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.     

Al2O3对硼硅酸盐玻璃热膨胀和分相的影响

通过红外光谱分析了Al2O3取代SiO2后硼硅酸盐玻璃结构的变化,测试了玻璃的热膨胀系数和膨胀软化温度,通过扫描电子显微镜分析硼硅酸盐玻璃的分相,并结合X射线能谱分析了富硅相的组成.结果表明:硼硅酸盐玻璃中引入Al2O3后,随着Al2O3取代量的增加,玻璃结构中[BO3]增多,[BO4]减少;玻璃的热膨胀系数增大,转变温度和软化温度提高;硼硅酸盐玻璃中引入Al2O3后对玻璃的分相没有明显的改善作用.     

含钐稀土硼硅酸盐玻璃形成能力

通过玻璃形成区实验探索了含钐稀土硼硅酸盐玻璃的形成区范围,研究了Sm2O3含量对稀土玻璃形成区的影响和相应的玻璃形成区图,以及Al2O3含量对含钐稀土硼硅酸盐玻璃形成区的影响. 结果表明,当Sm2O3含量从10%增加到30%时,玻璃形成区有所增大,但当Sm2O3含量大于30%时玻璃形成区减小,当Al2O3含量为20%~25%时有较大的稀土玻璃形成区. 同时利用热分析结果所得到的玻璃析晶倾向参数b值,讨论了含钐稀土硼硅酸盐玻璃的形成能力,其中当Sm2O3含量为20%, Al2O3含量为25%时,b=0.8~0.85,这时玻璃形成能力较大.     

用钛硅酸盐玻璃固化模拟含铯废物的研究

设计了钛硅酸盐玻璃固化模拟含铯废物的配方,熔制了模拟含铯废物钛硅酸盐玻璃.用排水法测定了玻璃的密度,用XRD、IR等研究了玻璃的物相组成和结构,用PCT试验方法研究了玻璃固化体的化学稳定性.结果表明,当Na2O在Na2O-TiO2-SiO2三元体系中的量为24～34mol%,TiO2/SiO2小于0.58,配料中废物包容量小于22.74mol%时,体系的熔制温度较低,所得样品为密度较高、软化温度较高、化学稳定性较好的均质玻璃;TiO2/SiO2较大或废物包容量较高的配料,在形成玻璃的过程中容易失透,样品的化学稳定性差.     

不同氧化铝引入料对高铝玻璃熔制与性能的影响

采用高温熔融法制备了高铝玻璃,在玻璃料中分别采用α-Al2 O3、γ-Al2 O3、Al(OH)3三种不同的氧化铝引入料,对不同晶型氧化铝及其所熔制的玻璃进行了DSC分析,利用高温热台进行熔制观测对比,并利用红外及热膨胀仪对比分析了三种氧化铝引入料对高铝玻璃熔制过程及玻璃的结构、性能等影响.结果表明,与α-Al2 O3、γ-Al2 O3相比,在Al(OH)3作为氧化铝的引入料时,所熔制的高铝玻璃在工艺、玻璃结构与性能等方面表现出的综合效果最佳.     

Al_2O_3含量对ITSOFC用SrO-La_2O_3-Al_2O_3-B_2O_3-SiO_2玻璃性能的影响(英文)

采用高温熔融法制备了中温固体氧化物燃料电池用系列硼硅酸盐玻璃,玻璃摩尔组成为40SrO-5La2O3-xAl2O3-(25-x)B2O3-30SiO2(x=0,2.5,5.0,10.0)。结果表明:随着Al2O3含量的逐渐增多,玻璃转变温度和析晶峰温度逐渐升高,而热膨胀系数(CTE)均在9.8×10-6/K左右,这与电极材料8%(摩尔分数)Y2O3稳定ZrO2(8YSZ)在相同温度范围内的CTE相接近。Al2O3摩尔含量为5%的硼硅酸盐玻璃在700℃热处理100h后未能检测到明显的析晶和CTE变化,同时与8YSZ电极材料在700℃保温100h没有观测到明显的界面反应,表明该玻璃具有良好的化学相容性。     

