石英玻璃气孔成因与原料晶体特征的相关性

气孔是影响石英玻璃品质的主要结构缺陷,为了探究其成因与原料石英晶体特征的关系,选择5种产自于国内外不同地区的优质脉石英为研究对象,采用偏光显微镜、ICP及XRD等仪器及方法分析不同脉石英晶体性质、包裹体特征及石英砂纯度,比较各高温熔体表观特征、原料表面与玻璃体气孔内外硅氧元素分布状态。结果显示,原生包裹体少、晶格缺陷少、结晶度高,则熔体气孔少,石英玻璃透明度高;反之,熔体气孔多,石英玻璃透明度低。石英晶体内大量微细原生包裹体是石英玻璃气孔形成的主要因素;晶格缺陷与结晶度紧密相关并可遗传,石英砂纯度与熔体气孔形成无直接关系,但晶格杂质的存在会导致晶格缺陷。

利用废岩棉制备高性能泡沫玻璃陶瓷的实验研究

以工业垃圾废岩棉和废玻璃为原料,以CaCO_(3)为发泡剂制备出高强度泡沫玻璃陶瓷。研究了废岩棉和废玻璃的添加量及烧结温度对泡沫玻璃陶瓷材料性能的影响。结果表明:随着废岩棉添加量的增加和烧结温度的提高,熔体黏度会降低,不利于气泡结构的稳定;在废岩棉添加量为40%、750℃烧结温度下得到的样品容重为0.54 g/cm^(3)、孔隙率为62.5%、抗压强度为4.76 MPa;样品主晶相为亚硅酸钙和石英晶相,加入TiO_(2)作为晶核剂后主晶相改变为榍石;TiO_(2)掺量为10%时,在750℃烧结20 min更经济,所得样品容重为0.82 g/cm^(3)、孔隙率为50%、抗压强度为7.76 MPa。

K9光学元件的锥形约束射流抛光流场与加工实验研究

提出了锥形约束射流抛光的加工方法,将原本垂直的细小射流约束成几乎平行于工件表面的环形射流。使用Fluent软件对抛光流场进行数值分析,根据Preston方程建立了材料去除函数模型;并以K9玻璃为加工对象,利用自主设计的锥形约束射流抛光平台进行加工实验。结果表明,锥形约束射流抛光方法法向最大速度比切向最大速度小63.9%,从而减少射流在垂直于工件表面方向的冲击损伤;锥形约束射流抛光后,K9玻璃表面粗糙度在加工区域内呈“V”型分布,其算数平均粗糙度(Ra)值从95.40 nm降至14.52 nm,表面质量得到明显提高。锥形约束射流抛光主要依靠射流沿工件表面的剪切力,不仅有效减小了射流法向冲击力,对射流的约束还减小了射流束的发散;确定的表面去除函数表明该方法有望实现确定性抛光;另外,环形的射流出口提高了射流抛光的效率。

蓝宝石玻璃超声振动辅助磨削试验研究

为了探究烧结磨头不同磨头参数和磨削参数对蓝宝石玻璃磨削特性的影响,综合考虑了磨头粒度号、主轴转速、进给速度、磨削深度等因素,设计并开展了非超声和超声振动辅助磨削加工试验,研究了上述因素对蓝宝石磨削表面粗糙度、表面形貌及磨削力的影响。结果表明,超声和非超声磨削工况中,磨头粒度号增大对磨削力和表面粗糙度的影响整体均呈现先增大后减小的趋势。不同磨头粒度号工况下的超声磨削力和表面粗糙度普遍小于非超声结果,磨削力最大降幅为27.2%,表面粗糙度最大降幅为18.6%;采用粒度号200/230#的磨头进行磨削,可获得相对较小的切削力和表面粗糙度,是研究工况下的最佳粒度号,而140/170#的使用效果最差。相比于非超声磨削,超声可在所选的主轴转速、进给速度和磨削深度条件下实现磨削力和表面粗糙度不同程度的降低,在小主轴转速和小磨削深度工况下,超声磨削对蓝宝石表面质量的改善作用更显著。

废岩棉处理方法的实验研究

近年来废岩棉的数量越来越多,已成为工业垃圾的处理难题,且目前还没有完善的处理方案,大多数废岩棉没有得到很好的处理,故通过实验研究来获取一种废岩棉的处理方法.观察废岩棉在不同温度下的状态,对燃烧后的废岩棉进行化学成分分析和矿物分析,再对废岩棉燃烧后的体积变化量进行计算.研究结果表明:燃烧后的废岩棉主要成分为CaO、SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、MgO和Fe_(2)O_(3),这五种主要成分对环境都是无毒无害的,不会对环境造成污染;燃烧后的废岩棉体积平均减少85.25%;通过观察不同温度下废岩棉燃烧产物的状态和XRD曲线,发现当温度为1100℃时,废岩棉燃烧得较充分,所以在1100℃下燃烧处理废岩棉很好地解决了废岩棉浪费土地资源、污染土地和环境的难题.

