ZnO-Al_2O_3-P_2O_5玻璃水化过程及机理的研究

研究了不同Al2O3/P2O3摩尔比和热历史的ZnO-Al2O3-P2O5玻璃在不同条件下的水化过程,利用XRD对部分水化过程的水化产物进行了晶相分析,探讨了其水化机理.结果表明:Al2O3/P2Os比的增加及退火均可降低ZnO-Al2O3-P2O5玻璃的水化速率;玻璃的水化累计失重量均与水化时间成线性关系,水失重百分数随着水化温度的提高,呈指数规律增加.研究认为:ZnO-Al2O3-P2O5玻璃的水化过程受表面水化层与内部未水化部分间的界面化学反应控制,水化过程中玻璃网络解体,相继生成了[P2O7]4-和白色不溶性物质Zn2P2O7·3H2O.

Na_(2)O对锂铝硅微晶玻璃析晶及性能的影响

采用熔融法制备了不同Na_(2)O含量的透明锂铝硅微晶玻璃,通过DSC、XRD、FESEM等测试方法研究了不同Na_(2)O含量对玻璃析晶及性能的影响。结果表明:Na_(2)O的引入能显著降低玻璃的转变温度和析晶温度,抑制LiAlSi_(4)O_(10)晶相的析出。但Na_(2)O的引入促使微晶玻璃中析出Li_(2)Si_(2)O_(5)新相,并且随着Na_(2)O引入量的增加,Li_(2)Si_(2)O_(5)转变为主晶相。由于晶体尺寸均为纳米级,主晶相的转变对透过率影响较小,微晶玻璃的可见光透过率均高于85%。主晶相的转变有效增强了微晶玻璃的机械性能,其弯曲强度由300 MPa提升至331 MPa。Na_(2)O的引入有效增强了Na-K交换,Na_(2)O含量为4%(质量分数)的Li 2O-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)微晶玻璃在410℃的KNO_(3)熔盐中交换6 h后,维氏硬度由7.108 GPa提升至7.403 GPa,弯曲强度由331 MPa提升至470 MPa。

CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2-P_2O_5-(F)微晶玻璃的析晶及特征

采用熔融法制备了不同P2O5及F含量的CaO-MgO-Al2O3-SiO2-P2O5-(F)基础玻璃试样,研究了CaO-MgO-Al2O3-SiO2-P2O5-(F)系微晶玻璃的析晶及特征。结果表明:在CaO-MgO-Al2O3-SiO2-8.0wt%P2O5玻璃中,表面析晶和内部析晶同时存在,析出晶体主要为钙长石(CaAl2Si2O8)相、硅灰石(CaSiO3)和α-磷酸钙(Ca3(PO4)2)。玻璃中P2O5含量的提高抑制玻璃的表面析晶,同时促进了玻璃的整体析晶和α-磷酸钙晶体析出。同时添加P2O5和F的玻璃试样以整体析晶为主,析出晶体为块状氟磷灰石和粒状钙长石相。

P_2O_5含量对Al_2O_3-SiO_2-P_2O_5系统玻璃结构和析晶性能的影响

采用高温熔融冷淬法制备Al2O3-SiO2-P2O(5ASP)系统玻璃,用原位晶化法获得了磷酸盐微晶玻璃;用IR、DSC、XRD、SEM等测试方法表征了玻璃结构及析晶性能,讨论了P2O5含量对ASP玻璃结构和析晶性能的影响。结果表明:P2O5含量在35～50%能形成稳定的ASP玻璃。在磷含量较低时,玻璃结构中的P5+主要以不含P=O双键的[PO4]四面体形式存在,P2O5含量较高时,结构中的P-O-键削弱,P=O双键加强,P5+部分以含P=O双键的[PO4]四面体形式存在。随着P2O5含量的增加,玻璃稳定性变差,析晶趋势增强;晶化后的玻璃以AlPO4为主晶相,同时含有少量的Al(PO)3晶相,当晶化温度由650℃升高到800℃时,晶相含量增加并出现YPO4晶相。

CaO-Al_2O_3-P_2O_5-ZnO玻璃水泥的形成

首次在 １４５０℃合成了以［ＰＯ４］和［Ａ１Ｏ４］形成网络结构的、具有良好本征水硬性的 ＣａＯ－ Ａｌ２Ｏ３－Ｐ２Ｏ５－ＺｎＯ玻璃水泥，分析了形成玻璃水泥的基本理论依据，应用光学显微镜、Ｘ射线衍射 （ＸＲＤ）、电子探针微区分析（ＥＰＭＡ）、Ｆｏｕｒｉｅｒ红外光谱（ＩＲ）和Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）分析 了Ｚｎ~２＋对玻璃水泥的相组成和相形态形成及其结构的影响，并分析了对水泥水硬性的影响规律。

