Influence of Nucleation Agents Concentration on Crystallization Structure and Properties of Glass-ceramics

Deep color glass-ceramics is prepared by using gold tailings as the main raw material, and Cr2O3 is added as nucleation agent. Influence of different Cr2O3 additions on crystallization structure and properties of CaO-MgO-Al2O3-SiO2 glass-ceramics has been discussed so as to select optimum additions. DTA is employed to determine optimum crystallization and nucleation temperatures; XRD and SEM are used to characterize microstructure of each sample; and performance indexes, such as water absorption, bulk density, flexural strength and so on, are also determined. Experimental results show that when 3wt% Cr2O3 is introduced, fine glass-ceramics with diopside as the main crystal and Ca-Fe diopside as the second-crystal is obtained, and its corresponding performance indexes are as follows： water absorption 0.12%, bulk density 2.56 g/cm^3, and flexural strength 70.01 Mpa.

Effect of SrO on the Structure of Apatite and Wollastonite Phases of Na₂O-CaO-SiO₂-P₂O₅Glass System

Glasses in the system 24.5Na2O·24.5CaO·6P2O5·xSrO·(45-x)SiO2 have been studied in the composition region of x = 0 - 15 mol%. The as prepared glasses are transparent and have an amorphous network structure. On the otherhand, heat treated glasses are transformed to opaque white glass ceramic characterized by their highly crystalline network structure. Crystalline apatite (calcium phosphate, Ca3(PO4)2, wollastonite (calcium silicate, CaSiO3), and strontium calcium phosphate Ca2Sr(PO4)2 are the main well-formed crystalline species played the major role in material bioactivity. Increasing SrO leads to enhancing material crystallite and enhances the hardness of the host glass matrix. The change of XRD spectra, 31P NMR chemical shift and hardness number upon increasing SrO are considered due to modification of the apatit Ca(PO3)2 to involve Sr ions inducing Ca2Sr (PO4)2 apatite one. Such species play the role in enhancing material properties and hardness.

Phase modification and dielectric properties of a cullet–paper ash–kaolin clay-based ceramic

Novel ceramics from waste material made of(x) paper ash–(80-x) cullet–20 kaolin clay(10 wt% ≤ x ≤ 30 wt%) were successfully synthesized using a conventional solid-state reaction technique. Energy-dispersive X-ray analysis confirmed the presence of Si, Ca, Al, and Fe in the waste material for preparing these ceramics. The influence of the cullet content on the phase structures and the dielectric properties of these ceramics were systematically investigated. The impedance spectra were verified in the range from 1 Hz to 10 MHz at room temperature. The phase of the ceramics was found to primarily consist of wollastonite(CaSiO_3), along with minor phases of γ-dicalcium silicate(Ca_2SiO_4) and quartz(SiO_2). The sample with a cullet content of 55 wt% possessed the optimum wollastonite structure and exhibited good dielectric properties. An increase of the cullet content beyond 55 wt% resulted in a structural change from wollastonite to dicalcium silicate, a decrease in dielectric constant, and an increase in dielectric loss. All experimental results suggested that these novel ceramics from waste are applicable for electronic devices.

Silver Film Growth on Glass Ceramic by Radio Frequency Magnetron Sputtering

Thin silver films are deposited by radio frequency magnetron sputtering on glass ceramic at room temperature.Variations of sputtering power,bios voltage and power density are carried out for each deposition,then parts of as-deposited samples are subjected to annealing at 600 ℃ within a vacuum chamber.Structural properties are studied by X-ray diffraction(XRD),scanning electron microscope(SEM)and laser scanning confocal microscope(LSCM).It is shown that structural properties have a strong dependency on sputtering power and annealing temperature.Electrical contact resistance measured by a four point probe instrument is directly affected by the thickness of films.It is also found that the film conductivity,especially in thinner films,is improved by the increasing grain size.Finally,the film adhesion is observed by scratch tests.And the adhesive ability deposited by radio frequency magnetron sputtering shows a better performance than that produced by traditional methods.

