Al_(2)O_(3)和B_(2)O_(3)对铝硼硅酸盐玻璃结构和热学性能的影响

采用高温熔融法制备了SiO_(2)-Al_(2)O_(3)-B_(2)O_(3)体系玻璃。通过改变玻璃组成中Al_(2)O_(3)∶B_(2)O_(3)比,研究了玻璃结构对玻璃热学性能的影响。通过核磁共振谱对玻璃样品结构进行了研究。结果显示,在该铝硼硅玻璃体系中,随玻璃中Al_(2)O_(3)∶B_(2)O_(3)比的增加,玻璃的热膨胀系数降低,玻璃转变温度和玻璃软化温度增高,此性能变化联系到玻璃微观结构。随玻璃中Al_(2)O_(3)∶B_(2)O_(3)比的增加,结构中的游离氧会优先与Al3+结合形成更多的[AlO_(4)]进入玻璃网络,同时形成少量[AlO_(5)]和[AlO_(6)]结构,剩余较少的游离氧才会与B^(3+)结合成[BO_(4)]和[BO_(3)]结构,这些结构变化影响了玻璃的热学性能。

Al_(2)O_(3)/SiO_(2)对铝硼硅酸盐玻璃结构与性能的影响

采用高温熔融法制备了铝硼硅酸盐玻璃。通过改变玻璃组成中Al_(2)O_(3)/SiO_(2)比,研究了玻璃组成对玻璃性能的影响。通过光电子能谱(XPS)和核磁共振波谱(NMR)分析了玻璃的结构。结果显示,在Al离子多的玻璃中,Al离子主要形成[AlO_(4)]结构和少量五配位[AlO_(5)]、六配位铝[AlO_(6)]结构,Si离子主要形成Q^(4)结构;在Si离子多的玻璃中,Al离子主要形成[AlO_(4)]结构,Si离子主要形成Q^(4)和Q^(3)结构。随着Al_(2)O_(3)/SiO_(2)比的增大,玻璃中桥氧(BO)数减少,形成[BO_(4)]和[BO_(3)]构成的硼氧环结构。这些玻璃结构的变化导致玻璃的热膨胀系数、玻璃转变温度和玻璃软化温度随着Al_(2)O_(3)/SiO_(2)比的改变而变化。

印制电路板用铝硼硅酸盐玻璃结构与介电性能

通过在CaO-Al2O3-B2O3-SiO2玻璃系统中,用氧化硼逐渐替代氧化钙,研究了玻璃介电性能的变化,采用红外光谱和差示扫描量热仪分析了玻璃结构的变化。结果表明:随氧化硼含量增大,玻璃转变温度tg先降低后升高,样品的密度值从2.678降低至2.363g/cm3;室温下,1MHz时εr从6.66降低至5.38,而tanδ从1.71×10–3降低至1.25×10–3。

SrO/CaO比对无碱铝硼硅酸盐玻璃热膨胀系数与低温特征粘度参考点的影响

恒定无碱铝硼硅酸盐玻璃中碱土金属氧化物的质量百分比不变,研究了SrO和CaO的相互替代对玻璃的热膨胀系数、应变点温度、玻璃转变温度、退火点温度、膨胀软化点温度等低温特征粘度参考点的影响。结果表明:玻璃的热膨胀系数随着n(SrO)/n(CaO)比值的增大而逐渐减小,低温特征粘度参考点在n(RO)/n(Al2O3)=0.96时达到极大值。

铽铝硼硅酸盐磁光玻璃形成性能及热稳定性研究

采用Zhou W C提出的玻璃形成区研究方法探索了铽硼硅酸盐磁光玻璃形成区域范围,采用魔角核磁共振谱仪(MAS NMR)和示差扫描量热仪(DSC)对玻璃结构和特征温度能进行了表征,研究了Tb2O3和Al2O3对玻璃形成能力和玻璃结构的影响,同时引入玻璃析晶参数β讨论玻璃热稳定性。结果表明:Tb2O3的掺入量受玻璃形成区域的限制,在Tb2O3含量为30%(摩尔分数)时以及Al2O3含量为25%(摩尔分数)时玻璃形成能力较强;铽铝硼硅酸盐玻璃结构中硼氧多面体和铝氧多面体主要以四配位的[BO4]和[AlO4]形式存在,仍存在少量三配位的[BO3]和五配位的[AlO5];Tb2O3含量为30%(摩尔分数)的玻璃β值较大,热稳定性能较好。