CaO-Al_2O_3-P_2O_5-MgO富玻璃相水泥合成及水化活性的研究

研究了CaO -Al2 O3 -P2 O5-MgO系统富玻璃相水泥相组成、结构基团及水化性能。研究表明 ,在CaO -Al2 O3 -P2 O5三元系统中引入碱土金属氧化物MgO ,可在 14 5 0℃合成主矿相为玻璃相的富玻璃相水泥 ,其水化产物相结构稳定 ,浆体具有早强。

Y_2O_3掺杂对Al_2O_3-SiO_2-P_2O_5系统玻璃结构和析晶性能的影响

采用高温熔融冷淬法制备了Al2O3-SiO2-P2O5(ASP)系统玻璃,用原位晶化法获得了磷酸盐微晶玻璃;用IR、DSC、XRD、SEM等测试方法表征了玻璃结构及析晶性能,讨论了稀土Y2O3掺杂对ASP玻璃结构和析晶性能的影响。结果表明:Y2O3处于ASP的玻璃结构空隙中,起网络修饰体的作用,并未改变玻璃的基本结构,但Y3+离子会加强玻璃中P-O-键的伸缩振动。当Y2O3的掺杂量少于1.5wt%时,随着Y2O3含量的增加,玻璃的稳定性增强,析晶活化能升高;引入量为1.5wt%时,玻璃的稳定性最好,析晶活化能最大,玻璃不易析晶;掺杂量多于1.5wt%时,稳定性开始下降,析晶活化能降低。少量Y2O3掺杂并未改变玻璃析出的晶相种类,析出的主晶相仍为AlPO4,次晶相为Mg3(PO4)2,但玻璃中加入适量的Y2O3会减少次晶相Mg3(PO4)2的析出量。

Na_2O-Gd_2O_3-P_2O_5闪烁玻璃的辐照损伤及热漂白性能

讨论了掺稀土离子铈 (Ce3 + )和铽 (Tb3 + )的Na2 O -Gd2 O3 -P2 O5系统闪烁玻璃的辐照损伤特性及热处理效应。对不同组成及不同掺杂浓度的玻璃样品进行了不同剂量的60 Co辐照处理。采用紫外和可见透射光谱及根据实测结果计算的辐照诱导吸收系数比较了辐照前后玻璃样品的光学透过性能。掺Ce3 + 玻璃样品显示出优良的抗辐照特性 ,其原因在于可变价的铈离子具有吸收由电离产生的自由电子和 /或空穴的能力。该系统玻璃试样具有良好的热漂白特性 ,经 2 5 0℃。

液相沉淀Al_2O_3-SiO_2-P_2O_5-CaF_2系玻璃粉体的性能表征

选取几种分别含有Al3+,SiO32-,P3O105-,Ca2+,F-的无机盐作为初始反应物,采用液相沉淀法合成了Al2O3-SiO2-P2O5-CaF2系纳米玻璃态粉体,在400～900℃温度范围内对粉体进行热处理,借助TEM,EDAX,XRD,IR,DSC等分析手段表征了粉体的形貌、化学组成、结晶状态、玻璃结构及析晶特性。结果表明,该液相沉淀粉体由含有Al,Si,Ca,P,O,F元素的中空近球状纳米粒子组成,粒径约在30～70 nm范围内,呈典型的非晶态特性。当热处理温度达到600℃时,晶相CaF2优先析出,随温度的升高,Al2SiO5,Ca2SiO4,Ca3(PO4)2等晶相相继析出。其主体结构为[SiO4],[AlO4],[PO4]四面体以共用角顶氧原子的相连形式而构成空间网络结构。

ZnO-Sb_2O_3-P_2O_5系统玻璃的制备与性能

用熔体冷却方法制备了xSb2O3-（70-x）P2O5-30ZnO（x=0~40mol）和xSb2O3-（65-x）ZnO-35P2O5（x=0~40mol）系统无铅易熔玻璃,研究了ZnO-Sb2O3-P2O系统玻璃的形成区。采用热膨胀仪和红外光谱仪等对ZnO-Sb2O3-P2O5系统玻璃的结构及性能进行了研究和分析。结果表明,在ZnOSb2O3-P2O5系统玻璃中,Sb2O3参与网络结构。随着Sb2O3含量的增加,玻璃的软化点降低,密度和化学稳定性增加。在Sb2O3摩尔分数为35%左右时,系统玻璃的结构和性能比较优异。

