含磷Li_2O-Al_2O_3-SiO_2超低膨胀透明微晶玻璃的析晶机理

采用示差扫描量热法、X射线和扫描电镜等研究含磷和无磷Li_2O-Al_2O_3-SiO_2(LAS)低膨胀透明微晶玻璃的析晶动力学和晶化过程,分析P_2O_5对LAS微晶玻璃晶化过程和微观结构的影响。结果表明:P_2O_5可以影响玻璃的玻璃分相和晶体相转变过程。一方面P_2O_5可以作为很好的晶核诱导剂,诱导核化需要的两相分离,有利于晶体的成核和长大;另一方面会增加结晶活化能(E),使玻璃网络结构重排困难,并存在α-锂辉石向β-锂辉石得转变过程,抑制晶粒生长。     

核化温度对CaO—Al2O3-SiO2-Fe2O3系微晶玻璃微观结构及性能的影响

本文以钢渣和赤泥为主料,采用熔融法制备了CaO对微晶玻璃物相、微观结构及性能的影响。分析测试结果表明,化温度的升高,主晶相衍射峰先增高后降低,晶相析出量增加,晶玻璃的抗弯强度和耐腐蚀性最好。CaO-Al2O3-SiO2-Fe2O3系微晶玻璃,探讨了不同核化温度微晶玻璃的结晶物相不随核化温度的变化而改变。随着核且析出的晶粒尺寸逐渐增大。当核化温度为770℃时,微     

形核剂对Li2O-Al2O3-SiO2系微晶玻璃晶化过程的影响

采用差热分析(DTA),X射线衍射分析(XRD),扫描电镜(SEM)等分析手段研究了 TiO₂和TiO₂+ZrO₂两种形核剂对Li₂O-Al₂O₃-SiO₂(LAS)系微晶玻璃的形核和晶化的影响. 结果发现,样品经过不同温度的预形核处理后,采用TiO₂单一形核剂,晶化峰值温度和晶化峰 高度的变化较大,而采用TiO₂+ZrO₂复合形核剂,晶化峰值温度和晶化峰高度的变化较小. 当形核时间为2h,两种形核剂样品的最佳形核温度分别为745和760℃.晶化后均可得到纳米 结构的β-石英石固溶体晶相,其中采用TiO₂+ZrO₂复合形核剂样品的晶粒更细小.研究表 明采用复合形核剂的LAS微晶玻璃的形核过程对温度的敏感性小,有利于对形核过程进行控 制,同时形核效率高.     

形核剂对Li2O-Al203-SiO2系微晶玻璃晶化过程的影响

采用差热分析(DTA)，X射线衍射分析(XRID)，扫描电镜(SEM)等分析手段研究了TiO2和TiO2 ZrO2两种形核剂对Li2O-A12O3-SiO2(LAS)系微晶玻璃的形核和晶化的影响．结果发现，样品经过不同温度的预形核处理后，采用，TiO2单一形核剂，晶化峰值温度和晶化峰高度的变化较大，而采用Ti2 ZrO2复合形核剂，晶化峰值温度和晶化峰高度的变化较小．当形核时间为2h，两种形核剂样品的最佳形核温度分别为745和760℃．晶化后均可得到纳米结构的β-石英石固溶体晶相，其中采用，TiO2 ZrO2复合形核剂样品的晶粒更细小．研究表明采用复合形核剂的LAS微晶玻璃的形核过程对温度的敏感性小，有利于对形核过程进行控制，同时形核效率高。     

MgO-Al2O3-SiO2系堇青石微晶玻璃的制备及性能研究

采用高温熔融法制备了MgO-Al2O3-SiO2系堇青石微晶玻璃,采用DTA、XRD等对试样的热处理工艺和力学性能进行了分析,详细讨论了晶化温度、晶化时间、核化温度及核化时间对该系微晶玻璃力学性能及显微结构的影响。结果表明,对于实验研究的MgO-Al2O3-SiO2系玻璃,于600℃核化处理4h,于1100℃晶化处理2h,可以得到具有较好性能的堇青石基微晶玻璃,其抗弯强度可达182MPa。     

Li2O·Al2O3·4SiO2-Ta2O5系微晶玻璃分相与析晶机理研究

采用Ta2O5为晶核剂制备Li2O.Al2O3.4SiO2-Ta2O5微晶玻璃,并研究其分相、析晶机理,构建晶化模型.结果表明Ta2O5能有效促进玻璃的体积析晶,获得了晶粒尺寸为50nm的精细组织.非等温动力学计算显示随Ta2O5含量增加,析晶活化能降低,析晶指数增加,析晶动力学参数K(Tp)作为析晶判据更为合理.研究发现,LAST玻璃冷却时因亚稳分解导致互锁分相,形核前期又借助成核生长机制发生微滴分相,晶体生长则在继承亚稳分相形貌基础上发生"他形"析晶.最终构建了LAST微晶玻璃的晶化模型.     