拉曼光谱强度可控的硼硅锌光学玻璃制备

本文采用高温固相法制备了拉曼光谱强度可控的硼硅锌(ZnO-B2O3-SiO2)玻璃。分别采用X射线衍射仪(XRD)、荧光光谱(RF)和拉曼光谱(Raman)表征了样品的结构和光学性能。结果表明,ZnO-B2O3-SiO2玻璃基质中掺杂微量BaCO3、TiO2,制备出拉曼光谱强度可控的硼硅锌玻璃。硼硅锌玻璃样品配方中SiO2和B2O3含量对玻璃拉曼光谱强度有重要影响,随着SiO2含量的增加和B2O3含量的减少,玻璃样品拉曼光谱强度逐渐降低。当SiO2含量为40%,B2O3含量为36.2%时,在514 nm波长下激发,玻璃样品与参考玻璃的荧光激发光谱最为接近。     

不同氧化铝引入料对高铝玻璃熔制与性能的影响

采用高温熔融法制备了高铝玻璃,在玻璃料中分别采用α-Al2O3、γ-Al2O3、Al(OH)3三种不同的氧化铝引入料,利用高温热台进行熔制观测对比。再对三种晶型的氧化铝及其所熔制玻璃进行了DSC分析,并利用红外与热膨胀仪对比分析了三种氧化铝引入料对高铝玻璃的熔制过程、结构、性能等影响。     

组成对MgO-Al2O3-SiO2系统分相析晶的影响

对MgO-Al2O3-SiO2系统的分相与析晶进行了探讨,通过对不同组成点在热处理各阶段的试样进行XRD、TEM及DTA分析,研究了玻璃组成对玻璃的分相和析晶的影响.结果表明:当组成中MgO/Al2O3越大且同时SiO2含量越高,越利于该系统产生分相.当MgO/Al2O3大于3且SiO2含量大于68mol％时,水淬试样产生分相.SiO2含量较高时,分相液滴很容易聚集在一起,形成连通的蠕虫状分相粒子.随着SiO2含量的降低,玻璃的析晶放热峰温度逐渐降低,而且析晶放热峰变得尖锐,玻璃析晶趋势增强.当SiO2含量越低且MgO/Al2O3越大时,越利于该系统析晶.     

高铝粉煤灰中莫来石及硅酸盐玻璃相的热分解过程

研究了高铝粉煤灰-Na2CO3体系中莫来石(3Al2O3·2SiO2)和硅酸盐玻璃相在焙烧过程中可能发生的化学反应,并以热力学计算为指导,研究了物料配比、焙烧温度、焙烧时间对反应的影响.实验结果表明:在Na2CO3与粉煤灰的质量比为1.0、焙烧温度为880℃、恒温1h时,粉煤灰中莫来石(3Al2O3·2SiO2)和硅酸盐玻璃相的分解率可达到98%以上.对粉煤灰中莫来石及硅酸盐玻璃相的热分解过程的动力学研究结果表明,该过程符合CrankGinstling-Braunshtein方程,由实验结果计算,其表观活化能为149.19kJ·mol-1.     