铝硼硅酸盐玻璃纤维结构与耐水动力学

采用红外光谱、示差扫描量热分析等手段研究了氧化硼对铝硼硅酸盐玻璃结构及转变温度的影响,并用粉末法测试了玻璃的耐水性。结果发现,随着氧化硼含量增加,玻璃转变温度先降低后升高。玻璃与水反应初期受硼酸盐的水解动力学控制,后期主要为水分子对硅氧骨架的侵蚀和Ca2+与H+离子的离子交换过程。分析认为,引入少量的B2O3主要与碱性的CaO结合,生成含有非桥氧的端氧键B-O-Ca,破坏了玻璃网络结构,B2O3过量时,更多的硼酸盐基团与硅酸盐基团结合,生成桥氧键B-O-Si键,增强了玻璃结构。

TiO_2对铝硼硅酸盐玻璃结构和性能的影响

采用熔融法制备不同TiO2含量的RO(包括CaO、MgO)-Al2O3-SiO2-B2O3系玻璃。利用红外光谱技术研究TiO2对玻璃结构的影响,分别探讨了玻璃密度、化学稳定性和介电性能的变化规律。结果表明:少量TiO2的加入能够增大玻璃结构聚合度,过多的TiO2将使玻璃结构变得相对疏松;随着TiO2含量的增加,介电常数和介电损耗在1MHz频率下先减小后增大,玻璃析晶倾向和密度呈现增大的趋势,耐酸和耐碱失重比呈现先减小后增大的变化。

网络修饰体对铕-镝共掺铝硼硅酸盐玻璃白光发光影响

采用高温熔融的方法,在空气中制备了一系列添加不同网络修饰体氧化物的Eu2O3和Dy2O3共掺杂铝硼硅酸盐玻璃,并测试了其在紫外光激发下的发光性能。从发射谱中可以看到归属于Eu2+、Eu3+和Dy3+离子能级跃迁的蓝、绿、黄、红等多色发射带共存。这些发射带之间的相对强度会随着网络修饰体氧化物的改变而变化,从而导致发光色度的变化。加入适当的网络修饰体氧化物可得到合适的白光发射。此外,在空气中制备过程中发生了Eu3+→Eu2+的还原反应。用Li2O取代ZnO时,该还原反应程度降低,而用CaO取代BaO时该还原反应程度增强,其机制与玻璃组分的光碱度有关。

ZrO_2对无碱铝硼硅酸盐玻璃结构与性能的影响

以SiO_2-Al_2O_3-B_2O_3-RO(R=Mg、Ca、Sr)系统为基础玻璃组成,采用传统的高温熔融法制备了无碱铝硼硅酸盐玻璃。主要研究了ZrO_2含量对玻璃结构、密度、热膨胀系数、低温黏度特征点、硬度以及光透过率的影响。结果表明:随着ZrO_2含量从0mol%增加到5mol%,玻璃结构中的部分[BO_4]向[BO_3]转化,且非桥氧键增加;玻璃密度从2.39 g/cm^3呈线性增大到2.52 g/cm^3;热膨胀系数先减小后增大,在3mol%时达到极小值,但变化幅度不大,在28.0~31.5×10-7/℃之间;低温黏度特征点呈升高的趋势,其中应变点由666℃提高到689℃;硬度先升高后降低,在4mol%时达到极大值为718 kgf/mm^2;在波长λ=550 nm处的光透过率均在87.0%以上。

