二元系统分相区的定量预测方法——RO-B_2O_3(R=Mg、Ca、Sr、Ba)系统分相区的预测

本文对应用分相的普适性及定量计算方程来预测分相区进行了分析,认为,对二元系统的分相,只要知道临界点的实验值或临界点附近某两点以上的实验值,就可定量预测出临界点附近的分相区。并用此方法对已知分相区的硼酸盐碱土金属二元系 RO-B_2O_3(R=Mg、Ca、Sr、Ba)的分相区进行了预测验证。结果表明,用本文的方法来预测它们的分相区是可行的。本方法可望用于其它二元系统分相区的预测。     

组成对R_2O-CaO-ZnO-Al_2O_3-SiO_2系统分相的影响

通过大量的配方实验和ＯＭ、ＴＥＭ观察,系统研究了Ｒ２Ｏ－ＣａＯ－ＺｎＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２系统分相与组成间的相互关系．研究结果表明,Ｋ２Ｏ比Ｎａ２Ｏ更有利于系统的分相,用Ｎａ２Ｏ等摩尔取代Ｋ２Ｏ时,分相区向低铝高硅区收缩．此外,系统分相区大小还明显受到ＺｎＯ、ＣａＯ相对含量的影响,高锌系统具有更为宽广的分相区．Ａｌ２Ｏ３对Ｒ２Ｏ－ＣａＯ－ＺｎＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２系统分相影响呈现出明显的反常现象．在ＺｎＯ含量为０．５５ｍｏｌ的系统中,当Ｒ２Ｏ由０．１０ｍｏｌＫ２Ｏ＋０．１０ｍｏｌ Ｎａ２Ｏ共同引入时,分相区大小和分相结构尺度都呈现出明显的铝反常现象,而Ｒ２Ｏ仅由 ０．２０ｍｏｌＫ２Ｏ引入时;仅分相结构尺度呈现出明显的铝反常现象,反常点的 Ａｌ２Ｏ３含量约为 ６．２０ｍｏｌ％．在一定的热处理条件下,适当增加 ＳｉＯ２的含量有利于系统分相,但当 ＳｉＯ２的含量过高时,分相将由连通结构逐渐转变为孤立相分布于连续基质相中的液滴状结构,甚至消失．     

冷却速度和添加剂对SiO2—Al2O3—CaO（MgO—Fe2O3—Na2O）系玻璃分相的影响

运用ＸＲＤ，ＳＥＭ，ＤＴＡ和化学分析等手段研究了不同冷却速度及添加剂对ＳｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３－ＣａＯ（ＭｇＯ－Ｆｅ２Ｏ３－Ｎａ２Ｏ）系玻璃分相及性能的影响，结果发现不同冷却速度处理对玻璃的分相有明显影响，使玻璃呈不同颜色其中冷却速度为１５℃＝ｍｉｎ处理得到玻璃其抗折强度高于６００℃退火玻璃。     

二元玻璃系统的混合热力学与分相边界的预测

根据对新的玻璃网络组体的假设,推导并建立了二元氧化物玻璃系统的不混溶边界的关系方程,并对部分玻璃系统的不混溶边界作了预测,并与实验结果进行了比较.结果表明,理论预测与实际结果相符得很好.根据该理论计算了玻璃网络形成分子与金属氧化物之间的相互作用能.新得出的理论首次从理论上解决了二元氧化物玻璃体系中不混溶边界的非对称曲线问题.     

CaO-Al2O3-SiO2系玻璃分相的计算机模拟

据结晶学、热力学与动力学理论, 利用 Ｔ Ｅ Ｍ、图象分析仪和计算机, 模拟了 ＣaO-Ａｌ_２ Ｏ_３-Ｓｉ Ｏ_２ 系玻璃的液滴状分相过程, 研究中, 结合相变理论与实验数据, 建立了数学 逻辑复合分相模型, 模拟结果表明, 由成核 生长机理控制的玻璃液滴状分相, 形成对数分布的主要条件是： 液滴相临界半径必须在某一特定范围内波动; 液滴相生长相对线速度应是５ ％ ～１０ ％ ; 而开始分相液滴相临界半径和终止分相时液滴相半径的绝对值与分布类型无关本模拟方法为控制玻璃的纳米结构、研制特殊性能的玻璃材料提供了一种新的手段     