硼硅酸盐玻璃成分对硫酸钡热稳定性的影响

研究了硼硅酸盐玻璃主要成分(SiO2、Na2O、B2O3)对硫酸钡(BaSO4)热稳定性的影响,分析BaSO4分别与SiO2、Na2O、B2O3的混合物在不同温度(800~1 200℃)煅烧后的物相组成、显微结构、硫含量和拉曼光谱。结果表明:当BaSO4:SiO2摩尔比为7.5:92.5 (样品A)时,在温度低于1 200℃煅烧后其物相均为BaSO4和SiO2,温度达到1 200℃时出现了少量硅钡石(BaSi2O5)相;当BaSO4:SiO2:Na2O为7:86:7 (样品B)时,在800℃煅烧后即出现了少量BaSi2O5相,当温度达到1200℃时样品主要物相为BaSi2O5和方石英,硫含量明显减少;当BaSO4:SiO2:Na2O:B2O3为5.5:67.5:6.5:21.5 (样品C)时,在800~1 200℃均为BaSO4和SiO2,在1 200℃保温2h后,BaSO4和SiO2的衍射峰基本消失。低熔点的Na2O和B2O3的引入促进了BaSO4的分解,在1 200℃煅烧后,样品A、B、C中SO4四面体的拉曼特征峰依次减弱。     

预烧温度对LaAlO3和SrTiO3晶相结构及介电性能的影响

以La2O3和Al2O3、SrCO3和TiO2为原材料,用常规的固相法制备了LaAlO3及SrTiO3粉体,研究了预烧温度对LaAlO3及SrTiO3粉体主晶相形成的影响。XRD衍射实验结果表明:La2O3和Al2O3可以在预烧温度1250℃保温时间10h得到单相的LaAlO3晶体;SrCO3和TiO2在预烧温度1150℃保温时间4h可以得到单相的SrTiO3晶体。另外,LaAlO3与SrTiO3组分与性能的关系研究证明,当其摩尔比为0.5∶0.5时,得到了介电常数为38,介质损耗为1.48×10-4,温度系数为-20.5×10-6/℃的介质材料。     

氧化铝对IT-SOFC硼酸盐封接玻璃体系的影响研究

以传统的玻璃制备方法熔融法制备出适用于固体氧化物燃料电池封接用的BaO-A12O3-B2O3-SiO2体系微晶玻璃封接材料。玻璃封接材料属于多组分玻璃,分别经700℃、800℃和900℃热处理100h后的XRD图谱分析表明,700℃时其主晶相为钡长石BaAl2Si2O8,800℃时析出的晶体也比较多而且较杂,但以钡长石为析出的主晶相。随着烧结温度升高到900℃,原料间的反应更完全,析出单一的钡长石相及少量的BaSiO3相。A12O3的含量适中(5mol%)时,A13+主要作为网络修饰体存在于玻璃网络结构之间,此时使[BO3]转变为[BO4],从而提高玻璃的稳定性;当A12O3超过一定量时,A13+开始作为网络形成体存在于玻璃网络结构之间,又使得[BO4]转变为[BO3],降低了玻璃的稳定性。增加A12O3含量可以提高玻璃的稳定性,降低玻璃的析晶趋势。A12O3含量为5mol%时,玻璃的稳定性比含量为2mol%及10mol%时更好。玻璃A1、A2和A3的热膨胀系数TEC(×10-6K-1)分别为10.68,10.81,10.52,均在允许范围之内。     

玻璃组成对Li_2O–Al_2O_3–SiO_2微晶玻璃热膨胀系数的影响(英文)

通过传统熔融法制备了具有低膨胀系数的Li2O-Al2O3-SiO2(LAS)微晶玻璃.利用扫描电镜、X射线衍射、差热分折及热膨胀系数测定等分 析手段,研究了玻璃组成中Li2O,Al2O3,SiO2的含量对微晶玻璃热膨胀系数的影响.结果表明:在标准样品的基础上,Li2O的含量对热膨胀系数影 响很大:Li2O的含量提高,由于形成β-锂辉石,微晶玻璃的结晶程度增加与晶粒尺寸增大,导致热膨胀系数增大.与此相比较,Al2O3和SiO2成分 的变化对膨胀系数的影响较小.当玻璃组成(质量分数,下同)为4%～6%Li2O,16%~18%Al203,66%~68%Si02时,Li2O-Al2Oy-SiO2玻璃的膨胀 系数为-1.5～1.5×10-7/℃(0~700℃)     