氧化硼对无碱铝硼硅酸盐玻璃介电性能的影响

信息技术飞速发展对电路基板材料提出了更高的要求,具有更低介电常数的玻璃纤维在信息的快速传输中将起到重要作用。以无碱铝硼硅酸盐玻璃为基础玻璃系统,研究了玻璃组分中氧化硼含量的变化对玻璃纤维介电性能产生的影响。结果表明:随着氧化硼含量的增加,玻璃密度减小,极化率下降,玻璃的介电常数和介电损耗降低,具有较好的介电性能,为制备低介电玻璃纤维奠定了基础。

铝硼硅酸盐玻璃固化体溶解过程的研究

采用蒙特卡洛方法,研究了铝硼硅酸盐玻璃固化体中硅、硼和铝元素的浸出情况。为了验证模拟结果的准确性,采用全谱直读等离子体发射光谱(ICPOES)测试了铝硼硅酸盐玻璃固化体浸出液中硅、硼和铝元素的浓度。模拟结果和实验结果都表明,溶液中硅的浓度会达到一定的饱和值,在溶解析出的动态过程中,玻璃表面会形成胶体层,该胶体层产生的阻碍效应会限制硼和铝的溶解。最终各元素都将达到稳定的平衡状态。模拟结果与实验结果符合的很好,定量再现了玻璃固化体的溶解过程。

无碱高铝硼硅酸盐玻璃澄清工艺研究

根据无碱高铝硼硅酸盐玻璃的黏度-温度曲线确定了澄清温度范围1 630~1 650℃,结合各澄清剂的澄清机理,选定满足该温度范围的SnO_2作为澄清剂,分析了SnO_2的热历史进程,选取了SnO_2最佳添加量;针对现有耐火材料无法长时间满足澄清温度,对澄清段材质进行了研究,选取了铂铑合金;针对铂铑合金的特点,并结合物理澄清理论,分别研究了气泡尺寸、玻璃液黏度对气泡上浮速度的影响,选择提升仓的最佳上倾角度为45~60°;澄清仓的长度为4~5 m等技术参数,为澄清段结构设计提供依据。

铝硼硅酸盐硼挥发抑制的初步研究

通过热分析手段研究氧化镧对铝硼硅酸盐玻璃熔制过程中硼挥发量的影响。TG测试结果表明,随着玻璃配合料中氧化镧质量分数的增加,硼挥发量逐渐降低。当La2O3与B2O3摩尔比超过0.2时,这种趋势变化不明显。同时通过XRD分析出了不同热处理机制下,氧化镧和硼酸的混合物的产物在650,℃时,除了La2O3和H3BO3之外,还有新相LaBO3生成;800,℃时,产物为La(BO2)3。与碱土金属硼酸盐相比,La(BO2)3和LaBO3具有更低的饱和蒸汽压,这是硼的挥发量降低的根本原因。

硅硼比对镁铝硼硅酸盐玻璃结构、化学稳定性和介电性能的影响

采用熔融冷却的方法制备了镁铝硼硅玻璃。研究了SiO_2取代B_2O_3对玻璃结构、化学稳定性和介电性能的影响。傅里叶变换红外光谱(FTIR)结果表明,随着SiO_2/B_2O_3比的增大,玻璃网络结构中桥氧增多,非桥氧减少。镁铝硼硅酸盐玻璃的耐酸侵蚀能力随SiO_2/B_2O_3比的增大而增强,而耐碱侵蚀的能力则变差。随SiO_2/B_2O_3比的增大介电常数逐渐增大。当SiO_2/B_2O_3摩尔比为2.08时,玻璃具有最小的介电常数值4.9。SiO_2/B_2O_3比为3.11时,玻璃的介电损耗出现最小值。

MgO含量对无碱铝硼硅酸盐玻璃结构及性能的影响

以Si O_(2)、Al_(2)O_(3)、B_(2)O_(3)以及碱土金属氧化物(Mg O、Ca O、Sr O、Ba O)为原料,利用高温熔融法制备无碱铝硼硅酸盐玻璃。研究不同Mg O含量对无碱铝硼硅酸盐玻璃结构和性能的影响。通过红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)对玻璃试样进行网络结构分析,并对样品进行了密度、高温黏度及析晶温度分析。研究表明:随着Mg O含量的增加,玻璃的密度增加、黏度减小。同时,随着Mg O含量增加,玻璃中的非桥氧含量增加,桥氧含量减少。在本研究范围内,随着Mg O含量增加,玻璃的析晶温度先减小后增加,生成晶体的主要晶型为方石英。

