ZnO含量对Li_2O-ZnO-SiO_2玻璃析晶及性能的影响

应用差示扫描量热仪(DSC)、x-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等分析研究了ZnO含量对Li2O-ZnO-SiO2系玻璃析晶及性能的影响。结果表明,在所研究的微晶玻璃体系中,析出晶相为方石英、磷石英、Li2SiZnO4和SiO2相。随着ZnO添加量的不断增加,析出方石英相相对含量呈现出先增加后减少的趋势。其热膨胀系数α值受析出方石英相相对含量的影响,也呈现出先增加后降低的趋势。当ZnO的质量分数增加到21.1%时,该体系玻璃中析出的方石英相对含量达到最高;当ZnO的质量分数为26.7%时,其热膨胀系数α值达到最大为19.13×10-6/℃。

Li_2O-ZnO-SiO_2系高膨胀微晶玻璃的制备和研究

利用传统熔体冷却方法制得了以P2O5为晶核剂的Li2O-ZnO-SiO2系统玻璃,并探索了该系统微晶玻璃的制备工艺。同时借助X射线衍射仪和和膨胀系数测定仪确定了试样的晶相种类、基玻璃的转化和软化温度以及玻璃的热膨胀系数,探讨了热处理时间对微晶玻璃膨胀系数的影响,从而对该系统玻璃焊料与金属封接的应用前景作了分析。

封接用Li_2O-ZnO-Al_2O_3-SiO_2玻璃析晶和热膨胀行为研究

以传统熔融冷却法制得了Li2O-ZnO-Al2O3-SiO2(LZAS)系统无色透明的基础玻璃,通过热处理获得了与4J29可伐合金封接用微晶玻璃材料。运用DTA、XRD等手段分析了组成和热处理制度对玻璃析晶和热膨胀行为的影响。结果表明,随ZnO取代(SiO2+Al2O3),NBO/T逐渐增大,第1、第3放热峰向低温方向偏移,第2放热峰则稍向高温方向偏移;对于24.5Li2O-15ZnO-8.55Al2O3-51.25SiO2-0.7P2O5系统玻璃来说,晶化温度对析出晶相的种类和含量影响显著,随晶化温度的升高,晶相变化表现出如下趋势:主晶相由方石英向Li2Al2Si3O10转变,次晶相由βⅡ/-Li2ZnSiO4向γ0-Li2ZnSiO4转变。这种变化也反映在热膨胀行为上,即随晶化温度升高,热膨胀系数在(40.2～123.6)×10-7/K之间变化。经535℃,2h和700℃,2h处理后获得的热膨胀系数为49.5×10-7/K,可满足与4J29可伐合金封接使用要求。

低固相含量SiO_2分散体系流变性研究

以甘油(GL)和聚乙二醇(PEG)为分散介质,研究了低体积分数(φ<8%)的SiO2分散体系的稳态和动态的流变性能,发现体系都具有可逆的剪切变稀和剪切增稠现象.在剪切速率大于临界剪切速率(γi>γic)时,体系具有明显的剪切增稠现象,而当γi<γic,GL体系只有轻微的剪切变稀现象,PEG体系剪切变稀现象却很明显.在动态试验中考察了模量以及损耗角正切tgδ随剪切应力(σ)的变化.在所研究的应力范围内,体系中耗能模量G"都大于储能模量G',tgδ大于1,体系主要表现为粘性.用“粒子簇”生成机理能较好地解释这种剪切变稀和剪切增稠现象,即剪切变稀是由于连续的空间网络结构被破坏,PEG体系剪切变稀现象较GL体系明显应该与PEG高分子链的松弛以及体系中较少的氢键有关;剪切增稠是由于粒子簇的生成引起的.

α-Fe_2O_3、γ-Al_2O_3、SiO_2混合体系的表面配位反应

运用自动电位滴定技术分别研究了纳米α-Fe2O3、γ-Al2O3、SiO2单一体系及三组分混合体系中氧化物表面的酸碱性质和对重金属离子Cu2+、Pb2+、Zn2+的吸附行为.依据表面配位理论恒电容模式(CCM),计算了相应的表面酸碱配位常数.结果表明:α-Fe2O3/γ-Al2O3/SiO2三组分混合体系的表面化学反应并非是单一体系的简单叠加,而是存在着不同矿物表面间复杂的交互作用.三组分表面酸碱反应平衡式和相应的酸碱反应平衡常数分别为:≡XOH2+≡XOH+H+(lgKa1=-4.23),≡XOH≡XO-+H+(lgKa2=-8.41).根据重金属离子Cu2+、Pb2+、Zn2+在α-Fe2O3/γ-Al2O3/SiO2混合体系表面的吸附行为,计算得到Cu2+、Pb2+、Zn2+在混合体系表面配位反应及其平衡常数如下:≡XOH+M2+≡XOM++H+;lgK=-2.20,-1.90,-3.20(M=Cu,Pb,Zn).

