化学强化提升薄型锂铝硅玻璃抗冲击性能研究

新一代锂铝硅玻璃逐渐成为航空透明件的主流结构材料,由于其较高的弹性模量和优异的离子交换能力,经过化学增强处理后具有优异的力学性能,能够很好地满足航空透明件轻质、高强的需求。研究了1.8 mm厚度锂铝硅玻璃经过化学增强后的抗冲击性能变化,采用不同增强工艺制备了多组样品进行落球冲击测试,并依据应力包线进行了初步理论计算,探讨了玻璃中心张应力对抗冲击性能的影响。研究结果表明,1.8 mm厚度锂铝硅玻璃表面压应力为930 MPa左右时,应力层深度在130~160μm范围内抗冲击性能较佳,玻璃具备较好的力学性能。

模板剂与工艺条件对减反射玻璃光透过率的影响

用溶胶-凝胶法制备了含有四种不同模板剂的镀液,通过浸渍镀膜法在玻璃上制膜,并采用不同热处理工艺制得镀膜玻璃。对各种玻璃进行光透过率比较,发现用P65模板剂的镀膜玻璃光透过率最高,在400~800 nm光波长范围内平均光透过率最大;玻璃基片最合适的提拉速度是40 mm/min,最佳的热处理温度和时间分别为500℃和10 min。由原子力显微镜(AFM)观察发现,优化条件下所制的膜层平整,采用百格法测得玻璃镀膜层具有较好的硬度。

La_(2)O_(3)和Y_(2)O_(3)对高铝盖板玻璃结构及性能的影响

研究了不同添加量的La_(2)O_(3)和Y_(2)O_(3)对盖板用化学强化高铝玻璃性能的影响,发现适当加入La_(2)O_(3)和Y_(2)O_(3)可提高玻璃生产的适应性、机械性质和化学强化性能。加入La_(2)O_(3)和Y_(2)O_(3)可显著降低高铝玻璃的高温黏度,La^(3+)和Y^(3+)总物质的量分数每增加0.5%,玻璃澄清温度降低6~20℃。加入La_(2)O_(3)和Y_(2)O_(3)提高了玻璃的杨氏模量、剪切模量和显微维氏硬度;当La^(3+)和Y^(3+)总物质的量分数为1.5%时,玻璃杨氏模量、剪切模量和显微维氏硬度达到最大,分别为84.33、33.90和6.48 GPa。随La_(2)O_(3)和Y_(2)O_(3)含量的增加,化学强化后玻璃表面压应力(CS)有先增大后减小的趋势,应力层深度(DOL)有先基本不变后增大的趋势,且CS比对照组最多提升28%。拉曼光谱分析发现在La^(3+)和Y^(3+)总物质的量分数为0~1.5%时,随着玻璃中La^(3+)和Y^(3+)含量的增加,非桥氧含量基本不变,而受碱金属影响的桥氧含量显著增加;当La^(3+)和Y^(3+)总物质的量分数为1.5%~2.5%时,增加La^(3+)和Y^(3+)含量可显著提高玻璃中非桥氧含量。

二氧化钒薄膜相变机理及性能调控策略

二氧化钒(VO_(2))是一种典型的二元过渡金属氧化物(TMO)和强关联材料,其具有金属-绝缘体相变特性(MIT),在约68℃时可实现单斜绝缘相和稳定金红石金属相的可逆转变,相变温度相对接近室温,因此有很好的应用前景,从而受到了非常广泛地关注。自Rudolf Peierls首次提出晶格畸变导致相变的假说和Mott预测电子间关联是导致相变发生的关键原因以来,VO_(2)的相变机理一直是极具挑战性和争议性的研讨问题,也是更好理解VO_(2)相变特性和优化其性能、拓展其应用的关键内容。总结了长期以来人们对VO_(2)相变机理的理解,归纳了为提高VO_(2)薄膜的性能做出的尝试,讨论了近年来相关行业的实践应用以及面临的问题和挑战,最后对VO_(2)薄膜的发展前景的进行了展望。