两种方法制备微晶玻璃的介电与储能特性的影响

作为一种有潜质的电介质材料,微晶玻璃材料得以广泛研究。目前开展的相关研究都聚焦于材料体系与结构的优化,而有关制备工艺对性能的影响鲜有报导。本研究在之前工作基础上,系统性的研究了熔融法与烧结法两种不同的制备工艺对磷酸盐体系微晶玻璃的结构、介电与储能特性的影响。结果表明,采用熔融法所制备的微晶玻璃具有更有序的显微结构,同时获得了更高的介电常数和更低的介电损耗,兼具最佳的能量释放特性与能量效率的特性。

基于团簇加连接原子模型的一种工业微晶玻璃成分优化初探

本团队提出的团簇加连接原子模型从结构根源上揭示了硅酸盐玻璃的成分载体,即硅酸盐玻璃的成分式由总数为16个的三价单元{M_(2)O_(3)}和四价单元{Si_(2)O_(4)}构成。本工作引入该模型,对一种工业微晶玻璃MT3A进行了成分优化,并进行玻璃制备和晶化,最后对样品进行结构和性能表征。在获得的新的透明微晶玻璃中,MT3C的透过率为89%,抗弯强度和硬度分别为155 MPa和652 HV;MT3D的透过率为92%,抗弯强度和硬度分别为134 MPa和655 HV。

氟硅酸盐微晶玻璃的结构和性能

本文介绍了氟硅酸盐微晶玻璃的结构和性能。

CaF_2对复合矿渣微晶玻璃结构与力学性能的影响

以白云鄂博尾矿、高炉渣和粉煤灰为主要原料,采用熔融法,制备了复合矿渣微晶玻璃。利用DTA、XRD、SEM等现代分析方法研究了CaF2添加量对复合矿渣微晶玻璃结构和力学性能的影响。结果表明:CaF2有利于降低析晶温度,微晶玻璃的主晶相为含铁辉石相。当CaF2含量大于4.5%时,微晶玻璃出现CaF2相;当CaF2含量小于等于6.4%时,晶粒逐渐变大,晶相含量较高,力学性能主要由晶相决定;当CaF2含量大于6.4%时,晶相含量急剧减少,此时表现的力学性能主要由玻璃相决定。CaF2为4.5%时,本实验材料综合性能最优。

利用冶炼渣回收铁及生产微晶玻璃建材制品的实验研究

利用正交实验设计方法,进行了利用冶炼渣回收铁及生产微晶玻璃建材制品的实验室研究.探讨了不同原料配比时渣铁分离的效果.通过光学显微镜、X射线衍射分析、物理化学性能测试等手段确定了微晶玻璃试样的物相组成及性能特征.提出了可供工业实验的原料配比及工艺制度.

增加TiO_2、Nb_2O_5晶核剂对烧结微晶玻璃结构与性能的影响

在Ｌｉ２Ｏ－ＭｇＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２系玻璃中，加入不同含量的ＴｉＯ２或Ｎｂ２Ｏ５为晶核剂，经过粉碎、混和、成型、烧结能制得致密的微晶玻璃。微晶玻璃的强度比未添加ＴｉＯ２或Ｎｂ２Ｏ５的样品有所提高。当ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５含量增加，微晶玻璃强度也相应增加。加入ＴｉＯ２或Ｎｂ２Ｏ５添加物对微晶玻璃的热膨胀系数影响较小。电子显微镜照片表明，晶体颗粒随着添加物ＴｉＯ２或Ｎｂ２Ｏ５的增加而减小。Ｘ光衍射结果得出，添加ＴｉＯ２的微晶玻璃在原有晶体之外，还有金红石晶体。而添加Ｎｂ２Ｏ５的微晶玻璃中则存在ＭｇＯ·Ｎｂ２Ｏ５晶体。由于晶核剂的补充加入，使烧结微晶玻璃的显微结构得到调整，并有利于提高强度性能。