Li_2B_4O_7-MgCl_2(B)-H_2O体系热力学性质的等压研究及离子相互作用模型

采用等压法测定了 2 98.15K下Li Mg Cl borate H2 O体系离子强度范围为 0 .0 5 81～ 0 .63 2 0mol·kg-1,MgCl2 不同离子浓度分数的等压摩尔平衡浓度、水活度 ,计算了Li2 B4O7和MgCl2 混合溶液的饱和水蒸汽压、渗透系数等热力学性质 .考虑了在不同的总硼浓度范围的硼酸 (H3 BO3 )和硼氧配阴离子 [B(OH) -4,B3 O3 (OH) -4,B4O5(OH) 2 -4]的不同生成反应平衡 .由实验结果对修正的Pitzer渗透系数方程进行了参数化研究 ,提出了一简化的参数化模型 ,减少了模型的经验参数量 ,获得了锂、镁、氯离子与硼物种组合之间、及不同硼氧配阴离子之间的组合相互作用参数 ,用该模型计算的渗透系数值与实验结果取得合理的一致性 ,从而将离子作用模型扩展到对含硼、锂、镁的复杂体系的表述 .对完善含锂。

SiO_2/SDS复合体系CO_2泡沫的调驱性能

为探索SiO2/SDS复合体系CO2泡沫在调驱方面的应用潜力,通过物理模拟实验研究该泡沫体系的封堵及分流性能,并对SiO2纳米颗粒在岩心中的滞留情况进行评价。结果表明:随着SiO2纳米颗粒质量分数升高,泡沫体系封堵性能增强,当颗粒的质量分数达到1.0%时其封堵性能增幅减缓;随着温度升高,其封堵性能下降;随着压力升高,其封堵性能增强,当压力达到8 MPa时其封堵性能趋于稳定;并且泡沫体系的分流性能也随着SiO2纳米颗粒质量分数的升高而增强,当颗粒质量分数升高至1.5%时能够实现流度反转;当颗粒质量分数低于1.5%时,在多孔介质中的滞留量较少,对于多孔介质的影响较小,而当颗粒质量分数高于2.0%时,对多孔介质产生较大的伤害。

Li-Fe-Si-H_2O体系的热力学分析

根据已有热力学数据,绘制25℃时Li-Fe-Si-H2O体系各溶解组分的lgc-pH图、Li-Fe-Si-H2O体系主要物种的优势区图和强碱性区域Li-Fe-Si-H2O体系各沉淀的优势区图。利用这些平衡图对液相制备硅酸铁锂的工艺条件进行热力学分析。研究结果表明:控制溶液的碱度是制备磷酸铁锂前驱体Li2H2SiO4·Fe(OH)2的关键因素,若要利用Li+,Fe2+和H2SiO24-在液相形成Li2H2SiO4·Fe(OH)2,则要维持溶液较高的碱度,使得Li+能与H2SiO42-生成Li2H2SiO4沉淀,并且抑制FeH2SiO4的生成,使Fe2+以Fe(OH)2的形式沉淀;溶液体系的碱性越强,Li2H2SiO4·Fe(OH)2的优势区域越宽,更有利于Li2H2SiO4·Fe(OH)2的合成;采用液相法制备硅酸铁锂时,由于pH值大于15,体系的碱度较高,溶液中Fe2+极容易被氧化,故制备过程难以实现;而利用固相法制备硅酸铁锂,其保护性气氛容易控制,工艺简单,流程短,便于实现。

SiO_2与Mg-Li合金熔体反应动力学分析

基于液淬试样组织观察的结果， 对ＳｉＯ２ 与ＭｇＬｉ 合金熔体反应动力学进行了分析。建立了ＳｉＯ２与ＭｇＬｉ 熔体反应的动力学模型， 提出了控制粒子尺寸及其在熔体分布的措施。得出了ＳｉＯ２ 与ＭｇＬｉ 熔体反应的速度表达式， 确定了Ｍｇ２Ｓｉ 的形成位置。结果表明： ＳｉＯ２ 与ＭｇＬｉ 合金熔体的反应是分两步进行的， 即首先在界面处反应生成ＭｇＯ 与Ｓｉ， 而后Ｓｉ 与Ｍｇ 反应生成Ｍｇ２Ｓｉ。