磁光调制法测量玻璃内应力

提出了一种基于磁光调制法测量玻璃内应力方向和大小的方法,并建立了基于磁光调制的内应力测量系统。首先,采用光线追迹的方法,根据偏振光的琼斯矩阵描述方式推导了系统的测量模型;采用磁光调制器,对信号光束进行正弦交变的磁光调制,将直接测量光强信号改为测量频率信号,提高了测量准确度;采用磁旋光器,消除了人为操作引起的误差,并通过控制旋光器外加线圈驱动电流的大小,改变调制信号光偏振方向的旋转角度;最后,对待测样品进行了多次旋转测量。测量结果显示,本方法对玻璃内应力方向的测量准确度为5″,对应力双折射的测量准确度为0.3nm/cm。得到的结果验证了该方法的有效性和稳定性,显示系统具有稳定性高、准确度高、容易实现工程化等特点。

高碱铝硅酸盐玻璃高温电阻特性

研究了高碱铝硅酸盐玻璃熔体在600～1625℃的高温电阻特性．结果表明：在900～1625℃时玻璃熔体的电阻率随着n（K2O）／n（Na2O）提高呈现出增大趋势，玻璃电阻率随着温度变化符合Arrhenius方程，反映出玻璃熔体的电导率是受离子迁移控制的．研究电阻一温度依存性关系发现，玻璃的电导行为在900℃附近时出现了转变，表明玻璃电阻率受玻璃网络结构聚集度和网络外体离子结合力的影响，大于900℃时电导主要受碱金属离子的扩散机制控制，活化能为50～65kJ／mol；在600～900℃低温区电导能力较弱，主要受碱金属离子的迁移机制所控制，活化能为100～120kJ／mol．

二硅酸钠晶体、玻璃及其熔体结构的拉曼光谱研究

采用铜蒸气脉冲激光光源和时间分辨探测技术 ,实现了对JYU10 0 0拉曼光谱仪的高温改造 ,可在样品温度高至 2 0 2 3K下稳定地测谱 ;二硅酸钠晶体、玻璃及其熔体的测量结果表明 ,高温Raman光谱不仅可分辨不同的结构相、提供固 液相变信息 ,而且能分析具有不同桥氧数的硅氧四面体微结构单元 ,即聚合状况以及它们随温度的变化 ,因而为物质的结构研究 ,特别是高温状态的熔体的研究 ,提供了重要的手段和依据。

低熔点可切削微晶玻璃的组织与性能

不同的晶化温度和保温时间对低熔点可切削微晶玻璃的微观组织形貌、切削性能和力学性能有明显影响．试验表明，６００℃保温６～８ｈ与６５０℃保温１～２ｈ的晶化效果等同，具有最佳的切削性能和较高的抗弯强度．更高温度晶化可使强度进一步提高，但切削性能急剧下降．

CaO-SiO_2-B_2O_3∶Sm_2O_3玻璃的合成及Sm^(3+)发光性质研究

用常规的高温合成法合成了CaO-SiO2-B2O3∶Sm2O3玻璃,探讨了玻璃的最佳合成温度、玻璃的吸收光谱,并研究了其发光性质。在CaO-SiO2-B2O3∶Sm2O3玻璃体系中观察到了Sm3+的发射光谱。样品的发射光谱有3个主要荧光发射峰,峰值波长分别为568,605,650nm,其中最强峰为605nm,可见发射起源于Sm3+离子4f电子的f-f跃迁。其中568nm对应于4G5/2→6H5/2跃迁、605nm对应于4G5/2→6H7/2跃迁、650nm对应于4G5/2→6H9/2跃迁,光谱性质表明这种玻璃体系能够把太阳光中的紫外光转换成红光,从而增强红光的发射强度。可以利用这些玻璃的发光性质来制备农用转光玻璃。