CBS/SiO_2体系玻璃陶瓷结构与性能研究

采用水淬法制备CBS玻璃,并使用液相参与的烧结机制制备了钙硅硼(CBS)玻璃陶瓷。研究了不同配比下的CBS/SiO2体系玻璃陶瓷的相组成、显微结构、介电性能及绝缘电阻率。结果表明,随着SiO2添加量增加,材料的介电常数有所下降。当w(SiO2)为15%时,其在850℃的低温烧结样品,10MHz的测试频率下,εr为6.01,tgδ为1.22×10–3,绝缘电阻率1.5×1012?.cm,样品中出现大量石英相,晶粒尺寸多在1μm以下。保温时间对介电性能影响不大。

铌酸锶钡铁电微晶玻璃的制备与性能研究

采用烧结法制备了Sr0.5Ba0.5Nb2O6(SBN)铁电微晶玻璃,并对其结构、介电性能进行表征。结果表明,随SBN含量的增加,主晶相从石英转变成焦绿石相CaNb2O6,最终转变成钨青铜相铌酸锶钡;同时,εr逐渐升高。经900℃/2 h+1250℃/2h烧结的10%玻璃和90%SBN(质量分数)组成的样品在85℃附近存在一个明显的弥散介电峰,其峰值对应的温度随频率的增加而升高,为典型的弛豫铁电相变。室温下,其εr高达947(1kHz)。

液相烧结氧化铝和氧化钇稳定四方氧化锆复相材料的显微结构与力学性能

以TiO2,MnO2及CaOAl2O3SiO2玻璃为烧结助剂,利用液相烧结法制备了氧化铝和3%氧化钇稳定四方氧化锆复相材料。研究了烧结助剂对材料致密化、显微结构及力学性能的影响。结果表明:除TiO2可与ZrO2晶粒形成部分固溶外,烧结助剂主要以晶间玻璃相的形式存在,并影响了Y2O3在ZrO2晶粒中的分布。烧结助剂的引入显著促进材料的致密化,降低了烧结温度,使材料具有细晶结构,因而具有良好的力学性能。

掺铒氟氧化物透明玻璃陶瓷结构及光学性能研究

采用高温熔融及热处理工艺，制备了透明度良好的Er^3＋离子掺杂的氟氧化物玻璃陶瓷，并研究了不同Er^3＋离子掺杂浓度下，玻璃陶瓷微晶结构、紫外一可见波段吸收光谱、近红外发射光谱的变化。结果表明：随着Er^3＋浓度的增加，玻璃陶瓷中的微晶相β-PbF2晶格常数减小；紫外-可见波段吸收光谱中超灵敏跃迁^4I15/2→^4G11／2和^4I15／2→^2G11／2的强度增强；同时1．53μm处近红外发射峰的半高宽增大。此外，还进行了上转换发射光谱的测试，结果表明经过热处理后，玻璃陶瓷的上转换峰要大大强于原先未经热处理的玻璃样品。

多次烧成对Q235钢基体3Y-TZP/LZAS微晶玻璃梯度涂层结构和性能的影响

采用涂搪法烧结制备了Q235钢基体3Y-TZP/LZAS微晶玻璃梯度涂层。研究多次烧成对3Y-TZP/LZAS微晶玻璃涂层组织结构和性能的影响。通过X线衍射、扫描电镜和硬度检测等分析探讨多次烧成对3Y-TZP/LZAS微晶玻璃涂层的微观结构和力学性能的关系。结果表明:多次烧成能够促进涂层材料中晶粒的析出和长大,且没有新的晶相产生;多次烧成导致材料气孔率上升,致密度下降,性能降低;梯度涂层外层材料性能优于内层材料,在满足使用要求的前提下,应尽量制取少层数的梯度涂层。