废液晶玻璃再生制备低膨胀硼硅玻璃及其理化性能研究

基于废液晶玻璃的高值化再生利用,以废液晶玻璃作为主要原料,石英砂、硼酸、纯碱为辅助原料,制备了低膨胀硼硅玻璃。通过浮力法、压痕法、石英膨胀法和重量试验法,探究了废液晶玻璃和辅助原料(Na_(2)O和B_(2)O_(3))掺量对玻璃理化性能的影响。结果表明:随着废液晶玻璃掺量增加,玻璃密度、线热膨胀系数和耐酸质量损失增大,维氏硬度和耐碱质量损失减小;随着辅助原料中Na_(2)O含量增大,玻璃密度、线热膨胀系数、耐酸质量损失和耐碱质量损失增大,维氏硬度减小;随着辅助原料中B_(2)O_(3)含量增大,玻璃密度和维氏硬度减小,线热膨胀系数和耐酸耐碱质量损失增大;当废液晶玻璃、辅助原料中Na_(2)O和B_(2)O_(3)质量分数分别为60.00%、1.00%和14.72%时,玻璃维氏硬度最大、密度和线热膨胀系数最小,分别为7.1430 GPa、2.3097 g·cm^(-3)和3.5317×10^(-6)℃^(-1);当废液晶玻璃、辅助原料中Na2O和B2O3质量分数为60.00%、3.00%、9.72%时,玻璃耐酸质量损失最小,为0.6140 mg·cm^(-2);当废液晶玻璃、辅助原料中Na2O和B2O3质量分数为70.00%、2.00%、11.67%时,玻璃耐碱质量损失最小,为1.2140 mg·cm^(-2)。

科学·文化·艺术--多重视域下的玻璃

玻璃作为人工合成的材料,被制作和使用的历史已经长达近5000年。其优异的材料特质,逐渐发展出独特的制作工艺。科学界对玻璃材料的理解在不断变化和深入,而社会民众和艺术界对玻璃则长期存在认知偏差。文章从科学、文化和艺术三个维度去审视玻璃自身,阐述玻璃作为物质存在的“玻璃态”、东西方数千年来积淀的繁杂玻璃名称和文化,以及玻璃作为艺术媒介的独特魅力。

基于光纤传感的铁路牵引网故障自动识别技术

由于现有的铁路牵引网故障识别方法在识别过程中易受到周围环境影响,故障识别准确率较低,因此,提出基于分布式光纤传感的铁路牵引网故障自动识别方法。构建3种牵引网故障自动识别规则,通过自动识别规则,使用分布式光纤传感对故障特征进行提取;使用变量分析对故障损伤数据进行处理,筛选符合传输的故障损伤数据进行传输,计算故障损伤数据,运用网络拓扑结构对故障特征信息进行传输;通过融合层次的诊断,进行数据的融合,得到诊断结果,实现基于分布式光纤传感的铁路牵引网故障自动识别。

氧化锌对钠钙玻璃的抗菌性及工艺性能的影响

采用高温熔融法制备钠钙玻璃,研究不同量的氧化锌对钠钙玻璃抗菌性和工艺性能的影响。采用贴膜法分析玻璃的抗菌性,测试包括表面张力、高温黏度和熔化澄清的工艺性能。结果表明:当氧化锌引入的质量分数大于3%时,玻璃对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌性达到90%以上;氧化锌的引入降低了玻璃的表面张力和高温黏度,使高温玻璃熔体中气泡的排出速率增大,气泡数量减少,利于玻璃熔体澄清,适用于工艺生产。

纤维负重法测量玻璃退火上下限温度的影响因素研究

通过机械拉丝工艺制备不同直径、圆柱度的玻璃纤维,采用纤维负重法测试玻璃退火上下限温度,探究纤维几何参数、载重砝码质量和控温条件对测试结果的影响。结果表明:退火上下限温度会随着玻璃纤维直径的增大而升高,随着砝码质量的增加而降低,随着圆柱度的增加而降低。初始温度和升温速率对退火上下限温度无明显影响,但随着降温速率的加快,退火温度随之升高。根据验证结果,测试玻璃退火上下限温度适宜的条件:纤维直径为0.6~0.8 mm,圆柱度尽可能小,载重砝码质量为800~1000 g,升温速率为5℃/min,降温速率为4℃/min;同时,考虑到测试的安全性,初始温度建议选择较低温度进行实验。

建筑玻璃光学及热工性能检测方法分析

本文立足于建筑玻璃光学及热工性能参数的理论基础,阐述了检测的方法和技术,包括可见光透射比、太阳光直接透射比以及传热系数等参数的检测,并结合实际案例对检测方法的具体应用展开了探讨,希望通过本文的探究,能够为相关工作的开展起到参考作用。