亚微米Li2O-Al2O3-SiO2微晶玻璃制备

本文利用DTA、XRD和SEM对Li2O-Al2O3-SiO2(以下简称LAS)微晶玻璃核化晶化热处理制度及氟离子在该玻璃体系中的作用进行研究.通过分析得出:含氟LAS玻璃核化温度和晶化温度分别为620℃和710℃,比相同组份的不含氟Li2O-Al2O3-SiO2玻璃核化、晶化温度分别降低了40℃和160℃左右;引入氟离子明显降低LAS玻璃析晶温度,系统的活化能降低约54kJ/mol,当含氟LAS玻璃的核化时间为1h、晶化时间为4hrs,平均微晶颗粒尺寸在50nm左右.     

晶化温度对MgO—Al2O3-SiO2系微晶玻璃显微结构及性能的影响

通过差热分析（DTA）、X射线衍射分析（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）研究了3种不同晶化温度对MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析晶性能、微观结构及抗弯强度的影响。研究结果表明，随着晶化温度逐步升高，晶粒尺寸逐步增大，抗弯强度逐渐增高。     

基于有限元法模拟微晶玻璃的微晶化加热过程

以CaO-Al_2O_3-SiO_2系基础玻璃为研究对象,基于ANSYS有限元分析对基础玻璃微晶化过程进行了数值模拟,得到了基础玻璃内部中心点和端点温度场随时间的变化曲线方程。结果显示,在从室温加热到核化温度阶段(25~780℃)和从核化温度加热到晶化温度阶段(780~1 080℃),基础玻璃内部的中心点温度和端点温度值随时间变化与指数方程拟合度较高。为防止在加热过程中温度场中有较大的温度梯度分布和热应力的产生,在25~780℃阶段的升温速率应控制在2~4℃/min;在780~1 080℃阶段的升温速率应控制在0~2℃/min。通过差热分析和X射线衍射等分析手段对以3℃/min的升温速率升至核化温度(780℃)后又以1℃/min的升温速率升至晶化温度(1 080℃)后制得的CaO-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃进行了实验验证,得到了主晶相为硅灰石(CaSiO_3)和含铁硅灰石类固溶体((Ca,Fe)SiO_3)且性能优异的微晶玻璃。     

Cr2O3对尾矿氟金云母微晶玻璃电学性能和切削性能的影响

以金尾矿为主要原料,采用传统熔融法制备尾矿氟金云母微晶玻璃。利用DSC、XRD、SEM等检测手段,对尾矿氟金云母微晶玻璃的组织结构、电学性能、加工性能进行研究。实验结果表明:以Cr_2O_3为晶核剂,650℃核化2 h,860℃晶化3 h,可制备主晶相为KMg_3(Si_3AlO_(10))F_2的氟金云母微晶玻璃。随着Cr_2O_3含量增加,其晶体交错程度增大,径厚比达73。常温下,尾矿微晶玻璃体积电阻率达10~(12)Ω·m,而温度达到600℃时,尾矿微晶玻璃体积电阻率为10~6Ω·m;常温100 kHz时,尾矿微晶玻璃的介电常数为8.79～9.64,介电损耗为10~(-3)。随着Cr_2O_3含量增加,材料硬度逐渐下降后达到稳定,材料切削性能先增强,之后趋于稳定,基于材料硬度计算所得的切削性大于0.032。     

赤泥黑色玻璃晶化过程的红外光谱研究

本文利用红外吸收光谱（ＩＲ）和Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）对赤泥黑色玻璃及其晶化过程的结构进行了研究．结果表明：赤泥黑色玻璃晶化析出主晶相为钙铁透辉石,次晶相为钙黄长石．玻璃网络中主要有 ＳｉＯ_４、 ＡｌＯ_４及 Ｆｅ^３＋Ｏ_４四面体结构单元,玻璃结构中具有和钙铁透辉石结构类似的近程排列,这个近程排列具有析出主晶相（钙铁透辉石）的先驱结构．随核化时间延长及晶化温度提高,红外最强吸收带朝低波数方向移动,吸收带强度随晶化温度的提高而明显增大．随Ｆｅ_２Ｏ_３含量增加,网络无序度增大,玻璃红外吸收谱带也向低波数方向移动．     

Li_2O-B_2O_3-V_2O_5系玻璃的结构

本文用 Raman 光谱和声学方法研究了 Li_2O-B_2O_3-V_2O_5系玻璃的结构。结果表明:V_2O_5主要以 LiVO_3即[VO_3]_n~(?)形式存在,而 B_2O_3则与 Li_2O 结合生成一系列硼酸盐。     

RO_x 对 Na_2O-Al_2O_3-P_2O_5系统玻璃结构和电导率的影响

四元磷酸盐玻璃的 Raman 光谱和 AlO_6丰度变化的研究表明,玻璃的离子电导率主要由活动离子 Na~ 的总数决定,Na_2O 含量越高,其电导率也越高;但是,玻璃结构对电导率也有一定影响。由 AlO_4四面体和(Al—O—P)~-基团构成结构网络的某些 Na_2O—Al_2O_3—P_2O_5玻璃有较高的离子电导率。当以 MgO 替代玻璃中的 Al_2O_3时,由于MgO 只起网络修饰体作用,电导率是单调下降的。以 SiO_2替代 Al_2O_3时,情况有所不同。由于 SiO_2可能兼起网络形成体和修饰体的作用,无疑使玻璃结构变得复杂了。只有在参与网络的 SiO_2达到相当量的情况下,才有希望提高玻璃的电导率。外加 SiO_2到 Na_2O—Al_2O_2—P_2O_5玻璃内,导致玻璃中的 Na~ 离子的相对量降低,所以其电导率总是下降的。     