熔融法转炉钢渣微晶玻璃的结构与性能研究

利用转炉钢渣制备出高性能的微晶玻璃,可有效提高其附加值,同时具有环保效益。本文以转炉钢渣为主要原料,通过组分设计,改变其掺入量,制备出了相应的基础玻璃与微晶玻璃。并通过XRD、DSC、FTIR、SEM以及抗折强度、密度、表面硬度等进行表征,获得了如下结果:转炉钢渣的掺量在45wt%~55wt%之间变化时,均可以制备出微晶玻璃。随着CaO/SiO_2的增加,有利于促进玻璃析晶,与此同时,会促进在架状结构的霞石晶相中析出聚粒状的二次晶相普通辉石。普通辉石晶相的析出不利于抗折强度的增长,但对密度和硬度均有所提高。当钢渣掺量为50wt%时,微晶玻璃的最高抗折强度为198.89 MPa,显微硬度为772 MPa,密度为2.86 g/cm^3。

含TiO2多元系玻璃与玻璃陶瓷及其光电子应用研究进展

玻璃和玻璃陶瓷作为一种重要的光功能材料,在显示、照明、闪烁体、激光器和光纤放大器等领域有着重要的应用。二氧化钛(TiO 2)具有高折射率和高介电系数,研究表明,添加TiO 2能够降低玻璃的声子能量、改善稀土离子的发光性能;同时,含TiO 2玻璃陶瓷不仅能够促进稀土离子的发光,而且还能作为一种闪烁体应用于辐射探测领域。概括了含TiO 2玻璃的制备方法,包括高温熔融-淬火法、溶胶-凝胶法以及无容器悬浮技术,其中无容器悬浮技术为高TiO 2含量玻璃的制备提供了新的途径。简要介绍了含TiO 2玻璃和玻璃陶瓷的结构和性能,包括TiO 2的配位、玻璃的声子能量和热学性能等。调研了近几年含TiO 2玻璃和玻璃陶瓷在辐射发光和闪烁发光方面的研究进展。最后,探讨了含TiO 2玻璃和玻璃陶瓷存在的问题和未来的发展趋势,并总结得出了含TiO 2多元系玻璃和玻璃陶瓷有望成为光电子应用新材料的研究热点。

TiO2含量对高炉渣微晶玻璃结构和性能的影响

利用高炉渣并添加辅料制备了基础玻璃,对基础玻璃进行热处理制备出以钙长石为主晶相的微晶玻璃。运用DSC、XRD、SEM等测试方法,综合分析TiO 2含量对高炉渣微晶玻璃结构和性能的影响。结果表明:随着TiO 2含量从1.29wt%增加至5.29wt%,微晶玻璃析晶温度逐渐降低,微晶玻璃主晶相均为钙长石、次晶相均为透辉石,微晶玻璃的体积密度、显微硬度及抗折强度呈现上升趋势。当TiO 2含量为5.29wt%时,样品机械性能最好,体积密度为2.738 g·cm-3,抗折强度为79.8 MPa,显微硬度为930.2 HV。

动物骨源灰分掺杂Na2O-CaO-SiO2系硅灰石微晶玻璃结构与性能研究

采用烧结法制备了钠钙硅系硅灰石微晶玻璃,利用动物骨源灰分(骨灰)引入羟基磷灰石进行掺杂,研究了不同骨灰掺杂量对硅灰石微晶玻璃的烧结工艺、物相组成、微观结构和性能的影响。结果表明:随着骨灰质量分数的增加,玻璃软化温度逐渐升高,气孔率增加,显微硬度、抗压强度、收缩率、体积密度均逐渐降低,硅灰石的晶相含量逐渐减少,羟基磷灰石晶相含量增多;骨灰质量分数为40%时,样品中硅灰石为主晶相、羟基磷灰石为次晶相,显微硬度为484.5Hv0.1,抗压强度为221MPa,满足骨修复材料的需要。当掺杂60%和80%骨灰时,主晶相为磷酸三钙,次晶相为少量的硅灰石和羟基磷灰石。

建筑用高炉渣微晶石材的成分、结构和性能研究

对高炉渣微晶石材的组分、性能和微观结构进行研究。采用差热分析、X射线衍射、扫描电镜对材料的热学性能、晶相组成和微观结构进行测试,对成分中的F、S挥发及对析晶的影响进行分析。