Al2 O3对硼硅酸盐玻璃结构和性能的影响

硼硅酸盐玻璃具有优良的抗热冲击性能和优异的光学性能。主要探讨了Al2 O3对硼硅酸盐玻璃的结构和性能的影响。通过红外光谱测试分析了Al2 O3含量不同时玻璃的结构变化,测试了玻璃的热膨胀系数,转变温度、膨胀软化温度、粘度和化学稳定性。研究结果表明：Al2 O3的加入使得玻璃结构中[ BO4]减少,[ BO3]相应增加,从而使得玻璃结构疏松。玻璃的热膨胀系数增大,Tg 和膨胀软化点Td 降低,化学稳定性减弱;但玻璃的软化点Tf 在Al2 O3含量小于3%时,随Al2 O3含量增加有降低趋势,大于3%时随Al2 O3含量增加有增大的趋势。玻璃的高温粘度随Al2 O3的加入增大,但低温粘度减小。     

n(B2O3)/n(SiO2)对硼硅酸盐玻璃结构和性能的影响

采用热膨胀仪、扫描电镜和红外光谱仪研究了硼硅酸盐玻璃的结构与性能随n(B2O3)/n(SiO2)和n(B2O3)/n(Na2O)的变化规律,深入探讨了结构对分相、热膨胀系数和膨胀软化温度的影响规律。结果表明:热膨胀系数取决于玻璃中[BO3]、[BO4]和[SiO4]的数量变化;玻璃的转变温度和软化温度主要由SiO2决定;[BO3]对玻璃的分相有着重要的影响;不论n(B2O3)/n(Na2O)比值多少,玻璃结构中均存在[BO3]和被破坏的[SiO4]。     

硼硅酸盐玻璃结构与其熔体性质研究

对硼硅酸盐玻璃结构及其熔体性质展开研究,通过红外光谱分析了Al2O3对硼硅酸盐玻璃结构的影响,测试了玻璃熔体的高温粘度和抗折强度.研究结果表明:当玻璃中Al2O3/SiO2物质的量比在1.2％～6.5％,(R2O-Al2O3)/B2O3的物质的量比在0.04 ～0.41范围内时,Al3+全部以[AlO4]形式存在,是玻璃网络形成体,B3+大部分以[BO3]的形式存在,是玻璃网络外体,少部分以[BO4]形式存在,是玻璃网络形成体.增加玻璃熔体中Al2O3的含量,玻璃中游离氧含量和[BO4]含量减少,[BO3]含量增加,玻璃的高温粘度增大,熔制温度升高,抗折强度降低.     

ZrO2对中硼硅医药玻璃结构与性能的影响

采用熔融冷却法制备中硼硅医药玻璃,以ZrO2等质量替代Al2O3.通过红外光谱分析玻璃结构,测试玻璃密度、热膨胀系数、高温粘度以及化学稳定性.研究结果表明:随着ZrO2替代Al2O3质量增加,玻璃结构中[BO3]增多,[BO4]减少,密度逐渐增加,玻璃的热膨胀系数先增大后减小;高温粘度呈现先降低后增大趋势,ZrO2增加对玻璃颗粒耐水和耐酸性能影响不大,而对玻璃颗粒耐碱性能有显著提升作用.     

无碱铝硼硅系玻璃结构的红外光谱

用熔融退火方法制备无碱SiO2-B2O3-A12O3-RO(R=Mg,Ca,Sr,Ba)系玻璃.玻璃的成分范围以摩尔计为:SiO2,64.17%～70%;B2O3,7%～14.12%;Al2O3,9.88%～16.94%;RO总量,12%(2.4%MgO,4.8?O,2.4%SrO,2.4?O).用Fourier变换红外光谱研究了上述玻璃系统结构随成分的变化规律,同时,对玻璃结构与热膨胀系数、密度等物理性质的关系也进行了研究.结果表明:在Al含量较高的铝硼硅系玻璃中,B更多的以[BO3]形态存在.随着SiO2和B2O3摩尔比的增大,[BO3]的量有所减少,而热膨胀系数呈增加趋势,密度出现极大值.随着Al2O3和B2O3摩尔比的增大,[BO3]的量出现极值,热膨胀系数也出现极值,密度总体趋势是增加的.铝硼硅系玻璃的热膨胀系数、密度等物理性质与玻璃结构密切相关.     

(Na2O-Al2O3)/B2O3对高硼硅酸盐玻璃粘度和热学性能的影响

采用熔融冷却法制备了不同R’系数的高硼硅酸盐玻璃,其中R’=(Na2O-Al2O3)/B2O3.利用红外光谱、高温旋转粘度计和热膨胀仪等对玻璃的结构和性能进行表征.结果表明:高温段粘度-温度关系符合阿伦尼乌斯定律;R’值的增大导致非桥氧的增加,高温粘度和熔制温度呈显著降低.当R’＞0.5时,热膨胀系数近似线性增大,玻璃化转变温度增大至590℃基本维持不变.R’值影响结构中的[BO3]与[BO4]的比例及硅氧网络的完整程度,从而决定高硼硅酸盐玻璃的性能.     

