na_2O-CaO-Al_2O_3-B_2O_3-SiO_2玻璃系统为基础,制备出一系列不同P_2O_5含量的玻璃试样,并对其相关结构和性能进行研究分析。综合运用XRD、Raman和IR测试手段对玻璃内部结构分析后发现,实验条件下随着P_2O_5含量的增加,P-O-P键的数目不断增加,B_2O_3仍然以[BO_4]的形式存在,通过对拉曼光谱高频段的拟合分析发现,硅氧四面体结构中的Q~2基团不断被弱化。此外,实验中制备的玻璃热膨胀系数随着P_2O_5含量的增加而不断增加,最高能够达到11.39×10~(-6)K~(-1)玻璃软化温度不断降低,玻璃的电导率在P_2O_5质量分数为1.0%出现极大值,之后随着P_2O_5含量的增加而逐渐减小。     

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。     

Y_2O_3对BaO-Al_2O_3-SiO_2系封接玻璃结构与性能的影响

研究了应用于固体氧化物燃料电池的BaO-Al_2O_3-SiO_3系封接玻璃性能。通过DSC、XRD、SEM及热膨胀仪等方法,研究了Y_2O_3含量、热处理温度、时间热处理条件下封接玻璃结构与性能。研究结果表明:随着Y_2O_3含量的增加,BaO-Al_2O_3-SiO_2封接玻璃,析出的晶体主要是板柱的六方钡长石H-BaAl_2Si_2O_8。玻璃析晶后其微观结构致密,微晶玻璃的热膨胀系数由10.51×10~(-6)·℃~(-1)降低到10.27×10~(-6)·℃~(-1)。Y-1封接玻璃料浆与8YSZ电解质在900℃下热处理2h完成封接,并于820℃下烧结与微晶化10 h,封接玻璃与8YSZ电解质封接界面之间无裂纹、孔洞、反应层的形成,界面结合性能良好。Y-1微晶玻璃在450℃、500℃电阻率为2.27×10~8W·cm、3.71×10~7W·cm。Y-2玻璃在450℃、500℃电阻率为2.21×10~8 W·cm、2.31×10~7 W·cm。     

Li_2O-Al_2O_3-SiO_2-B_2O_3系统玻璃纤维的核化晶化机理

本文运用扫描电镜、X射线衍射定性分析和定量分析等手段,研究了以TiO_2为成核剂的Li_2O-Al_2O_3-SiO_2-B_2O_3系统玻璃纤维的核化晶化机理。结果表明,不加TiO_2时,纤维析晶与同成份的块状玻璃明显不同,而且析晶具有明显的方向性。添加TiO_2后,整个纤维内部均匀析晶。另外,TiO_2的加入降低了高温粘度,升高了低温粘度,加快了析晶速度,并促使β-锂霞石(Li_2O·Al_2O_3·2SiO_2)较快地向β-锂辉石(Li_2O·Al_2O_3·4SiO_2)转变。     

SiO_2-B_2O_3-Bi_2O_3-CuO系统玻璃非等温析晶动力学

采用高温熔体冷却法制备了Bi_2O_3-B_2O_3-SiO_2-CuO(SBBC)系统玻璃,利用X射线衍射仪,差示扫描量热仪,扫描电镜等,并借助Kissinger方程和Augis-Bennett方程研究SBBC系统玻璃的非等温析晶动力学和析晶热力学。结果表明:在热处理过程中玻璃产生了两种晶相:CuO和Bi_(12)SiO_(20);对应的活化能E_(P1)=50.1 kJ/mol,E_(P2)=116.4 k J/mol;两种晶体的平均析晶指数p_1=3.7,p_2=3.2,表明所产生晶体均为体积成核,二维空间生长;其中当温度达到773.15 K时CuO晶体的析出可以自发进行,当温度达到793.15 K时Bi_(12)SiO_(20)晶体的析出可以自发进行。     

Al2O3对花岗岩废渣微晶玻璃析晶及性能的影响

用熔融法制备了R_2O-MgO-Al_2O_3-SiO_2-Fe_2O_3系花岗岩废渣微晶玻璃,研究了Al_2O_3对微晶玻璃的晶相组成、显微结构及力学性能的影响。结果表明:当Al_2O_3含量(质量分数)为6.5%、7.5%、8.5%、9.5%时,微晶玻璃试样中主晶相均为氟闪石和铁板钛矿,次晶相为镁橄榄石。Al_2O_3含量达到10.5%时析出镁钛矿相,氟闪石相减少。添加8.5%Al_2O_3微晶玻璃试样的力学性能达到最佳,其抗弯强度和显微硬度分别为136.76 MPa、7.09 GPa。     