碱土金属氧化物对无碱硼铝硅酸盐玻璃性能的影响

本研究制备了不同碱土金属氧化物(RO)含量的无碱硼铝硅酸盐玻璃,并测定其各项物理化学性质。当RO浓度从10增加到20mol%时,玻璃的密度从2.41g/cm^3增加到了2.58g/cm^3,弹性模量从73.83GPa增加到82.48GPa,介电常数从6.98增加到了8.35。当RO浓度从10增加到14mol%时,玻璃的维氏硬度略有降低;当RO浓度进一步增加到20mol%时,玻璃的维氏硬度增加到670 kgf/mm^2。RO浓度的增加提高了玻璃的耐碱性,降低了耐酸性。

钠硼硅酸盐玻璃分相及浸析的NMR研究

用多种NMR方法，包括(29)Si、(23)Na、(11)BMAS及(29)SiCP／MASNMR，研究了一定组成的Na2O－B2O3-SiO2三元体系玻璃在不同温度下分相处理24小时及用酸侵析处理后的结构变化．结果表明，在低于分相上限临界温度的范围内，存在着一个温度转折点．低于这一温度时，受动力学因素影响，分相未达平衡态，温度愈低，距平衡态愈远，分相愈不完全．超过这一温度，分相可达平衡态，受热力学控制，温度愈高，混溶程度愈大．故在此温度点分相处理，可达最佳分相效果．不同校所得的NMR结果之间有良好的对应关系．

闪烁玻璃的研究进展

简要回顾了近年来国际国内闪烁玻璃领域在制备工艺、性能、机理和新材料探索方面的研究情况,阐述了各类无机闪烁玻璃的研究情况,重点介绍了几种近年来主要研究的无机闪烁玻璃,并且分析了无机闪烁玻璃的未来研究方向。

Er^(3+)/Ce^(3+)共掺TeO_2-Bi_2O_3-TiO_2玻璃的热稳定性和光谱特性研究

用高温熔融法制备了Er3+/Ce3+共掺新型碲酸盐玻璃(TeO2-Bi2O3-TiO2).采用差热分析方法研究了玻璃的热稳定性,测试并分析了不同Ce3+离子掺杂浓度下Er3+离子的吸收光谱、上转换光谱和荧光光谱特性.研究结果表明,制备的碲酸盐玻璃具有很好的热稳定性,玻璃析晶温度Tx与玻璃转变温度Tg之差(ΔT=Tx-Tg)达到了185℃,高于其它文献的报道;同时,Ce3+离子共掺引入的能量转移(Ce3+∶2F5/2+Er3+∶4I11/2→Ce3+∶2F7/2+Er3+∶4I13/2)有效地抑制了Er3+离子上转换发光并显著增强了1.53μm波段荧光强度,而发射截面随着Ce3+离子掺杂浓度相应增大.优异的热稳定性以及光谱性能揭示Er3+/Ce3+共掺碲酸盐玻璃是一种潜在的制备宽带掺铒光纤放大器的理想增益介质.

硅酸盐E玻璃组成与高温粘度关系的研究

以生产线玻璃配方为研究对象,利用旋转式高温粘度计测定了E玻璃的高温粘度-温度曲线,研究了玻璃网络形成体(B2O3、SiO2、Al2O3)、网络中间体(TiO2、ZnO)和网络修饰体(CaO)对E玻璃高温粘度的影响。结果表明,在E玻璃中,B以[BO3]三角体的形式存在,Al3+以[AlO4]四面体形式,作为网络形成体存在;随B2O3含量的增加,熔体粘度逐渐降低;用0.5%SiO2替代0.5%B2O3,玻璃粘度有很大的上升;用0.5%Al2O3替代0.5%B2O3,玻璃粘度几乎没有变化;网络中间体TiO2、ZnO起降低熔体粘度的作用;网络修饰体CaO可以在一定程度上降低熔体粘度。

