ZnO-B2O3-SiO2玻璃红外光谱的研究

通过红外光谱,对不同组成的ZnO-B2O3-SiO2体系玻璃的网络结构进行了研究,分析了ZnO-B2O3-SiO2玻璃体系的组成改变所引发的基团结构变化。结果发现:ZnO大于30%时,Zn进入B-O-Si网络形成Zn-O-B或Zn-O-Si键;ZnO含量大于40%时,形成[ZnO4]四面体;同时,ZnO含量的增加还会促使[BO3]向[BO4]的转变,以致形成高硼基团;SiO2/B2O3比增加同样会导致Zn-O-B或Zn-O-Si键以及[ZnO4]单元的数量增加,同时也会使得[BO3]向[BO4]的转变,并趋于形成高硼基团。

Mn2+掺杂的ZnO-B2O3-SiO2光存储玻璃的热释光研究

采用高温熔融法制备了Mn2＋掺杂的ZnO-B2O3-SiO2（ZBSM）体系的光存储玻璃,并通过热释光谱研究了ZBSM玻璃的存储性能以及陷阱能级的分布情况,结果显示：材料内部至少存在中心能级的深度分别约为0.80eV和1.02eV的两种陷阱,而激活离子Mn2＋和基质组成ZnO-B2O3-SiO2的变化均会造成材料光存储性能及陷阱分布的改变。

ZnO-B2O3-SiO2溶胶-凝胶制备及表征

研究了ZnO-B2O3-SiO2溶胶-凝胶的制备过程,分析了凝胶的形成机理,探讨了干凝胶的析晶过程.结果表明随着SiO2/(ZnO+B2O3)比值的增大,样品胶凝时间逐渐延长,凝胶从浑浊转为清亮,而对应干凝胶的析晶温度升高.析出主晶相为Zn2SiO4,并存在少量的石英相.物相分析和红外能谱分析表明,在热处理过程前后,始终有B2O3-SiO2玻璃相存在于样品中.微观分析表明,经800℃高温热处理的干凝胶中存在着大量0.4μm左右的圆形气孔.

ZnO-B_2O_3-SiO_2玻璃对硅酸锌陶瓷结构与微波介电性能的影响

研究了不同添加量的ZnO-B2O3-SiO2(ZBS)玻璃作为烧结助剂对硅酸锌陶瓷的结构及微波介电性能的影响。研究结果表明:添加ZnO-B2O3-SiO2玻璃的陶瓷烧结后其主晶相仍呈硅锌矿结构,并且硅酸锌陶瓷的烧结温度从1300℃降低到900℃。随着玻璃添加量的增加,陶瓷的介电常数(εr)和品质因数(Qf)呈逐渐降低的趋势,当玻璃添加量为20 wt%时,900℃保温2 h所制备的陶瓷具有较优良的微波介电性能:εr=6.85,Qf=31690 GHz,τf=-28×10-6/℃,在低温共烧陶瓷领域有着潜在的应用价值。

掺杂过渡金属氧化物对ZnO-B_2O_3-SiO_2玻璃的改性研究

采用高温熔融和过渡金属氧化物掺杂的方法,制备了掺杂不同过渡金属氧化物(Sb2O3、TiO2、CeO2、MnO2)的ZnO-B2O3-SiO2无铅玻璃。研究了所制玻璃的物理化学性能。结果表明:掺杂过渡金属氧化物后,ZnO-B2O3-SiO2玻璃的结构和封接性能得到较大改善,玻璃的耐水性提高1.5～2.0倍,线膨胀系数从60×10–7/℃降至40×10–7/℃。

稀土掺杂对ZnO-B_2O_3-SiO_2玻璃热稳定性及结构的影响

为了探索镧系与非镧系元素对ZnO-B_2O_3-SiO_2系统玻璃热稳定性及结构的影响,本研究采用差示扫描量热仪(DSC)和傅立叶变化红外光谱仪(FTIR)开展了La_2O_3和Y_2O_3掺杂对该系统玻璃析晶行为、热稳定性和结构变化的系统研究。结果表明:当La2O_3掺杂量大于8mol%、Y_2O_3掺杂量大于6mol%时,60ZnO-30B_2O_3-10SiO_2系统玻璃开始出现析晶现象;当La_2O_3掺杂量为4mol%、Y_2O_3掺杂量为2mol%时,该玻璃的热稳定性能最好。结构研究表明,少量添加稀土氧化物会使该系统玻璃的网络链接程度提高,而当掺杂量超过一定量时会使该系统玻璃的网络链接程度降低。