Al2O3/SiO2对铝硼硅酸盐玻璃结构与性能的影响

采用高温熔融法制备了铝硼硅酸盐玻璃。通过改变玻璃组成中Al₂O₃/SiO₂比,研究了玻璃组成对玻璃性能的影响。通过光电子能谱(XPS)和核磁共振波谱(NMR)分析了玻璃的结构。结果显示,在Al离子多的玻璃中,Al离子主要形成[AlO₄]结构和少量五配位[AlO₅]、六配位铝[AlO₆]结构,Si离子主要形成Q4结构;在Si离子多的玻璃中,Al离子主要形成[AlO₄]结构,Si离子主要形成Q⁴和Q³结构。随着Al₂O₃/SiO₂比的增大,玻璃中桥氧(BO)数减少,形成[BO₄]和[BO₃]构成的硼氧环结构。这些玻璃结构的变化导致玻璃的热膨胀系数、玻璃转变温度和玻璃软化温度随着Al₂O₃/SiO₂比的改变而变化。     

磷酸盐电子玻璃结构与化学稳定性的研究

通过红外、拉曼光谱和XRD研究了ZnO-B2O3,-P2O5-RnOm封接玻璃中B2O3质量分数的变化引起的其玻璃态及结晶后的结构变化,分析了B2O3质量分数的变化对玻璃的化学稳定性、热膨胀系数等性质的影响.研究表明,随着B2O3质量分数的增加,玻璃中硼氧三角体[BO3]的数量增加,导致玻璃的化学稳定性和热膨胀系数下降.     

Na2O-B2O3-SiO2玻璃结构中硼配位状态的研究

本文主要探讨玻璃熔体在不同的温度处理情况下对硼硅酸盐玻璃结构的影响.通过红外光谱和核磁共振谱分析了硼硅酸盐玻璃在不同温度处理情况下的结构变化.研究结果表明:硼硅酸盐熔体从高温冷却下来,硼配位发生由三角体到四面体的转变,并且硅氧网络聚集导致Q3的含量降低.运用NMR研究温度与硼硅酸盐熔体结构关系发现,高温有利于[BO3]及Q3的存在,反之,低温状态下[BO4]以及Q4的比例更高.     

B2O3含量对SiO2-Al2O3-B2O3-RO体系玻璃的性能和微观结构的影响

针对B2O3含量的变化对SiO2-Al2O3-B2O3-RO体系玻璃的介电性能、失透温度和微观结构的影响进行研究分析.研究发现:随着B2O3含量的提高,玻璃的介电常数和介电损耗逐步下降,玻璃的失透温度范围变的更大.而且,B2O3含量升高后玻璃更易于失透,导致玻璃失透的主要原因是玻璃分相;FTIR光谱分析显示,随着B2O3含量的升高,B2O3在玻璃中存在的结构发生了转变,[BO3]逐步向[BO4]进行转变.     

CaO含量对铝硼硅玻璃理化性能的影响与机理

以SiO2、B2O3、Al2O3及碱土金属氧化物(MgO、CaO、SrO)为原料,利用高温熔融法制备无碱铝硼硅玻璃。研究不同CaO含量对无碱铝硼硅玻璃性能和结构影响作用规律。对玻璃进行了热综合分析(DSC)、耐化学稳定性和密度的性能测试,通过红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)对玻璃试样进行网络结构分析。研究表明,玻璃的析晶区间面积随着CaO含量的增加,由3.7 J/g升高到15.03 J/g,[AlO6]和[BO4]的出现会导致玻璃网络结构疏松,玻璃的析晶倾向增强;玻璃的被酸侵蚀由3.6817 mg/cm2增加到4.2609 mg/cm2,玻璃被碱侵蚀由1.4199 mg/cm2降低到1.0907 mg/cm2,碱侵蚀的过程中生成的一层硅酸钙薄膜阻碍了反应的进行;随着CaO含量的增加,玻璃中的非桥氧含量增加,会促使[AlO4]向[AlO6]转变,CaO含量继续增加还会使[BO3]向[BO4]转变。     

Al/Si比对SiO2-Al2O3-MgO系玻璃结构和性能的影响

SiO2-Al2O3-MgO系玻璃因具备强度大、弹性模量高等优异性能而用作高模量玻璃纤维的制备.采用熔融冷却法制备了不同Al/Si比的SiO2-Al2O3-MgO系基础玻璃,并研究了玻璃的结构和性能.红外光谱分析表明,玻璃网络结构由铝氧四面体[AlO4]和硅氧四面体[SiO4]相互连接而成.随着Al/Si比的增加,[AlO4]含量保持不变,[AlO6]含量逐渐增加.DSC分析表明,本系统玻璃的玻璃转变点Tg、成核温度Tx均随Al/Si比的增大而提高,玻璃的析晶倾向变强烈.热膨胀分析表明玻璃的热膨胀系数随Al/Si比的增大呈现先增大后减小的趋势.物理及机械性能测试结果如下:随Al/Si比的增大,密度、弹性模量均随之不断增大;而弯曲强度和维氏硬度则是持续降低.     