钠镁铝硅系统微晶玻璃的分相成核行为

本文以20Na2O、4CaO、12MgO、22Al2O3、4TiO2、38SiO2(重量百分比)组成玻璃为基础,制备了具有快速微晶化特性的钠镁铝硅系统微晶玻璃。分别采用差热分析技术(DTA)、X射线衍射技术(XRD)研究了不同热处理条件下玻璃分相成核的动力学、热力学和它们之间的依存关系。玻璃分相成核最大速率时的温度接近于923K。在成核温度的热处理对分相的放热行为有影响,成核导致系统自由能的降低与分相峰面积和峰值温度变化有关。用差热分析仪测量的玻璃分相的放热效应,是快速微晶化玻璃的重要特征,用XRD证实分相放热过程中没有微晶相产生。玻璃的分相过程为成核生长机理,采用修正kissinger方程求得玻璃分相活化能为310.445KJ/mol。     

B_2O_3-La_2O_3-ZnO系统的分相析晶及其控制

采用 TEM、SEM、DTA 和 X 射线衍射等手段研究了 B_2O_3-La_2O_3-ZnO(简称 BLZ)系统玻璃的分相、析晶及其控制。研究指出,BLZ 系玻璃在高硼区有很强的分相倾向易导致析晶。通过引入 BaO 可抑制该系统玻璃的分相倾向,其引入量与 BLZ 系玻璃的组成有关。除此,还研究了 BLZ 系玻璃的析晶与热历史的关系。     

CaO-Al2O3-SiO2系玻璃分相的计算机模拟

据结晶学、热力学与动力学理论,利用ＴＥＭ、图象分析仪和计算机,模拟了ＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２系玻璃的液滴状分相过程,研究中,结合相变理论与实验数据,建立了数学－逻辑复合分相模型,模拟结果表明,由成核－生长机理控制的玻璃液滴状分相,形成对数分布的主要条件是：液滴相临界半径大某一徨定范围内波动：液滴相生长相对线速度应是５％～１０％;而开始分相液滴相临界半径和终止分相对液滴相半径的绝对值与分布类型无     

组成对R2O-CaO-ZnO-Al2O3-SiO2系统分相的影响

通过大量的配方实验和OM,TEM观察,系统研究了R2O－CaO-ZnO-Al2O3-SiO2系统分相与组成间的相互关系,研究结果表明,K2O比Na2O更有利于系统的分相,用Na2O等摩尔取代K2O时,分相区向低铝高硅区收缩,此外,系统分相区大小还明显受到ZnO,CaO相对含量的影响,高锌系统具有更为宽广的分相区,Al2O3对R2O－CaO-ZnO-Al2O3-SiO2系统分相影响呈现出明显的反常现象,在ZnO含量为0．55mol的系统中,当R2O由0．10mol K2O 0.10mol Na2O共同引入时,分相区大小和分相结构尺度都呈现出明显的铝反常现象,而R2O仅由0.20mol K2O引入时,仅分相结构尺度呈现出明显的铝反常现象,反常点的Al2O3含量约为6．20mol%,在一定的热处理条件下,适当增加SiO2的含量有利于系统分相,但当SiO2的含量过高时,分相将由连通结构逐渐转变为孤立相分布于连续基质相中的液滴状结构,甚至消失。     

热处理温度对熔融分相法制备纳米TiO2影响的研究

用熔融分相法制备TiO2光催化材料的原理基于通过调节分相结构控制析晶尺寸。本文重点研究在制备过程中热处理条件对玻璃分相与TiO2析晶及光催化效果的影响。试样的组成选在Na2O-B2O3-SiO2-TiO2体系的分相区域,1300℃熔融,在不同的温度下进行热处理,经酸处理后得到负载于富硅多孔玻璃的纳米TiO2光催化材料。结果表明为使分相尺寸与TiO2析晶速度相匹配,获得最佳的光催化效率,对不同组成的试样热处理条件以575～600℃／12h为宜。     