烧结堇青石微晶玻璃的物相和显微结构变化

本文介绍了烧结法制备微晶玻璃的工艺以及该工艺所适用的场合。 通过差热分析、x-射线衍射分析和电子显微镜的观察,揭示了MgO-Al_2O_3-SiO_2微晶玻璃烧结时显微结构的变化和不同热处理阶段的析晶形貌。可以认为整个制备过程是在液相参与下进行的,其间伴随着若干晶相的析出和转交,最终能够获得所需要的微晶玻璃材料。     

Bi_2O_3-B_2O_3-BaO玻璃的结构与热学性能研究

通过调整ω(Bi_2O_3)/ω(BaO)比例关系,研究了Bi_2O_3-B_2O_3-BaO低熔点玻璃体系结构和性能,通过DTA测定了玻璃软化温度和转变温度,热膨胀测试仪测试玻璃膨胀系数,红外光谱仪和X射线衍射仪分别研究玻璃结构和玻璃化程度。结果表明:玻璃的软化温度和转变温度都随着BaO质量分数的增加而增加,两者均处于较低的温度变化区间;玻璃的热膨胀系数随着BaO质量分数的增加而升高,XRD表明,玻璃的玻璃化程度良好,没有析晶。     

BaO-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃之研究

本文研究了在BaO-Al_2O_3-SiO_2三元系铣玻璃中引入金、银、铜等晶核剂对于玻璃微晶化的作用。实验桔果指出,采用光敏法不能使上述玻璃微晶化。但若在该玻璃中引入一定量的氧化铜与还原剂,用热敏方法可以获得软化温度较高与介电性能良好的微晶玻璃。同时,对于铜在BaO-Al_2O_3-SiO_2系玻璃中,晶核的形态问题也进行了初步探讨。根据玻璃的析晶情况、透光曲线与析晶前后电导率性能等数据的分析结果,认为铜在赅玻璃中起晶核诱导作用的形态主要是氧化亚铜有序区域。     

CaO/MgO质量比对CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2微晶玻璃析晶行为的影响

采用高温熔制法制备了含不同CaO/MgO质量比的CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2(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CaO/MgO质量比对CMAS微晶玻璃的析晶行为的影响规律。结果表明:CaO/MgO质量比为1.4为最合理的配比,该配比下CMAS微晶玻璃析出的透辉石晶相较多,其适宜成核温度和晶化温度分别为660℃和932.5℃;CaO/MgO质量比的下降会降低CMAS微晶玻璃的析晶能力,并改变晶相比例及形状,减小晶粒尺寸。     

CeO_2/Pr_2O_3掺杂SrO-CaO-Al_2O_3-SiO_2-B_2O_3系统封接玻璃的研究

制备掺杂稀土氧化物CeO_2和Pr_2O_3的SrO-CaO-Al_2O_3-SiO_2-B_2O_3系统封接玻璃,通过差热分析、X-射线衍射分析、SEM分析、流动性测试和热膨胀系数测试对玻璃的性质进行了研究。发现Pr_2O_3掺杂玻璃和CeO_2掺杂玻璃相比,Pr_2O_3掺杂玻璃具有较高的玻璃转变温度(T_g)和较低的热膨胀系数,玻璃网络结构更致密。对掺杂后的两组玻璃试样和SUS430不锈钢分别进行封接,在SEM下观察到界面结合紧密。掺杂CeO_2的封接玻璃与不锈钢结合更好,界面无裂纹和孔洞。     

SiO_2和Al_2O_3对PbO-ZnO-B_2O_3玻璃结构与性能的影响

PbO-ZnO-B_2O_3体系玻璃是低温气密性封装的基础材料之一。Pb O含量高时,玻璃有较强的析晶倾向,其烧结性能受烧结过程中软化温度与析晶温度的影响。添加SiO_2和Al2O3可调节玻璃的结构与性能。SiO_2在Pb O-ZnOB_2O_3体系玻璃中有增强玻璃稳定性、减弱析晶倾向的作用,同时可显著降低玻璃的膨胀系数;Al2O3对玻璃性能影响不明显,单独添加Al_2O_3还容易促进玻璃网络分相;通过SiO_2和Al_2O_3共添加可获得较好的抑制玻璃粉体析晶的效果,得到膨胀系数和烧结温度都相对较低的封接玻璃。