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。     

X 射线荧光光谱法测定连铸保护渣中主成分

介绍了用X-射线荧光光谱法分析连铸保护渣中TFe, SiO2, Al2 O3, CaO, MgO成分含量的方法。试样经灼烧预处理后,熔融制成玻璃片。确立了熔融条件：稀释比1砄15,熔融温度1100℃,熔融时间15 min。工作曲线上各成分含量值用灼烧减量值进行换算。方法的准确度及精密度良好。     

SiO2-Bi2O3-ZnO无铅玻璃油墨的制备

制备了软化温度在575℃左右的玻璃油墨用SiO2-Bi2 O3-ZnO系无铅玻璃粉,用纽扣实验比较了不同成分玻璃粉的成型流动性,以成玻性能最佳的玻璃粉为原料制备了不同玻璃粉含量的油墨并研究了玻璃粉含量对玻璃油墨成膜性能的影响,最后,用筛选的无铅玻璃油墨按照企业生产工艺制备了汽车后挡玻璃的黑色遮盖层,并与国外品牌荷兰庄信万丰公司的玻璃油墨进行了应用对比.采用差热分析(DTA)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和热膨胀仪对玻璃粉和玻璃油墨涂层的组织性能进行了表征.试验结果表明,SiO2-Bi2 O3-ZnO系玻璃粉成玻性能良好;当玻璃粉含量为60%时,在680℃、保温1.5 min条件下制备了汽车后挡玻璃油墨涂层,适合目前汽车后挡玻璃生产线的工艺要求,油墨形成的玻璃薄膜具有良好的光泽度、耐酸性和抗粘性.     

多孔微晶玻璃的研制及性能

以废玻璃为主要原料,用V2O5作为成核剂,再加入其它辅助原料制备了多孔微晶玻璃,研究了发泡温度、保温时间等因素对多孔微晶玻璃泡径及性能的影响。结果表明,发泡温度越高,泡径越大,制品密度越小,最佳发泡温度为725℃;保温时间越长,泡径越大,当在725℃保温25min时,析出的晶体有SiO2、Al2SiO5及Na2Ca2(SiO3)3,平均泡径为2.039mm,密度为0.65g.cm-3,热膨胀系数为115.6×10-7℃-1,抗压强度为7.31MPa,抗折强度为5.83MPa。     

二氧化硅掺杂对黑色氧化铝陶瓷的改性

用超微细氧化铝(Al2O3),二氧化硅(SiO2)粉体及适量的过渡金属氧化物,用固相反应法在1 350 ℃空气中烧结得到了致密的黑色Al2O3陶瓷.研究了SiO2掺杂对陶瓷显微结构和电性能的影响.实验表明:在黑色Al2O3陶瓷中,SiO2是一种较好的掺杂剂,它不仅可以降低烧结温度,使陶瓷晶粒细小均匀,同时还可以改善材料的电气性能,使之满足用作晶体振荡器件、光电器件及集成电路器件等的基板及避光封装外壳的要求.     

硅碱钙石微晶玻璃中晶相相变

采用高纯的SiO2、Al2O3、KNO3、Na2CO3、CaCO3及CaF2熔融制备了组成为8.4Na2O 1.3Al2O3 5K2O 10.8CaO 64SiO2 10.5 CaF2的硅碱钙石微晶玻璃,采用热力学计算及DTA,XRD和SEM等技术手段对其热处理过程中硅碱钙石和硬硅钙石晶相间的竞争和转变进行研究。经550℃热处理1h后,母体玻璃中有氟化钙晶相析出;在700℃下热处理1h后析出硬硅钙石晶相;在750～850℃下热处理1h后主晶相转变为硅碱钙石。经在700℃下延长微晶玻璃的热处理时间,观察到由硬硅钙石向硅碱钙石的晶相转变。这一转变趋势得到热力学计算的验证。