两种方法制备微晶玻璃的介电与储能特性的影响

作为一种有潜质的电介质材料,微晶玻璃材料得以广泛研究。目前开展的相关研究都聚焦于材料体系与结构的优化,而有关制备工艺对性能的影响鲜有报导。本研究在之前工作基础上,系统性的研究了熔融法与烧结法两种不同的制备工艺对磷酸盐体系微晶玻璃的结构、介电与储能特性的影响。结果表明,采用熔融法所制备的微晶玻璃具有更有序的显微结构,同时获得了更高的介电常数和更低的介电损耗,兼具最佳的能量释放特性与能量效率的特性。

白云鄂博矿选冶固废烧结法制备微晶玻璃研究

为了更好地综合利用白云鄂博矿选冶固废,本文以白云鄂博萤石尾矿和包钢高炉渣为主要原料,采用一步烧结法研究了不同原料配比对制备微晶玻璃的影响。采用DSC、XRD、SEM、万能试验机、多道γ能谱仪进行表征分析,研究了不同原料配比对制备微晶玻璃的影响。结果表明:不同原料配比时,微晶玻璃主晶相为斜辉石、透辉石、鳞石英;随着萤石尾矿和高炉渣质量配比的增加,微晶玻璃颜色逐渐加深,且抗折强度先升高后降低,再升高再降低;当萤石尾矿和高炉渣质量配比为5∶5时,微晶玻璃抗折强度最高,达到76.85 MPa,主晶相为斜辉石和透辉石,晶粒大小均匀,排列规则;当萤石尾矿与高炉渣质量配比为2∶8时,微晶玻璃产品符合B类装饰装修材料标准,当萤石尾矿与高炉渣质量配比为3∶7、5∶5、6∶4时,微晶玻璃产品符合C类装饰装修材料标准。

煤层亚临界/超临界CO_(2)吸附特征与封存模式

大规模高效CO_(2)地质封存是短期内快速实现CO_(2)减排的关键途径之一,以吸附特征为主要封存机制的深部不可采煤层CO_(2)封存具有规模化实施的潜力。为研究深部煤层CO_(2)封存机制,以沁水盆地无烟煤为研究对象,开展了高温高压CO_(2)吸附实验,并采用简化局部密度模型(SLD-PR)拟合,分析了温压变化下不同孔隙的吸附相密度分布特征,揭示了以吸附相密度和最大吸附层厚度协同变化为核心的煤层CO_(2)封存机理,最后通过准确划分孔内吸附空间与自由空间,预测了不同埋深下煤层CO_(2)封存量。研究结果表明:(1)不同温度下超临界CO_(2)吸附曲线均表现出典型的超临界气体吸附特征,过剩吸附量(最大值介于1·25~1·75 mmol/g)在达到最大值后下降;(2)孔隙内CO_(2)吸附层分为接触层、内层和过渡层,亚临界CO_(2)在孔内以单分子层吸附为主,而超临界CO_(2)吸附方式为多分子层吸附;(3)最大吸附层厚度随埋深增加而减小,与温度呈正相关,而与压力呈负相关;(4)CO_(2)平均吸附相密度随埋深“先增后减”,总封存量与绝对吸附量曲线在CO_(2)处于超临界状态下存在差异。结论认为:(1)在吸附空间与吸附相密度协变下,煤层CO_(2)微观封存模式随埋深可分为亚临界单分子层吸附、超临界类气态多分子层吸附型以及超临界类液态多分子层吸附3种类型,自由相封存量对总封存量的贡献随埋深增加,但吸附封存仍是煤层CO_(2)封存的主要方式;(2)研究成果揭示了原位煤层超临界CO_(2)封存机理,能够为深部煤层CO_(2)封存能力评价提供新认识。

基于纳米划痕的熔石英玻璃去除机制与亚表面裂纹研究

目的研究熔石英玻璃在不同动态载荷作用下的材料去除机制和亚表面裂纹形成与扩展机理。方法对熔石英玻璃试样进行纳米划痕试验,分别从划痕轮廓、划痕力2个方面分析不同载荷下熔石英玻璃的力学行为,通过扫描电镜和光学显微镜观察划痕形貌,分析材料去除机制;采用逐层截面显微法对划痕截面的亚表面裂纹形貌进行观测,研究动态载荷下工件亚表面裂纹的形成与扩展机理。结果当动态载荷小于118mN时,材料发生塑性变形,亚表面未产生裂纹;当动态载荷大于118mN且小于245mN时,材料处于塑脆转变阶段,亚表面裂纹以动态载荷加载点为起点,向试样内部扩展形成赫兹锥形裂纹并伴有横向裂纹的存在;当动态载荷超过245mN时,材料进入完全脆性断裂阶段,亚表面裂纹不断扩展至表面导致材料破碎。结论随着动态载荷的不断增大,熔石英玻璃的材料去除经历了弹塑性变形、塑脆转变、脆性断裂3个阶段;亚表面裂纹受到动态载荷的影响,裂纹从载荷加载点形成,并沿着应力最大方向不断扩展,导致材料表面发生脆性断裂;熔石英玻璃的临界切深与其动态弹性模量成正比,与其流动应力成反比,动态冲击载荷使熔石英玻璃的临界切削深度下降,亚表面裂纹更易扩展,材料去除更快进入塑脆转变阶段。