SrO-ZnO-B_2O_3-SiO_2-M_2O_3(M=Y,La,Gd)玻璃的制备和发光

采用传统熔体冷却技术制得了新型SrO-ZnO-B2O3-SiO2-M2O3(M=Y,La,Gd)发光玻璃。对玻璃密度、紫外-可见光区的透过性能以及荧光发射进行了检测。结果表明:SrO-ZnO-B2O3-SiO2(SZBS)玻璃在可见光区具有高透过性能,稀土氧化物的引入增强了玻璃在可见光区的透过率。SZBS玻璃的激发主峰位于221nm附近,发射光谱则是峰值位于410、475和502nm附近的宽带,且蓝绿光强于紫外光发射,紫外光和蓝绿光发射分别归属于ZnO激子复合发光、Zn间隙原子的复合发光以及电子和深俘获的空穴复合发光。在SZBS玻璃组成中引入稀土氧化物造成激发峰红移并能增强玻璃的蓝绿光发射。

溶胶-凝胶法制备ZnO-B_2O_3-SiO_2系玻璃料的研究进展

Zn O-B2O3-Si O2(ZBS)系统玻璃由于其软化熔融温度低,热膨胀系数低,高温润湿性好以及强度高等优良性能而得到广泛研究。与传统高温熔融法制备ZBS系玻璃料相比,溶胶-凝胶法有众多优点。本文主要介绍了溶胶-凝胶(Sol-Gel,S-G)的基本原理,工艺过程,国内外研究现状及在材料中应用状况;同时也介绍了溶胶-凝胶法制备Zn O-B2O3-Si O2系统玻璃的研究现状以及制备过程中的影响因素。最后简述了Zn O-B2O3-Si O2系统玻璃应用的现状及其发展前景。

ZnO-B2O_3-SiO_2系统的相结构与介电性能的研究

对 Zn O- B2 O3- Si O2 三元系统进行了 XRD和介电性能定量关系的研究。系统的主、次晶相为 Si O2 、Zn2 Si O4相。调整各组分 ,获得了超低介电常数的介质陶瓷 ,其介电常数ε为 5 ,介电损耗 tanδ≤ 5× 10 - 4 ,容量温度系参数αc≤ (0± 30 )× 10 - 6 /°C、绝缘电阻 IR≥ 10 1 2 Ω ,烧结温度为 1140°C。并对系统进行了 X-射线分析 ,探讨了用X-射线衍射峰强度计算各物相含量的方法。

添加ZnO-B_2O_3-SiO_2玻璃对(Ca_(0.7)Nd_(0.2))TiO_3-(Li_(0.5)Nd_(0.5))TiO_3陶瓷低温烧结和性能的影响

采用传统固相反应法合成(Ca0.7Nd0.2)TiO3-(Li0.5Nd0.5)TiO3(简称CLNT)陶瓷粉体。研究添加ZnO-B2O3-SiO2(简称ZBS)玻璃对CLNT陶瓷的烧结特性,微观组织,相组成及介电性能的影响。结果表明:添加ZBS玻璃的样品主晶相仍是钙钛矿相,但有少量的Nd2Ti2O7相出现。通过添加5wt%ZBS玻璃,可以使CLNT陶瓷的烧结温度从1200℃降低到925℃,并且在925℃烧结2h的CLNT陶瓷介电性能优良:εr=95.21,tanδ=0.01,τf=6ppm/℃.

ZnO-B_2O_3-SiO_2系统低介陶瓷的烧结工艺研究

通过热分析确定基本的的烧结温度制度，并且调整烧结工艺参数使粉料在不同的条件下进行烧结，通过对烧成后的样品的表观性能、介电性能和微观结构的分析，探讨了不同烧结制度对于ZnO-B2O3-SiO2系统的介电性能的影响。结果表明：该陶瓷系统致密化过程主要发生在900～1050℃之间，采用最高烧结温度1050℃，保温时间为60min．快速冷却（-20℃／min）的工艺烧成的陶瓷，致密性好，晶粒分布均匀且粒径大小适中，具有良好的介电性能（εr=4．75，tgσ=9．001，1MHz）。

Sm^(3+)∶ZnO-B_2O_3-Al_2O_3-SiO_2系透明玻璃陶瓷的制备和表征

采用熔融和晶化技术合成出含ZnAl2O4微晶的Sm3+∶ZnO-B2O3-Al2O3-SiO2(ZBAS)玻璃陶瓷材料,并通过DSC、XRD、SEM和UV-Vis-Nir分光光度计和傅里叶变换荧光光谱仪等对样品进行了表征。结果表明,玻璃陶瓷主晶相为ZnAl2O4,晶相粒径为30nm;可见光透过率为最高可达70%,近红外透过率为70%～85%。该玻璃陶瓷能够受激发射出红光,且发光强度高于同组分的玻璃。

