烧结法制备二硅酸锂微晶玻璃及其力学性能研究

以Li2CO3、SiO2、Al2O3、P2O5为原料,制备出二硅酸锂成分玻璃粉体,并研究了烧结法制备二硅酸锂微晶玻璃的具体工艺.通过XRD和SEM分析发现,在烧结温度下所有样品均析出二硅酸锂晶体,且随着烧结温度的升高,样品的气孔率逐渐下降,到940℃时降到5.72%,但950℃时,玻璃发生一定程度的熔融,二硅酸锂少量分解得到低温晶型偏硅酸锂.二硅酸锂晶粒呈长棒状相互交错,使微晶玻璃具有较好的力学性能,920℃样品强度为257±26.8 MPa.晶粒的尺寸随着烧结温度升高而逐渐增大,晶粒较大时,材料局部不均匀性增大,强度下降,但能提高样品断裂韧性,940℃样品韧性值为2.49±0.09 MPa·m1/2.

Al_(2)O_(3)掺杂对二硅酸锂微晶玻璃相形成及力学性能的影响研究

以传统熔融淬火法制备的SiO_(2)-Li_(2)O-K_(2)O-P_(2)O_(5)-CeO_(2)-Al_(2)O_(3)玻璃体系为基础,旨在研究Al_(2)O_(3)添加剂摩尔分数对常规方法制备的二硅酸锂微晶玻璃相形成和力学性能的影响。LCA1、LCA2和LCA3的Al_(2)O_(3)摩尔分数分别为3.0%、4.5%和6.0%。随着Al_(2)O_(3)摩尔分数的增加,二硅酸锂微晶玻璃化转变温度(Tg)、结晶温度(Tc)、相形成和力学性能均有较大变化,说明Al_(2)O_(3)对二硅酸锂微晶玻璃的影响很大。600℃和800℃热处理1 h后,X射线衍射结果显示,所有微晶玻璃样品中主要相为Li_(2)Si_(2)O_(5),少量相为CeO_(2)、LiAlSi_(3)O_(8)、石英和Li_(2)SiO_(3)。当Al_(2)O_(3)摩尔分数最低时,其抗弯强度最高,维氏硬度最高,分别为188.34 MPa和776 MPa。这些结果可能是由于LCA1样品中棒状Li_(2)Si_(2)O_(5)的连锁组织造成的。