γ-Al_2O_3/SiO_2纳米颗粒混合体系表面的酸碱性质及其对重金属离子的吸附行为

运用电位滴定技术研究了γ-Al2O3/SiO2纳米颗粒混合体系的表面酸碱性质;依据滴定数据及表面配位理论恒电容模式,利用WinSGW软件计算得出了γ-Al2O3/SiO2纳米颗粒混合体系表面的酸碱反应平衡常数:≡XOH+H+≡XOH2+(lgK1=5.06±0.05);≡XOH≡XO-+H+(lgK2=-8.45±0.10);在此基础上研究了不同pH条件下重金属离子Cu2+,Pb2+,Zn2+在γ-Al2O3/SiO2纳米颗粒混合体系表面的吸附行为,并用WinSGW软件模拟得出了Cu2+,Pb2+,Zn2+在该混合悬浮液体系中的表面配位常数:≡XOH+M2+≡XOM++H+[lgK=-2.20,-1.72,-2.90(M=Cu,Pb,Zn)].

KCl-NaCl-NaF-(SiO_2)熔盐体系初晶温度的研究

采用差热分析法测定KCl-NaCl-NaF-(SiO2)体系的初晶温度,根据测定的数据得出了KCl-NaCl-NaF-(SiO2)熔盐体系初晶温度的回归方程,分析了组元NaF对KCl-NaCl-NaF-(SiO2)体系初晶温度的影响。结果表明:KCl-NaCl-NaF-(SiO2)体系初晶温度随着组元NaF摩尔含量的增加而增大,同时通过对熔盐的X射线衍射分析及各物质间反应的热力学分析,表明SiO2对KCl-NaCl-NaF体系初晶温度影响很小。

含Al_2O_3/SiO_2体系反应烧结过程中莫来石的形成

深刻理解莫来石的形成及其动力学对采用反应烧结方法制备具有良好性能的莫来石或含莫来石陶瓷具有重要的指导意义。本文对几种含Al2 O3 SiO2 体系反应烧结过程中莫来石的形成过程进行了系统总结 ,深入分析了莫来石形成及其动力学机制的影响因素。表明莫来石的形成机制主要取决于反应温度和起始原料的特征 ,低温下 (<165 0℃ )莫来石形成是一个在富SiO2 基质中成核和生长的过程 ,其生长速率受Al2 O3颗粒向非晶富SiO2 基质相中的溶解过程控制 ;而在 165 0℃以上 ,莫来石的成核和生长发生在Al2 O3和SiO2 的界面上 ,生长速率由Al3+ 和Si4 +

Li_4SiO_4对CO_2捕集性能的实验研究

以Li2CO3和SiO2为原料,通过高温固相合成法合成了CO2捕集剂Li4SiO4,并用X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对所合成的材料在CO2捕集前后的晶相变化以及微观结构进行了表征。通过热重分析仪(TGA)研究了Li4SiO4材料吸附CO2的性能,并在小型热态实验台架上进行了CO2热态捕集实验。实验结果表明,Li4SiO4对CO2的捕集性能受Li4SiO4合成温度、CO2的吸附温度以及气体中CO2含量的影响,在700℃下制得的Li4SiO4具有最佳的CO2吸附特性,最大吸附增量可达34%。Li4SiO4的吸附能力随着CO2含量和吸附时间的增加而增加,当CO2浓度分别为75%、67%、60%时,700℃Li4SiO4对CO2最大吸附量分别可达6.68 mmol/g、3.37 mmol/g、2.02 mmol/g(理论量8.33 mmol/g)。

新型Li_4SiO_4高温吸收CO_2的动力学研究

高温固体CO2吸收剂硅酸锂材料以其较高的吸收容量、优良的循环吸收稳定性成为研究热点。文中以廉价的、具有丰富孔结构的硅藻土和碳酸锂为原料,采用高温固相法于600℃下合成了可在高温直接吸收CO2的硅酸锂材料。XRD结果分析表明所制备的材料由Li4SiO4和少量的LiAlSi2O6相组成,用同步热重分析仪(TG-DSC)研究了在等温条件下硅酸锂材料吸收CO2的性能。用双指数模型拟合了硅酸锂材料吸收CO2的过程。结果表明:吸收CO2的温度不同,硅酸锂材料吸收CO2反应的控制步也不相同。表面反应速率常数与扩散速率常数的相对大小在很大程度上影响了硅酸锂材料吸收CO2的性能。

