利用钢渣和粉煤灰烧结制备微晶玻璃工艺的优化

利用钢渣和粉煤灰化学组成的互补性,采用烧结法制备了以透辉石为主晶相的微晶玻璃;通过正交试验研究了各主要工艺参数对微晶玻璃性能的影响,并得出最优的工艺参数.结果表明:影响微晶玻璃抗弯强度的工艺因素的主次顺序为烧结时间、晶化温度、晶化时间、烧结温度;最佳的工艺参数为晶化温度790℃,晶化时间1.5 h,烧结温度1 115℃,烧结时间2 h;制备的微晶玻璃完全能满足建筑材料的性能要求.     

Na_2O含量对包钢稀选尾矿制备微晶玻璃析晶行为和性能的影响

采用DSC、XRD、SEM等方法研究了Na2O含量对以包钢稀选尾矿为主料制备微晶玻璃析晶行为及性能的影响。结果表明:随着Na2O含量的增加,微晶玻璃的晶化温度逐渐降低;当Na2O质量分数大于6.7%时,主晶相由钙铁辉石变为霞石;当Na2O质量分数为3.6%时,微晶玻璃的抗弯强度最大为150.4 MPa,密度最大为3.4 g.cm-3。     

加热温度对烧结制备Li2O-Al2O3-SiO2系玻璃陶瓷显微结构的影响

以Li2O-Al2O3-SiO2(LAS)系为基础玻璃成分,以碳酸锂、二氧化硅、氧化铝等为原料,采用烧结法制备了LAS系微晶玻璃.使用DTA分析了玻璃的析晶过程,运用XRD、SEM等测试分析手段对材料的晶相和晶粒大小进行了观察和分析,并讨论了加热温度对制品的烧结程度、主晶相及晶粒大小的影响.结果表明:当温度低于940℃时,所制微晶玻璃的主晶相为β-石英固溶体,高于940℃时主晶相转变为β-锂辉石;在1120℃时,烧结效果最好,在1170℃晶化效果最好,晶粒尺寸为0.5～3μm.     

晶化时间对钢渣微晶玻璃显微结构的影响

以钢渣为主要原料制备微晶玻璃。用DTA，XRD和SEM研究核化、晶化温度并测定微晶玻璃主晶相与显微结构。探讨了不同晶化时间对微晶玻璃显微结构的影响。研究表明：钢渣微晶玻璃主晶相为透辉石，晶化时间延长导致晶体长大、晶相含量增多，抗弯强度先增大后减小。     

晶化温度对Li_2O-ZnO-Al_2O_3-SiO_2微晶玻璃物相组成和热膨胀系数的影响

采用DTA、XRD、SEM、热膨胀仪等仪器研究了晶化温度对Li2O-ZnO-Al2O3-SiO2微晶玻璃的物相组成以及热膨胀系数的影响.结果表明:在晶化温度为625℃时,微晶玻璃中析出βⅡ-Li2ZnSiO4晶相,650℃时又析出少量方石英晶相;随着晶化温度上升,方石英相逐渐转化为β-石英固溶体,至750℃时βⅡ-Li2ZnSiO4晶相开始转化为γ0-Li2ZnSiO4晶相;当温度高于800℃后,微晶玻璃中主要含有β-石英固溶体和?0-Li2ZnSiO4两种晶相,并且晶粒尺寸变大;不同晶化温度下制得微晶玻璃的热膨胀系数在(72～119)×10-7℃-1(20～500℃)之间,随着晶化温度的升高,试样的热膨胀系数先升高而后下降,然后趋于平稳,在650℃达到最大.     

反应烧结制备AlON-AlN复相陶瓷及其性能

以AlN和Al2O3为原料、Y2O3为烧结助剂,在氮气气氛下无压反应烧结制备了AlON-AlN复相陶瓷;用XRD及SEM等方法对复相陶瓷的物相组成和显微结构进行了表征;研究了烧结温度、Al2O3及Y2O3加入量对复相陶瓷的烧结性能、力学性能和热导率的影响。结果表明:在1 650~1 800℃范围内反应烧结可以得到AlON-AlN复相陶瓷;其抗弯强度和热导率均随着烧结温度的升高先增大后减小,分别在1 750℃与1 700℃时达到最大值(378 MPa,38 W.m-1.K-1);随着Al2O3加入量的增加,复相陶瓷的抗弯强度先增大后减小,当Al2O3加入量为30%时达到最大值,其热导率则随着Al2O3加入量的增加呈明显下降趋势;随着Y2O3加入量的增加,抗弯强度不断增大,而热导率则先增大后减小,在Y2O3加入量为3%时达到最大值41 W.m-1.K-1。     

Y_2O_3掺杂对CaTiO_3陶瓷烧结性能和微观结构的影响

以CaO和TiO2为原料,外加质量分数分别为0,1%,2%,3%,4%的Y_2O_3后,分别在1 300,1 400℃保温3h烧结制备CaTiO_3陶瓷,研究Y_2O_3掺杂量和烧结温度对陶瓷物相组成、晶体结构、烧结性能和微观结构的影响.结果表明:随着Y_2O_3掺杂量的增加,CaTiO_3的晶胞体积先增大后减小,Y~(3+)置换Ti~(4+)使CaTiO_3晶胞体积增大,置换Ca~(2+)则使晶胞体积减小;随Y_2O_3掺杂量的增加或烧结温度的升高,陶瓷的烧结线收缩率和体积密度均增大;随Y_2O_3掺杂量的增大,陶瓷的显微结构更为致密,CaTiO_3晶粒尺寸先增大后减小,晶粒形状由不规则台阶状转变为规则形状.     