不同重力条件对 PbO-B2O3玻璃分相的影响

研究了PbO—B2O3在不同重力条件下的分相现象，并分析了不同实验条件下试样的成分均匀性以及试样不同部位的显微结构．结果发现，玻璃发生分相后形成连续的富硼相和分散的富铅相．对于分相在高重力阶段发生的试样，顶部富铅相的尺寸远远小于试样的底部，试样顶部的含铅量远远低于试样的底部，因此该试样的成分均匀性最差，其次是在正常重力下发生分相的试样．     

K2O—B2O3—SiO2玻璃成分对析晶性能的影响

本文利用ＤＴＡ、ＸＲＤ、ＴＥＭ、ＳＥＭ等技术研究了三种Ｋ２Ｏ－Ｂ２Ｏ３－ＳｉＯ２玻璃的析晶性能。结果表明，Ｋ２Ｏ３－Ｂ２Ｏ３－ＳｉＯ２玻璃的析晶由分相引起，分相和析昌能力受成分影响较大，随Ｂ２Ｏ３和Ｋ２Ｏ含量增多及Ｋ２Ｏ／Ｂ２Ｏ３比值的降低，析晶加强，析晶主晶相类别尚未查清，次晶相确定为α－方石英。     

熔融分相法制备TiO2光催化材料组成的选择

主要讨论基础组成的选择对采用熔融分相法制备纳米TIO2光催化材料结构及性能的影响.以Na2O-B2O3-SiO2为基础组成,加入适量的TiO2,研究基础组成的变化对玻璃分相规律、TiO2析晶以及光催化效果的影响.采用扫描电镜、X射线衍射对样品进行表征,并用甲基橙作为降解物进行催化性能的测试.结果表明,在保证富硅骨架完整的前题下,选择钠硼含量较高的组成,可得到光催化效率较高的纳米TiO2材料.     

钠硼硅酸盐玻璃分相过程的NMR研究

利用²⁹Si、¹¹B、²³Na MAS NMR,研究了一定组成的Na₂O－B₂O₃－SiO₂玻璃在不同温度下其微结构随分相处理时间的变化．结果表明,随分相过程的进行,[SiO₄]结构单元的非桥氧之间逐渐脱氧,聚集程度逐渐提高,富硅相中的[BO₃]结构与氧结合转变为[BO₄]结构并进入富钠硼相,两相成分差逐渐增大,分相是扩散传质的结果．在较高的分相温度下,玻璃结构调整较快,因而更早地接近分相的平衡态．     

唐、宋、元浙江婺州窑系分相釉的研究

研究了唐、宋、元婺州窑系瓷片的化学成分和显微结构,其中包括金华出土的元代鼓钉三足洗,它与南朝鲜新安沉船中所谓类钧瓷在外观上十分相似。重要的是所有唐、宋、元婺州窑瓷片的釉都可用光学显微术和高分辨电子显微术观察到其中的液——液相分离,约为200nm 的液相小滴分散在基质相中,而且部分具有连续结构和第二次分相,其小滴约为3～10nm。釉中极少釉泡和晶相,故其质量比其它分相釉高得多。这些发现使我们得知早在唐代婺州窑系某些窑口已能生产分相釉,而且一脉相承延续至宋、元。可见这种分相釉在婺州窑的存在不仅历史悠久,而且是自成一系发展起来的。     

非晶态 Li~+ 导体分相和晶化过程的扫描电镜观察

对非晶态 Li~+导体 B_2O_3—0.7Li_2O—0.7LiCl—0.1Al_2O_3在300℃温度下分相和晶化过程进行了扫描电镜(SEM)观察。结果表明;在等温处理的开始阶段,样品内首先发生分相,从母相中分离出均匀分布的新的非晶相粒子,随后长大和聚集;然后,新非晶相发生晶化长成晶粒,其成分为 Li_4B_7O_(12)Cl;最后,背景的非晶相中析出另一种晶粒,成分为 LiBO_2,并有较大的生长速度。