以强碱钙铝硼硅酸盐玻璃为底釉的搪瓷涂层

搪瓷器皿涂层的装饰美和使用价值取决于多种因素,其中包括琅粉的化学成分及其结构。经反复研究证明,搪瓷涂层中引入锆、钛、铝及其它氧化物能够显著提高琅浆的化学强度和涂层的质量。但涂层中引入某种个别的氧化物如CaO,至今尚未进行过足够的探索。因此,有关氧化钙对琅粉及涂层的结构改变和某些物化性能的影响这一工作。

Tm3＋和Dy3＋共掺氟氧铝硼硅酸盐玻璃微晶化及白光发射性能

采用高温熔融-淬火/热处理方法在空气气氛中制备了Tm_2O_3和Dy_2O_3共掺氟氧铝硼硅酸盐玻璃及透明微晶玻璃。用转靶多晶X射线衍射仪、荧光分光光度计和热分析仪对玻璃样品进行了表征。结果表明:样品在640～660℃热处理4h和在640℃热处理4～16h可制得透明的含Ba_2LaF_7纳米晶玻璃。增大Tm-Dy共掺浓度并降低La_2O_3浓度时,Ba_2LaF_7析晶倾向降低。此外,热处理析出Ba_2LaF_7微晶相后,样品的Tm_2O_3和Dy_2O_3共掺浓度淬灭点由1%(摩尔分数,下同)提高到了2%。掺杂不同浓度Tm_2O_3和Dy_2O_3时,白光发光色度保持不变。

Al_2O_3/SiO_2摩尔比对无碱铝硼硅酸盐玻璃黏温特性的影响

用高温熔融法制备了Al_2O_3/SiO_2比变化的无碱铝硼硅酸盐玻璃。固定无碱铝硼硅酸盐玻璃体系中SiO_2与Al_2O_3总量不变,研究了用Al_2O_3替代SiO_2对玻璃的熔化温度、成型温度、退火点、应变点等特征黏度参考点的影响;通过红外光谱和Raman光谱研究其结构变化。结果表明:随着铝硅比n(Al_2O_3/SiO_2)逐渐增加,玻璃网络中非桥氧减少,导致退火点(Ta)和应变点(Tst)不断升高;同时,在高温下,熔化温度(Tm)和成型温度(Tf)呈现下降趋势。

硅砂原料对无碱铝硼硅玻璃熔化特性的影响

研究了硅砂原料对无碱铝硼硅酸盐玻璃(即TFT-LCD基板玻璃)熔化特性的影响。结果表明:玻璃熔制过程中"富硅氧层"的出现与石英砂颗粒粒径有关,当粒径小于75微米时,玻璃熔化质量良好;石英砂颗粒形态对于熔解特性也很重要,最佳的颗粒形态为圆形,并且粒径分布范围要相对集中,处于较窄区域。

铝硼硅系玻璃中Al2O3，B2O3对化学稳定性的影响

采用熔融退火方法制备SiO2-B2O3-Al2O3-RO（MgO，CaO，SrO，BaO）系玻璃。玻璃的成分范围如下：SiO2（66mol％），B203（6．38—12．94mol％），Al2O3（9．06—15．62mol％），∑RO（12mol％）。研究了Al2O3/B2O3比例变化对玻璃化学稳定性能的影响。结果表明：在研究的成分范围内，随着n（Al2O3/B2O3）的增加，对耐水、耐酸性都出现了转折点，样品中G2（n（Al2O3／B2O3）=1．20）成分的耐水、酸性最好；耐碱性能先减弱后增强，样品中G3（n（Al2O3／B2O3）=1．70）成分的耐碱性最好。