B2O3对低膨胀硼硅酸盐玻璃结构及性能影响的研究

以Na₂O-B₂O₃-SiO₂低膨胀玻璃为基础玻璃体系,用B₂O₃逐步取代SiO₂,采用高温熔融法制备出低膨胀硼硅酸盐玻璃。通过红外光谱、扫描电镜分析了玻璃微观结构,X射线光电子能谱分析了桥氧和非桥氧含量,研究了B₂O₃含量对硼硅酸盐玻璃机械性能、热膨胀性能和紫外-可见光透过率的影响。结果表明:B₂O₃含量的增加使玻璃结构中的[BO₃]增多,玻璃分相逐渐加重;该体系玻璃的机械性能良好,显微硬度达802 kg/mm²,抗折强度达147 MPa;转变温度和软化温度都逐渐降低,热膨胀系数逐渐增加;玻璃样品的可见光透过率在90%左右,无明显规律,[BO₃]增多,玻璃结构中非桥氧的含量增加,玻璃的紫外-可见光透过率逐渐降低。     

稀土掺杂硼铝硅酸盐玻璃形成和析晶性能

首先考察了稀土氧化物和氧化钡共掺入Al2O3-B2O3-SiO2玻璃的形成区范围、稀土氧化物掺入量对玻璃形成区的影响,然后利用差热分析手段分析了不同组分稀土氧化物对玻璃热稳定性的影响,最后采用XRD和TEM/EDS对在玻璃放热峰初始温度Tx附近热处理的玻璃样品进行了分析. 结果表明,当稀土掺入量逐渐增加时,玻璃形成区范围先扩大后缩小. 在Tx热处理温度附近,玻璃的失透主要由分相造成,稀土离子大量富集在富硼铝相中,热处理温度越高,玻璃的分相越明显;当继续在900℃下进行处理后,XRD谱图中出现了明显的析晶峰,通过分析比较认为主要析晶产物可能为类NdAl2.07(B4O10)O0.6结构的SmAl2.07(B4O10)O0.6晶体.     

ZnO对ZnO-B2O3-SiO2低熔点玻璃结构与性能的影响

ZnO-B2O3-SiO2玻璃是一类重要的低熔点玻璃,在玻璃深加工领域具有重要的应用.在ZnO-B2O3-SiO2玻璃中,ZnO含量的变化对玻璃结构和性能产生显著的影响.因此,本文调整ZnO-B2O3-SiO2玻璃中ZnO的引入量,结合DSC、红外光谱等测试手段,研究ZnO对玻璃的网络结构、热学性能、化学稳定性的影响规律.研究结果表明:随着ZnO含量的增多,Zn2+以[ZnO4]四面体结构进入到玻璃网络体结构,出现了[BO4]结构体向[BO3]结构体的转变.ZnO含量的增加,降低了玻璃的Tg和Ts,增大热膨胀系数,增强化学稳定性.ZnO的最佳引入量是32%,此时玻璃具有较低的Tg(495 ℃)和Ts(529 ℃),热膨胀系数为8.96×10-6 /K ,耐酸碱性能等级均为A级.在ZnO-B2O3-SiO2玻璃涂覆应用中,最佳的烧结温度为560 ℃,在ZnO含量为 32%时,涂覆层硬度最佳,硬度值为648.9 Hv.     

竹炭/电气石复合材料的远红外性能分析

以竹炭和电气石为原料,采用机械共混及高温烧成制备了竹炭/电气石复合远红外材料,采用红外辐射测量仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱分析仪(EDS)研究了烧成温度对复合材料的远红外比辐射率、物相组成、微观形貌及微区元素组成的影响,初步分析了二者复合对远红外性能的影响。研究表明,随着温度的升高,竹炭/电气石复合材料的远红外比辐射率呈降低趋势,当煅烧温度为700℃时,其比辐射率值达到最大,为0.896。随着温度的增加,复合材料的主要物相发生了明显变化,由组成复杂的NaFe3Al6(BO3)3Si...、NaFe3+3Al6BO3...、CaFe3(Al,Mg)(6BO...和Na0.8Mg3Al6B3O...转化为CaAl2Si2O8、(Ca,Na)(Si,Al)4O8、NaSi3AlO8等。     

ZnO-B_2O_3-SiO_2玻璃红外光谱的研究

通过红外光谱,对不同组成的ZnO-B2O3-SiO2体系玻璃的网络结构进行了研究,分析了ZnO-B2O3-SiO2玻璃体系的组成改变所引发的基团结构变化.结果发现:ZnO大于30%时,Zn进入B-O-Si网络形成Zn-O-B或Zn-O-Si键;ZnO含量大于40%时,形成[ZnO4]四面体;同时,ZnO含量的增加还会促使[BO3]向[BO4]的转变,以致形成高硼基团;SiO2/B2O3比增加同样会导致Zn-O-B或Zn-O-Si键以及[ZnO4]单元的数量增加,同时也会使得[BO3]向[BO4]的转变,并趋于形成高硼基团.