反应烧结制备AION-AIN复相陶瓷及其性能

以AlN和Al2O3为原料、Y2O3为烧结助剂,在氮气气氛下无压反应烧结制备了AlON-AlN复相陶瓷;用XRD及SEM等方法对复相陶瓷的物相组成和显微结构进行了表征;研究了烧结温度、Al2O3及Y2O3加入量对复相陶瓷的烧结性能、力学性能和热导率的影响.结果表明:在1 650～1 800℃范围内反应烧结可以得到AjON-AlN复相陶瓷;其抗弯强度和热导率均随着烧结温度的升高先增大后减小,分别在1 750℃与1 700℃时达到最大值(378MPa,38 W·m-1·K-1);随着Al2O3加入量的增加,复相陶瓷的抗弯强度先增大后减小,当Al2O3加入量为30%时达到最大值,其热导率则随着Al2O3加入量的增加呈明显下降趋势;随着Y2O3加入量的增加,抗弯强度不断增大,而热导率则先增大后减小,在Y2O3加入量为3%时达到最大值41 W·m-1·K-1.     

TiC含量对无压烧结TiC-Al2O3导电陶瓷复合材料微观结构与性能的影响

以Al₂O₃、TiC粉体为原料,采用无压烧结技术制备了TiC-Al₂O₃导电陶瓷复合材料,研究了TiC体积分数(30%～45%)对陶瓷复合材料微观结构和性能的影响。结果表明：TiC-Al₂O₃导电陶瓷复合材料主要由Al₂O₃和TiC两相组成;随着TiC含量的增加,陶瓷复合材料的相对密度降低,开口气孔率增大,当TiC体积分数为30%时,相对密度最大,开口气孔率最低,分别为95.5%和3.0%;陶瓷复合材料中导电相TiC均连接为网状结构,随着TiC含量的增加,TiC所形成的网状结构越发完整,陶瓷复合材料的硬度先升高后降低,电阻率和断裂韧度均呈降低趋势,抗弯强度增大;当TiC体积分数为45%时,陶瓷复合材料的抗弯强度最高,电阻率最低,分别为361 MPa和6.95×10^-6Ω·m。     

碳纤维添加量对MgO-ZrO_2陶瓷抗热震性能和烧结性能的影响

以纳米MgO粉和ZrO_2纤维为原料,以短切碳纤维为添加剂,采用无压烧结工艺制备碳纤维增强MgO-ZrO_2陶瓷,研究了碳纤维添加量对陶瓷烧结性能、物相组成、抗热震性能和显微结构的影响.结果表明:随碳纤维添加量的增加,陶瓷的相对密度和线收缩率降低,显气孔率增大,碳纤维的添加不利于MgO-ZrO_2陶瓷的烧结;抗弯强度随碳纤维添加量的增加先增大后减小,当碳纤维的体积分数为20%时,陶瓷的抗弯强度最大,为287.15 MPa;碳纤维的添加能提高MgO-ZrO_2陶瓷的抗热震性能,当碳纤维体积分数为15%时,陶瓷的抗热震性能最佳.     

Na2O-B2O3-Ta2O5系统玻璃红外光谱的研究

本文首次系统地研究了Na₂O—B₂O₃—Ta₂O₅。三元新系统的红外光谱,分析了B₂O₃、Ta₂O₅含量的变化对玻璃结构的影响。结果表明:随着Na₂O/B₂O₃比值的减小,结构中:[BO₄]四面体减小,[BO₃]三角体增加。随着Ta₂O₅含量的增加,[BO₄]四面体的数量增多,非桥氧的数量减少,表明Ta⁵⁺可以连结非桥氧,形成网络。     

Al2O3-TiB2-ZrO2三元复合陶瓷刀具的性能研究

对Al     

Tribological properties of ZrO2 (Y2O3)-Mo-BaF2/CaF2 composites at high temperatures

ZrO₂ (Y₂O₃) with different contents of BaF₂/CaF₂ and Mo were fabricated by hot pressed sintering, and the tribological behavior of the composites against SiC ceramic was investigated from room temperature to 1000 °C. It was found that the ZrO₂ (Y₂O₃)-5BaF₂/CaF₂-10Mo composite possessed excellent self-lubricating and anti-wear properties. The low friction and wear were attributed to enhanced matrix and BaMoO₄ formed on the worn surfaces.     