溶胶-凝胶法制备Li_2O-ZnO-B_2O_3-SiO_2系低温玻璃料

以有机锌盐、有机锂盐、正硅酸乙酯、硼酸为原料,乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法成功制备出Li_2O-ZnO-B_2O_3-SiO_2系微晶玻璃料,通过TG-DTA、FTIR、XRD等材料测试方法对Li_2O-ZnO-B_2O_3-SiO_2系玻璃料进行分析。结果表明:最佳pH值是4.5,反应温度是40℃,最佳配比Li_2O∶ZnO∶B2O_3∶SiO_2=15∶15∶10∶60;干凝胶开始析出晶体的温度为480℃;当热处理温度为660℃时,能够生成稳定的SiO_2晶体,样品晶粒粒径为55.1nm。

Nd^(3+):ZnO-B_2O_3-Al_2O_3-SiO_2系透明玻璃陶瓷的制备及表征

制备了Nd3+∶ZnO-B2O3-Al2O3-SiO2系透明玻璃陶瓷。运用差热分析(DTA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、NV-Vis-Nir(紫外可见近红外分光光度计)、傅里叶变换荧光光谱等测试方法,研究了晶核剂的含量对Nd3+∶ZnO-B2O3-Al2O3-SiO2系透明玻璃陶瓷的核化和晶化性能的影响。利用修正的Kissinger方程研究了晶核剂对玻璃析晶动力学参数,析晶活化能E和析晶动力学判据k(Tp),利用Augis-Bennett方程计算出Avrami参数n。并分析其显微形貌同光透过率的关系,对光学性能进行了研究。

ZnO含量对Tb^(3+)掺杂ZnO-B_2O_3-SiO_2玻璃余辉性能及光致变色的影响

选择制备了Tb_(3+)掺杂的不同ZnO含量、组成为xZnO-[(100-x)/2]B_2O_3-[(100-x)/2]SiO_2(x=55,60,65,70)的ZBS玻璃。并通过光致发光光谱、余辉衰减曲线、热释光谱以及紫外-可见吸收光谱系统地研究了该玻璃系统的余辉发光特性和光致变色现象。随着ZnO含量的增加,基质玻璃中Tb^(3+)的~5D_4→~7F_5跃迁对应的余辉发光强度增大、其寿命变长。热释光谱表明ZnO含量的提高没有形成新的陷阱,而是增加了陷阶的浓度导致余辉寿命增长。光致变色实验发现:不同样品在紫外照射后其变色程度随ZnO含量增加而增加。玻璃的变色主要由色心引起,本研究中ZnO含量的增加使玻璃基质中Zn离子相关的氧空位浓度增大,从而在紫外光照射后,具有不同陷阱能级深度的色心浓度也相应增加,最终导致了所观察到的余辉特性和光致变色特性的变化结果。另外,通过对不同温度热处理后样品的透过率变化实验分析认为,陷观能级浅的色心对长余辉有贡献,能级深的将稳定存在于基质中,并对光致变色有较大贡献。

CaO-ZnO-B_2O_3-SiO_2玻璃/Al_2O_3低温共烧复合陶瓷基板研究

用CaO-ZnO-B2O3-SiO2玻璃和氧化铝陶瓷复合材料制备了低温共烧陶瓷基板。在CaO-B2O3-SiO2微晶玻璃中引入ZnO,玻璃微晶化后的主晶相仍为硅灰石,但它的软化温度有不同程度的降低,同时析晶温度也有了显著的改变。特别是以ZnO部分取代CaO时,析晶温度明显提高。该玻璃与氧化铝复合可以在较宽的温度范围内烧结。在850℃/30 min烧结,得到了气孔率为1%、介电常数εr=7.10的陶瓷基板材料。

ZnO-B_2O_3-SiO_2玻璃对Ca[(Li_(1/3)Nb_(2/3))_(0.95)Zr_(0.15)]O_(3+δ)陶瓷微波介电性能的影响

研究了ZnO-B2O3-SiO2（ZBS）玻璃对陶瓷的烧结性能及微波介电特性的影响。研究表明ZBS的掺入能有效降低Ca[（Li1／3Nb2／3）0.95Zr0.15]O3＋δ陶瓷体系的烧结温度150-200℃，谐振频率温度系数随ZBS掺入量增加及烧结温度的提高，由负值向正值方向移动。在1000℃，掺入质量分数7wt％的ZBN，陶瓷微波介电性能最佳：εr=31．1，Qf=9550GHz，Tf=-8．9ppm／℃，在960℃烧结4小时，可获得介电性能为：εf=28．6，Qf=641OGHz，Tf=-9．8ppm／℃陶瓷样品。