白云鄂博尾矿含量对微晶玻璃析晶特性和性能的影响

以白云鄂博某尾矿为主要原料、以Cr₂O₃为晶核剂制备尾矿微晶玻璃，使用DSC、XRD、SEM、TEM以及Raman光谱等手段对其表征并测试其析晶特性、抗折强度、维氏硬度和耐酸性，研究了尾矿含量对其析晶特性和性能的影响。结果表明，微晶玻璃的主晶相由辉石相和钙铝黄长石相构成，其中晶核剂Cr₂O₃因形成尖晶石晶核诱导辉石相析出。随着尾矿含量的提高微晶玻璃的力学和耐腐蚀特性呈现降低的趋势。其原因是，尾矿含量的提高使CaO的含量过高，在晶体的生长过程中滑动和迁移受阻进而在微晶玻璃中产生空洞和缺陷。同时，微晶玻璃中钙铝黄长石相/辉石相比例增大也不利于其性能的提高。白云鄂博尾矿中共生的稀土元素在晶界处形成铈钙硅石第二相，可减小晶界面积并降低晶界总能量，有助于提高微晶玻璃的力学和耐腐蚀性能。     

硼磷酸盐锂离子导电玻璃研究

双辊急冷装置的采用在较大范围内获得了 Li_2O(LiCl)-B_2O_3-P_2O_5系统玻璃。通过对玻璃密度、红外和拉曼光谱以及离子电导的研究,探讨了玻璃的组成和结构与离子导电性的关系,尤其是讨论了玻璃中混合阴离子效应(mixed anion effect)的物理原因。此外还研究了卤化物(LiCl)的引入对离子导电性的影响。     

Study of bulk crystallization in MgO-CaO-SiO2-Na2O glasses in the presence of CaF2 and MoO3 nucleant

The crystallization process of MgO-CaO-SiO₂-Na₂O glasses in the presence of CaF₂ and MoO₃ nucleating agents was investigated by DTA, XRD and SEM. The effect of compositional changes on bulk crystallization and growth morphology has been studied. After a two-stage heat treatment, the phases such as wollastonite, diopside and cristobalite, were identified. The ability of CaF₂ and MoO₃ pair as nucleating agents in inducing bulk nucleation in these glasses was attributed to the surface tension and viscosity reductions. The observed pore formation phenomenon upon the increase of MgO content in these glass-ceramics was related to the difference in density between the residual glass and diopside as the main crystalline phase.     

Fe2+、Fe3+对CaO-Al2O3-SiO2-MgO系微晶玻璃析晶性能的影响规律

为了利用大量的含铁铝硅酸盐固体废弃物制备具有高附加值的微晶玻璃,采用DTA、XRD、SEM、EDS等手段研究了Fe2+、Fe3+对CASM系微晶玻璃析晶性能的影响.结果表明,Fe2+在微晶玻璃中与Mg2+的作用相同,取代以网络外体形式存在的Al3+,使得微晶玻璃的析晶温度逐渐下降,而对析晶能力几乎没有影响,并当Fe2+掺入量为2%时,主晶相由铝黄长石转变为镁黄长石,在7.5%时,进一步转变为透辉石.Fe3+掺量小于7.5%时,起到补充Si4+不足的作用,当大于7.5%时,部分Fe3+起到与Fe2+、Mg2+相同的作用,使得析晶温度呈先升后降的变化,在掺量为7.5%时,铝黄长石主晶相才开始转变为镁黄长石,在10%时,转变为透辉石,且析晶能力得到大幅提升.随着Fe2+和Fe3+含量增加,虽然微晶玻璃中主晶相的变化顺序相同,但Fe2+具有降低微晶玻璃析晶温度的作用,而一定量的Fe3+可作为晶核剂提高微晶玻璃的析晶能力.     

CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2-P_2O_5-F系微晶玻璃初晶相Ca_5(PO_4)_3F析晶过程的研究

本文应用透射电镜:选区电子衍射和微区成份分析并结合扫描电镜形貌观察,深入研究了 CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2-P_2O_5-F 系可切削生物微晶玻璃初晶相 Ca_5(PO_4)_3F 的析晶机理。研究表明,玻璃首先发生二液分离,形成了能够析出初晶相 Ca_5(PO_4)_3F 晶体的富 P~(5+)、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Ti~(4+)的液滴相。在进一步的热处理中,液滴相发生整体核化,并逐步形成由大量细小晶粒镶嵌生长构成的球形 Ca_5(PO_4)_3F 聚集体。随着热处理温度的提高,这些球形 Ca_5(PO_4)_3F 聚集体逐渐转变为广泛分布于微晶玻璃另一主晶相氟金云母中的六方短柱状 Ca_5(PO_4)_3F 微小晶体。