B2O3—La2O3—BaO—Nb2O5系统的玻璃生成范围及其性质

本文研究了在B₂O₃-La₂O₃-BaO-Nb₂O₅四元系统中当B₂O₃含量分别为25、30、35wt%时,该系统的玻璃生成范围和它们的光性、密度等变化规律。结果表明,随着B₂O₃含量的增加,系统的玻璃生成范围向贫Nb₂O₅边界扩充,富Nb₂O₅边表现收缩。工作中得出了该系统分别以SiO₂代B₂O₃、Al₂O₃代BaO后的析晶、折射率、色散及密度等性质的变化规律。最后应用该系统研制定型了713/538玻璃。     

Nb2O5-B2O3-K2O系统玻璃的结构与性质

本工作用大功率转靶 X 射线衍射仪研究铌硼酸盐玻璃结构;根据 B·E·War-ren 方程,建立了一种计算玻璃原子径向分布函数(RDF)的解析方法。因其涉及因素少,计算简便,适用于多元系统玻璃结构分析。应用本方法,已获得了 Nb-B-K 系统玻璃的比较完整的三维结构模型。模型表明,这种玻璃结构松散,克分子体积比较大,并具有较高的自激发极化率。于是铌硼酸盐玻璃的低密度、低折射率和相对高的色散,以及较高的电导率等特殊性质的结构因素得到了证实。     

Tribological performance of MoS2---B2O3 compacts

A recent investigation suggests that selected oxides perform well as additives in molybdenum disulphide (MoS₂) because of their ability to soften at asperity contacts with the result that the solid lubricant can attain and retain a preferred tribological orientation.This research determined the effectiveness of boric oxide (B₂O₃), when used as an additive in MoS₂, for substrate temperatures ranging from 21°C to 316°C. This range was used to allow the asperity contact temperature to vary below and above the softening point of B₂O₃. It was found that a moderate friction coefficient and high wear, which is attributed to the additive acting abrasively, occurred when the asperity contact temperature was well below the softening point of the oxide. When the asperity contact temperature neared the softening point of the oxide, the friction coefficient increased dramatically and wear volume was reduced. It is postulated that B₂O₃ acted adhesively at the interface resulting in a higher coefficient of friction, and wear decreased due to an attainment of a preferred orientation by the MoS₂. For asperity contact temperatures significantly above the softening point of B₂O₃, the friction coefficient returned to about the same value as for temperatures below the softening point. It is speculated that wear continued to increase moderately because of localized melting of the B₂O₃, permitting the MoS₂ to be removed from the interface. These observations support a hypothesis that an additive, such as boric oxide, can soften as the asperity contact temperature approaches the softening point temperature of the additive so that the overall tribological conditions may be improved resulting in reduced interfacial wear. Significant changes in temperature, load or sliding velocity would, of course, dramatically alter the wear characteristics observed at the interface.     

Ta2O5对B2O3-La2O3-CaO系统玻璃生成范围的影响

本文研究了在B₂O₃—La₂O—CaO三元系统中,当Ta₂0₅的含量分别为5、10、15、20wt%时,该系统的玻璃生成范围.结果表明,随着Ta₂O₅含量的增加,系统的玻璃生成范围向贫B₂O₃,富La₂O₃边界扩充.当Ta₂O₅的含量为10wt%时,玻璃的生成区域最大.通过差热分析确定了玻璃析晶温度,并用X射线衍射进行了物相鉴定.结果表明,随Ta₂O₅取代La₂₃其主结晶相的放热峰或吸热峰的位置变化不同,所析出的结晶物质亦不同.     

基于Ge2Sb2Se4Te1的可重构光开关的仿真

光开关是集成光路上一个重要的元器件。提出了一种用在L和C波段基于硫系相变材料（Ge₂Sb₂Se₄Te₁）的片上2×2定向耦合器式的可重构光开关,可通过改变相态切换开关。利用仿真软件Lumerical中的Mode Solutions和FDTD Solutions模块设计器件,得到在1500~1625 nm内耦合长度为24.9 μm的Ge₂Sb₂Se₄Te₁非晶态下插入损耗（IL）>-0.36 dB,串口对比度（CT）<-24 dB;Ge₂Sb₂Se₄Te₁晶态下IL>-0.44 dB,CT<-30.46 dB。利用仿真软件COMSOL模拟532 nm波长激光加热Ge₂Sb₂Se₄Te₁,结果显示：一个25 ns、峰值功率45 mW的高斯短脉冲可以使材料由晶态转化为非晶态;施加多个峰值功率20 mW、周期1 μs且占空比0.03%的高斯脉冲阵列可重回晶态。仿真结果表明,设计的光开关在通信波段通过激光加热可以快速实现切换光路的作用。     

Nb2O5-B2O3-K2O三元系统玻璃分相与电导的跃变

本文报导了Nb₂O₅-B₂O₃-K₂O三元系统玻璃分相导致的电导突跃现象。从“界面效应”出发,阐明了这一现象的实质,并进一步说明了同成份物质的非晶态比晶态有较高电导的可能原因。