Li_4SiO_4吸收CO_2的实验研究

用固相法合成了用来循环使用的吸收CO2的Li4SiO4材料。通过热力学分析、X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)确定了合成条件;用热重分析(TG)仪研究Li4SiO4吸附CO2的性能;用扫描电子显微镜(SEM)来观察Li4SiO4吸附CO2前后表面微观形貌的变化特征。结果发现,在900℃烧结2h可以合成Li4SiO4;材料在600～720℃段吸附CO2反应最为活跃,最高吸附量可达29.16%(质量分数)左右;材料吸附CO2后在750℃开始脱出CO2,到900℃左右可脱附完全,再生为Li4SiO4;CO2的体积百分含量(分压)对Li4SiO4吸附CO2的速度和吸附量有明显影响;气氛相同时,气体流量对吸附速度和吸附量的影响不明显。

用于阻抗变换层的Li_2O-Al_2O_30SiO_2玻璃陶瓷制备及其微波介电特性

采用热压和凝浇注无压烧结的方法制备了Li2 O Al2 O3 SiO2 玻璃陶瓷阻抗变换层 ,研究表明烧结的工艺方法和参数对该玻璃陶瓷的致密度和复介电常数有很大的影响。在较高烧结温度和压力下 ,该玻璃陶瓷的复介电常数保持不变。降低烧结温度和压力时 ,能够得到一系列复介电常数在较小范围内变化的Li2 O Al2 O3 SiO2 玻璃陶瓷 ,但复介电常数不随频率发生变化。将该玻璃陶瓷作为吸波材料的阻抗变换层后 ,大幅度提高了材料的吸波性能 ,而且其制备工艺对吸波性能也有一定的影响 。

NaCl-KCl-NaF-(SiO2)熔盐体系密度

用阿基米德法测定了NaCl-KCl-NaF-(SiO2)熔盐体系的密度,结果表明:体系的密度与温度呈良好的线性关系,且随温度的升高而降低;当NaCl含量不变时,用KCl逐步代替NaF时体系的密度逐渐减小;当KCl含量不变时,用NaCl逐步代替NaF时,体系的密度与NaCl含量呈倒抛物线关系;体系在XNaCl∶XKCl=1∶1时,随NaF含量的增加,体系密度逐渐增大。

纳米SiO_2悬浮体系中的流变、沉降与分维研究

研究了纳米SiO2悬浮体系的流变特性、沉降过程以及分维特性。从悬浮体系应力随剪切速率的变化曲线,我们发现其流变曲线随着体积分数的变化而改变。通过对不同流型悬浮体系流变曲线的拟合,得出屈服应力值和塑性粘度均随浓度的增加而增加。沉降过程的研究表明,对NH4Cl浓度为1.8mol/L的SiO2悬浮体系,存在两个临界体积分数,重力作用下形成凝胶的临界体积分数为0.1,而上限临界体积分数约为0.54～0.6左右。另外,我们由沉降速度和体积分数的关系计算了该体系较高体积分数下的分维数为D=2.35±0.05。

SiO_2纳米水分散体系的制备及在电镀中的初步应用

采用扫描电镜及原子粒显微镜等研究了超声分散方式对纳米SiO2水分散体系分散性能的影响,并对最佳条件下SiO2水分散体系在电镀中的初步应用做了研究。结果表明,插入式超声分散方式能起到较好的分散效果;将该分散体系加入到镀液中制得的Ni SiO2纳米复合镀层与瓦特镍镀层比较,结晶有所细化,硬度提高近1倍。

Li_2O-Al_2O_3-SiO_2-B_2O_3系统玻璃纤维的核化晶化机理

本文运用扫描电镜、X射线衍射定性分析和定量分析等手段,研究了以TiO_2为成核剂的Li_2O-Al_2O_3-SiO_2-B_2O_3系统玻璃纤维的核化晶化机理。结果表明,不加TiO_2时,纤维析晶与同成份的块状玻璃明显不同,而且析晶具有明显的方向性。添加TiO_2后,整个纤维内部均匀析晶。另外,TiO_2的加入降低了高温粘度,升高了低温粘度,加快了析晶速度,并促使β-锂霞石(Li_2O·Al_2O_3·2SiO_2)较快地向β-锂辉石(Li_2O·Al_2O_3·4SiO_2)转变。