生物炭及其老化对农田NH_(3)挥发及N_(2)O排放的影响

生物炭具有减缓农田NH_(3)挥发和N_(2)O排放的重要潜力,但在施入环境后常常存在“老化”现象,这为其缓解全球变暖的长期有效性带来了不确定性。为了探明生物炭的长期效应,人工加速模拟了自然界中水分、温度、氧气、土壤矿物质及微生物多种老化因素,结合多元表征手段对比不同老化方式对生物炭性质的影响,利用主成分分析法建立新的生物炭性质综合指标来反映老化强度。再通过大田控制试验,采用原位通气法和静态箱-气相色谱法监测夏玉米生长周期内老化前后生物炭施用对农田NH_(3)挥发和N_(2)O排放的影响,为生物炭的可持续应用提供科学依据。结果表明,老化过程增加了原生物炭(BC)的氧含量、比表面积(SBET)、总孔容(Vt)及含氧官能团数量,降低了灰分、碱性、碳含量、平均孔径及其芳香性,各老化作用强度排序为:氧化老化生物炭(OBC)>矿化老化生物炭(KBC)>微生物老化生物炭(MBC)>干湿循环老化生物炭(WBC)>冻融循环老化生物炭(FBC)>BC。生物炭的添加减少了13.57%-29.50%的NH_(3)挥发量。与BC相比,OBC和KBC分别显著降低了14.71%和9.38%的NH_(3)挥发(P<0.05),MBC降低了3.38%的NH_(3)挥发(P>0.05)。相反,WBC和FBC分别增加了4.55%和2.72%的NH_(3)挥发(P>0.05)。同时,生物炭的添加降低了22.36%-40.43%的N_(2)O排放量。其中,BC减排效果最优,老化作用均削弱了原生物炭对N_(2)O的减排效应。与BC相比,OBC和KBC显著增加了30.34%和26.36%的N_(2)O排放量(P<0.05),MBC、FBC和WBC分别增加了19.96%、18.29%和10.92%的N_(2)O排放量(P>0.05)。综上,不同老化方式会对生物炭的理化性质造成不同改变,进而影响土壤气态氮释放。通过对比不同的老化方式,OBC影响最为显著,其次为KBC,MBC居中,WBC和FBC的影响最弱。

NH_(3)SO_(3)改性稀土尾矿催化剂NH_(3)-SCR脱硝活性及SO_(2)/H_(2)O耐受性能研究

采用球磨、微波焙烧方法制备了不同质量分数NH_(3)SO_(3)改性稀土尾矿NH_(3)-SCR脱硝催化剂。通过BET、SEM-EDS、XRD、NH_(3)-TPD、H_(2)-TPR分析了催化剂脱硝活性及SO_(2)/H_(2)O耐受性能。结果表明:NH_(3)SO_(3)改性使催化剂脱硝活性得到了显著提高,10%NH_(3)SO_(3)改性催化剂在300~350℃脱硝活性可达90%左右。SO_(2)/H_(2)O共同作用可将10%NH_(3)SO_(3)改性催化剂脱硝活性提高至97%,其促进作用保持了良好的稳定性,且具有可逆性。NH_(3)SO_(3)改性稀土尾矿后,催化剂比表面积、酸性位点及强度增加,表面活性物质分散度更高,弱化了尾矿矿物晶型,提高了催化剂吸附能力和氧化还原能力,从而提高催化脱硝活性,同时具备优良的SO_(2)/H_(2)O耐受性。

溶胶-凝胶法制备ZnO-B_2O_3-SiO_2系低温玻璃料

以Zn(CH3COO)2·2H2O、Si(OC2H5)4、H3BO3为原料,采用溶胶-凝胶法首先制备出ZnO-B_2O_3-SiO_2凝胶,再经一定的热处理制度对凝胶进行热处理,制备出ZnO-B_2O_3-SiO_2微晶玻璃料。通过TG-DSC、FTIR、XRD现代测试手段对干凝胶以及热处理产物进行了表征。结果表明:干凝胶在684℃时可析出晶粒,在730℃温度下已经能够形成稳定的Zn2Si O4和少量鳞石英SiO_2晶相,晶粒尺寸细小为39.0 nm,随着热处理温度的升高,析出晶相种类没有变化,晶粒粒径明显的增大。