Ce^(3+)-Tb^(3+)共掺杂黄磷炉渣微晶玻璃的发光与能量传递

以黄磷炉渣为原料,采用高温熔融法制备Ce^(3+)-Tb^(3+)共掺杂黄磷炉渣发光微晶玻璃,通过差热分析(DTA)、X射线衍射(XRD)、稳态/瞬态荧光(FLS)、CIE色度等探究不同的Tb^(3+)掺杂量对微晶玻璃析出晶相、发光性能和样品色度的影响。结果表明,Ce^(3+)和Tb^(3+)的引入,微晶玻璃主晶相为硅灰石,在310 nm波长激发下,随着Tb^(3+)掺杂量增加,位于380 nm处Ce^(3+)的特征发射峰减小,543 nm处Tb^(3+)的特征发射峰增强,证实Ce^(3+)和Tb^(3+)之间存在能量传递,能量传递效率达到24.55%。此外,通过调整Tb^(3+)掺杂量,微晶玻璃发光颜色可由蓝光调至绿光,从而实现发光颜色的可控化。

Li_(2)O-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)系微晶玻璃的研究进展

Li_(2)O-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)(LAS)系微晶玻璃由于具有热膨胀系数低、透明度高、力学性能优良等特点,被广泛应用于国防、建筑、化工、生物医药等多个领域,近年来受到研究者的广泛关注。本文综述了LAS系微晶玻璃的研究现状,介绍了LAS晶相体系及相关玻璃产品,对比分析了LAS系微晶玻璃各制备工艺的特点,并讨论了LAS系微晶玻璃晶核剂的种类及成核机理,最后总结了LAS系微晶玻璃性能、应用以及相应表征技术和测试手段,并指出了LAS系微晶玻璃存在的问题及未来的发展方向。

Eu^(3+)掺杂铌酸盐玻璃的光谱性质

研究了Eu3 + 掺杂铌磷与铌硅系列玻璃的发射光谱 ,声子边带谱及5D0 能级寿命 ,计算了样品的强度参数。随着Nb2 O5浓度的增加 ,Eu—O键强增大 ,共价性增强 ,Eu3 + 的局域环境对称性降低 ,电 声子耦合增强 ,5D0 能级的无辐射过程加快 ,寿命变短 ,温度猝灭加剧。研究了从 77～ 6 90K铌磷与铌硅系列玻璃中Eu3 + 离子在 488nm激光激发下的变温荧光发射特性 ,求出了温度猝灭速率。分析了发光强度增强与减弱的原因 ,即热布居与无辐射过程随温度的变化关系 ,研究了谱线宽度与峰值位置随温度的变化关系。

组成无公害低熔玻璃的发展现状

低熔玻璃广泛用作封接玻璃和电子浆料中的粘接相。现有低熔玻璃绝大部分为高铅含量玻璃。提出组成中不含 Pb、Hg、Cd、As、Tl、Cr 和放射性元素的玻璃称为组成无公害玻璃,综述了低熔玻璃的发展现状,指出电子产品目前所用含铅玻璃的取代物可能是磷酸盐、矾酸盐、铋酸盐玻璃。建立磷酸盐、矾酸盐、铋酸盐玻璃相关基础理论.发展玻璃形成新理论以及新的材料制备技术是组成无公害低熔玻璃研究与开发的重点。

长余辉光致发光玻璃的制备及其性能研究

利用传统陶瓷制备方法合成了SrAl2 O4:Eu ,Dy长余辉发光粉体 ,该磷光体主发射波长位于 5 2 0nm ,余辉时间长达 8h以上 .并以硼硅酸盐低熔点玻璃为底材 ,掺杂该发光粉体 ,在一定温度下烧成 ,制得长余辉发光玻璃 .研究表明 ,烧成温度对该玻璃的发光性能影响较大 ,随着温度的升高 ,发光强度及余辉时间明显下降 .四点弯曲法测定试样的断裂强度约为 44 .3 3± 2 .65MPa ,Knoop压痕弯曲梁法测定试样的断裂韧性为0 .5 5MPa·m12 .