ZnO-P_2O_5-Sb_2O_3-B_2O_3系统玻璃的形成与性能优化研究

采用熔体冷却的方法制备了xZnO-yP2O5-zSb2O3-20B2O3(x=10～30 mol%,y=10～45 mol%,z=10～50 mol%)系统无铅玻璃,研究了该体系玻璃的形成区。采用热膨胀仪、失重法等研究了xZnO-yP2O5-zSb2O3-20B2O3系统玻璃的性能和含有MnO2的20ZnO-40Sb2O3-20P2O5-20B2O3体系玻璃的性能。结果表明,随着Sb2O3含量的增加,xZnO-yP2O5-zSb2O3-20B2O3系统玻璃的转变温度降低。xZnO-yP2O5-zSb2O3-20B2O3系统玻璃的失重随P2O5含量的增加而增加。MnO2的引入降低了20ZnO-40Sb2O3-20P2O5-20B2O3系统玻璃的热膨胀系数和失重。

ZnO-B_2O_3-P_2O_5系封接玻璃的研究

采用熔融法制备了ZnO-B2O3-P2O5系无铅磷酸盐封接玻璃,研究了组成对玻璃结构、特征温度、热膨胀和化学稳定性的影响。结果表明:B2O3和P2O5为玻璃网络形成体,ZnO含量较低时可以参与到玻璃网络结构中,提高玻璃的稳定性;玻璃转变点Tg、熔制温度Tm、封接温度Ts、软化点Td都随P2O5/B2O3减小而增加;B2O3/ZnO是影响玻璃熔制温度的主要因素;ZnO含量对玻璃密度和热膨胀系数影响较大。ZnO-B2O3-P2O5系玻璃在中性环境下的化学稳定性较好。

B_2O_3-P_2O_5-ZnO系统玻璃密度与结构关系研究

采用传统熔融冷却法制备了B2O3～P2O5-ZnO系统玻璃，运用IR和Raman光谱等手段分析了B2O3含量对玻璃结构的影响，并用密度和摩尔体积对上述结构进行验证。结果表明：对于B2O3-P2O5-ZnO系统玻璃，随R值增大，其IR和Raman光谱呈现出规律变化。IR光谱申，在～1423cm^-1处出现一个新吸收带，它对应[EO3]中B-O键的对称伸缩振动vs（B-O）。相应地，Raman光谱中的～520cm^-1和～1050cm^-1处出现新的散射峰，并随R值增大，其强度明显变大。密度和摩尔体积对R值也很敏感，随R值增大，密度线性增加，摩尔体积线性减小，二者都在R=0．333处达到极值。因此对该系统玻璃来说，可以利用玻璃的密度值对其结构进行预测。

PbBr_2-PbF_2-P_2O_5玻璃的结构研究

采用红外光谱(IR)和X射线光电子能谱(XPS)等方法研究了PbBr2-PbF2-P2O5系铅卤磷酸盐玻璃的结构.结果表明,Pb2+离子在玻璃中起着网络修饰阳离子和网络形成体的双重作用.当P2O5含量为60mol％时,Pb2+离子主要是作为网络修饰体;当P2O5含量降低到50mol％时,一部分Pb2+离子能够进入玻璃网络形成[PbO4]四面体或P-O-Pb键.Br-和F-离子达到一定浓度时就会进入玻璃网络,形成[PO4-nXn](X=Br或F,n=0-4)四面体使磷酸盐链长变短.玻璃中P2O5的含量不变时P-O-P键的比例也基本保持不变;当P2O5的含量降低时,P-O-P键和P-O-键的含量都减少,P-O-Pb键的含量则明显增加.

B_2O_3、P_2O_5对氟硅云母玻璃陶瓷烧结性能的影响

目的 :研究B2 O3 、P2 O5对氟硅云母玻璃陶瓷烧结性能的影响。方法 :基础玻璃为SiO2 MgO MgF2 K2 O系统 ,按照x(B2 O3 P2 O5)·( 1 x) (SiO2 MgO MgF2 K2 O )的关系加入少量B2 O3 、P2 O5作为烧结助剂。分别在80 0、85 0、90 0、95 0、10 0 0℃进行烧结 ,测定体积收缩率。通过x射线衍射分析鉴定了烧结体晶相组成 ,采用扫描电镜对烧结体进行了微观结构观察。结果 :随着烧结温度升高 ,收缩率增加 ;加入质量分数为 2 %B2 O3 和P2 O5的玻璃烧结收缩率最高 ,加入 5 %P2 O5的玻璃收缩率最低。加入质量分数为 2 %B2 O3 和P2 O5的玻璃中析出的晶体直径和径厚比较大。结论 :B2 O3 和P2 O5影响SiO2 MgO MgF2 K2 O系统玻璃的烧结性能和晶体形貌。