PbBr_2-PbCl_2-PbF_2-PbO-P_2O_5系统玻璃形成特性的研究

研究了ＰｂＢｒ２－ＰｂＣｌ２－ＰｂＦ２－ＰｂＯ－Ｐ２Ｏ５系统的玻璃形成能力和系统的玻璃形成区，测试了一些玻璃的特征温度．结果表明：加入５％（摩尔分数，下同）ＰｂＯ和５％ＰｂＦ２都使玻璃转变温度升高，玻璃形成区缩小，并向ＰｂＢｒ２方向偏移；同时加入２．５％ＰｂＯ和２．５％ＰｂＦ２同样提高了玻璃转变温度，但却增大了玻璃形成区；继续提高ＰｂＯ和ＰｂＦ２的加入量，玻璃形成区显著减小．

Na_2O对铁硼磷酸盐玻璃结构和性能的影响

研究了加入不同量Na2O对B2O3-P2O5-Fe2O3体系玻璃结构和性能的影响。用传统熔融-冷却的方法制备了组成为XNa2O-(1-X)(10B2O3-54P2O5-36Fe2O3)、XNa2O-(1-X)(10B2O3-60P2O5-30Fe2O3)和XNa2O-(1-X)(10B2O3-50P2O5-40Fe2O3)(其中X=0、10%、20%、30%,为摩尔分数)系列的玻璃,并对所制备玻璃的结构和性能进行了表征。结果表明:B2O3-P2O5-Fe2O3系列玻璃的玻璃转变温度大于520℃;Na2O对B2O3-P2O5-Fe2O3玻璃的主要网络结构影响不大,加入20%的Na2O对玻璃性能影响较小,且基础玻璃的化学稳定性得到一定程度的改善。Na元素能牢固地结合于玻璃网络结构中,产品一致性试验(PCT)测试表明,当Na2O含量为20%时,试样中Na元素归一化浸出量≤0.11g/m2。另外,组成为10B2O3-54P2O5-36Fe2O3的玻璃在包容Na2O方面具有较好综合性能。

磁光调制法测量玻璃内应力（英文）

为了实现玻璃内应力的高精度测量,提出了一种磁光调制的新方法,建立了基于磁光调制的内应力测量系统。首先,根据偏振光的穆勒矩阵描述方式推导了该系统的测量模型,通过分离被测信号的直流、基频和各次谐波分量,并利用"归一化"的方法,消除了光强波动对测量结果的影响,并根据处理接收到的各信号分量得到玻璃内应力方向和应力双折射大小。通过测量玻璃的不同位置验证了该方法的有效性,内应力方向的测量精度为5″,应力双折射的测量精度低于0.5 nm/cm,且系统具有稳定性高、精度高等特点。

高Verdet常数Faraday玻璃磁光理论及其应用

稀土Faraday磁光玻璃是一种光电高科技领域重要的透明光学功能材料,因其Verdet常数较大、磁光性能优异而在光纤通信和传感等领域有广阔的应用前景。本文综述了磁光玻璃Faraday效应的基本原理、影响磁光效应的因素和磁光玻璃的具体应用,总结了当前磁光玻璃研究中存在的问题。

计算机在玻璃配合料及玻璃性质计算中的应用

本文研究了将计算机引入玻璃配合料及玻璃性质计算的方法，建立了优化玻璃料方成本计算，计算玻璃的１８种重要性质，并根据计算的需要，收集有关参数建立了料方计算数据库和性质计算数据库，它与料方计算和性质计算等模块一起，构成基于数据库的玻璃配合料及玻璃性质计算软件（ＧＢＰＣ）。

Ce3+掺杂重金属锗酸盐玻璃透射光谱的辐射诱导效应

采用不同的熔制气氛制备了一系列密度大于5g/cm3的Ce3+掺杂重金属锗酸盐玻璃.玻璃基质组成包括GeO2、BaO和Gd2O3.通过比较分析辐射前后玻璃在紫外可见区的透射光谱及差示透射谱(DTS)研究了玻璃透射光谱的辐射诱导效应.结果表明,基质玻璃随着辐射剂量的增加透过率大幅度单调下降.但是掺入Ce3+之后,辐射使玻璃的透过率下降不多,甚至有所增强,并且和玻璃的熔制气氛和辐射剂量有一定关系.这一特殊现象是由熔制气氛导致铈离子价态变化及Ce3+/Ce4+具有消除辐射诱导色心能力所致.