Sb掺杂的V2O5-P2O5系统封接玻璃的形成能力与热稳定性

采用差热(Differential Thermal Analysis,DTA)和X射线衍射(X-ray Diffraction,XRD)对xV2O5-(100-x)P2O5(摩尔比,70≤x≤90)和(80-x)V2O5-20P2O5-xSb2O3(摩尔比,1≤x≤10)系列玻璃试样进行了分析,并采用修正的Kissinger方程对玻璃的形成能力和热稳定性进行了表征,发现:V2O5-P2O5系封接玻璃在析晶温度处理后,晶相为V2O5,随着Sb2O3引入量的逐渐增大,玻璃转变温度(Glass Transition Temperature,Tg)变化较小(≤20.5K),而玻璃的稳定性因子|Tcs-Tg|(Tcs,Low Limit Crystallization Temperature)逐渐从72.0K增大到157.2K,析晶活化能由126.9KJ/mol逐渐增大到193.0KJ/mol,说明Sb2O3的引入能增大玻璃的形成能力与热稳定性。

反应物浓度对液相合成Al_2O_3-SiO_2-CaF_2-P_2O_5系粉体特性的影响

选用AlC13、Na2Si03、CaCl2、NaF和Na5P3O30作为初始反应物，采用液相沉淀法合成了Al2O3-SiO2-CaF2-P205系玻璃粉体；通过XRD、EDAX和TEM等手段，分析了反应物浓度对液相合成Al2O3-SiO2-CaF2-P2O5系玻璃粉体特性的影响．结果表明，反应物浓度对粉体的化学组成、结晶状态均无明显影响，各粉体均是含有O、F、A1、Si、Ca、P元素的非晶态的近球形纳米颗粒．但反应物浓度对粉体的分散性能、颗粒大小有影响，随着反应物浓度的提高，粉体团聚现象加剧，分散性降低，粉体颗粒大小略微减小，粒子在20-60nm．

Sb_2O_3添加对P_2O_5-ZnO系统玻璃的结构与析晶性能的影响

采用熔体冷却的方法制备了xSb2O3-（70-x）P2O5-30ZnO（x=0~40mol）系统无铅易熔玻璃。利用DTA、IR、XRD等方法研究了Sb2O3添加对P2O5-ZnO系统玻璃结构及性能的影响。结果表明,在P2O5-ZnO系统玻璃中加入适量的Sb2O3,能加强玻璃的网络结构,增加玻璃的析晶活化能,抑制玻璃析晶,提高玻璃的热力学稳定性。当Sb2O3过量时,Sb2O3浓度增加,Sb3＋与P5＋争夺游离氧导致分相,从而诱导玻璃析晶,降低玻璃的稳定性。当Sb2O3摩尔分数为25%时,玻璃性能稳定。

熔化温度对PbBr_2-PbCl_2-P_2O_5系玻璃的影响

为了研究熔化温度对 Pb Br2 - Pb Cl2 - P2 O5 系玻璃的影响 ,探索了在 5 30～ 5 40℃熔化时 Pb Br2 - Pb Cl2 - P2 O5 系统的玻璃形成区 ,并且测试了一些玻璃的特性温度、密度、化学成分和红外光谱。结果表明 ,提高熔化温度后 ,Pb Br2 - Pb Cl2 -P2 O5 系统玻璃具有更宽的玻璃形成区 ,向 Pb Br2 一侧延伸 ;玻璃转变温度升高到 2 0 0℃以上 ,密度提高到 5 .5 1g·cm- 3。熔化过程中化学成分的变化导致了玻璃性质的变化 ,提高熔化温度后 ,NH4H2 PO4分解更加完全 ,使得玻璃中残存的 HO-和 N H+ 4 减少。红外光谱的测试结果表明提高熔化温度后 ,NH4H2 PO4完全分解 ,玻璃中已不存在 HO-和 N H+ 4 。

硫酸根离子对CaO-Al_2O_3-P_2O_5-SiO_2体系耐水性的影响

研究了硫酸根离子对CaO-Al2O3-P2O5-SiO2体系耐水性的影响,通过XRD、SEM及孔结构分析手段对其耐水性机理进行分析。结果表明:在CaO-Al2O3-P2O5-SiO2体系中掺入适量的硫酸根离子,不会改变其主要水化产物的组成。浸水180d后,掺石膏的试件211S的耐水性指数较未掺石膏的试件211提高10.2%,劈裂强度提高6.7%,Ca2+、[AlO4]5-离子溶出浓度分别下降11.59%、7.2%,211S具有优异的孔结构。掺入硫酸根离子可以明显的提高该体系的后期强度和耐水性。