透輝石微晶玻璃析晶及發(fā)光的影響

探討caf2晶核劑不同添加量對(duì)廢碎建筑玻璃制微晶玻璃結(jié)構(gòu)及性能的影響。用xrd和sem及相關(guān)分析軟件表征不同樣品的晶相及微觀形貌并測(cè)試試樣的相關(guān)性能指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:添加caf2試樣中析出的主晶相是na2ca3si6o16、sio2、naca2fsio4,確定4%為最佳的caf2添加量,此時(shí)微晶玻璃析出晶相的總量為53.96%,對(duì)應(yīng)的性能指標(biāo)為:體積密度2.145g·cm-3,吸水率0.371%,抗折強(qiáng)度93.12mpa。

為研究晶化溫度對(duì)sio2-al2o3-mgo-f系云母微晶玻璃的析晶特征的影響,將制得的基礎(chǔ)玻璃在不同晶化溫度下進(jìn)行熱處理。采用x射線衍射(xrd)、掃描電子顯微鏡(sem)分別對(duì)樣品進(jìn)行晶體組成分析和組織形貌觀察。結(jié)果表明:玻璃中析出的晶體主要是云母、柱晶石、莫來石和zro2晶體。在晶化溫度為730℃時(shí),玻璃樣品中只析出粒狀zro2晶體;在晶化溫度為790℃時(shí),玻璃中出現(xiàn)很多分相區(qū)域,分相促進(jìn)棒狀晶體和花形晶體析出;在晶化溫度為870℃時(shí),云母晶體開始析出,莫來石和柱晶石晶體為主晶相;在晶化溫度為950℃時(shí),玻璃中主晶相變?yōu)樵颇妇w;在晶化溫度為1030℃時(shí),片狀云母晶體定向排列。

針對(duì)市場(chǎng)上出現(xiàn)的一種外觀酷似翡翠的透輝石微晶玻璃,利用常規(guī)寶石學(xué)檢測(cè)儀器、x射線粉末衍射和紅外光譜等測(cè)試方法,對(duì)該材料樣品的寶石學(xué)特征、物相組成及譜學(xué)特征進(jìn)行了初步研究。結(jié)果顯示,在寶石顯微鏡下透輝石微晶玻璃顯示特征的放射狀晶花,具球晶結(jié)構(gòu);x射線粉末衍射分析表明,其主要物相為透輝石和玻璃質(zhì);紅外光譜分析顯示,該樣品的譜學(xué)特征與翡翠的紅外光譜有較大的差異。

嘗試用花崗巖尾礦制備cao-mgo-al2o3-sio2系微晶玻璃,并采用dsc、xrd和sem等測(cè)試手段研究mgo對(duì)微晶玻璃析晶和性能的影響。結(jié)果表明,隨著mgo含量的增加,玻璃轉(zhuǎn)變溫度和析晶峰溫度逐漸降低,玻璃析晶性能增強(qiáng)。當(dāng)引入mgo的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%時(shí),微晶玻璃的主晶相為鈣長(zhǎng)石;當(dāng)mgo質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%~12%時(shí),主要析出輝石,且質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%的mgo樣品析出的晶體中伴隨著部分堇青石。樣品的顯微硬度隨mgo的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì),質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9%的mgo樣品析出晶體的尺寸更均勻,其顯微硬度最高,為8.2gpa。

本試驗(yàn)在正交實(shí)驗(yàn)方法獲得煤矸石微晶玻璃最佳組成的基礎(chǔ)上，采用dta、xrd、sem等手段系統(tǒng)考察了晶化時(shí)閽對(duì)煤矸石微晶玻璃3點(diǎn)抗彎強(qiáng)度的影響，在對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行分析后得出最佳的熱處理工藝條件的最佳，為獲得具有實(shí)用價(jià)值的cao—mgo—al2o3-sio2系統(tǒng)煤矸石玻璃陶瓷提供了有益的參考。

以滑石、高嶺土和化學(xué)試劑合成了兩種析晶促進(jìn)劑,加入到廢玻璃粉末中燒結(jié)制備成透輝石-鈉長(zhǎng)石玻璃陶瓷。研究了析晶促進(jìn)劑的組成和加入量對(duì)玻璃陶瓷析晶和性能的影響。結(jié)果表明,在燒結(jié)過程中,析晶促進(jìn)劑和玻璃發(fā)生反應(yīng),析出透輝石和鈉長(zhǎng)石。析晶促進(jìn)劑的組成和加入量對(duì)反應(yīng)析晶有一定影響,隨析晶促進(jìn)劑加入量的增加,玻璃陶瓷密度和強(qiáng)度先增后降,存在一最佳加入量,這時(shí)燒結(jié)的玻璃陶瓷有較高的密度和強(qiáng)度。

主要研究了晶核劑種類和數(shù)量對(duì)las(li2o-al2o3-sio2)微晶玻璃的析晶行為的影響。結(jié)果表明:晶核劑的用量對(duì)玻璃的析晶影響很大,當(dāng)晶核劑含量較小時(shí),析晶效果不明顯,晶化時(shí)局部晶核生長(zhǎng)過大,導(dǎo)致試樣開裂;當(dāng)晶核劑含量達(dá)到4%時(shí),能在玻璃內(nèi)部產(chǎn)生分布均勻的晶核,析晶效果比較理想。單獨(dú)采用tio2作為晶核劑以及tio2+zro2+p2o5復(fù)合晶核劑在不同溫度段有不同的晶體生長(zhǎng)速率,低溫階段活化能較高溫階段低。單獨(dú)使用tio2在低溫階段活化能比使用tio2+zro2高,但在高溫階段,結(jié)果相反。

包鋼高爐水淬渣可以直接制備出主晶相為鎂黃長(zhǎng)石的cao-al2o3-sio2系微晶玻璃,而熔融保溫時(shí)間對(duì)高爐水淬渣c(diǎn)ao-al2o3-sio2系微晶玻璃析晶方式和結(jié)晶活化能影響較大.現(xiàn)利用dta測(cè)試方法對(duì)高爐水淬渣c(diǎn)aoal2o3-sio2系微晶玻璃于1450℃熔融保溫1,30,60min后析晶動(dòng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行了測(cè)定,研究了熔融保溫時(shí)間對(duì)包鋼高爐水淬渣c(diǎn)ao-al2o3-sio2系微晶玻璃析晶活化能和晶化指數(shù)的影響.結(jié)果表明:隨著熔融保溫時(shí)間的延長(zhǎng),高爐水淬渣c(diǎn)ao-al2o3-sio2系微晶玻璃的析晶活化能e和頻率因子v都呈先上升后下降的趨勢(shì),當(dāng)熔融保溫時(shí)間30min時(shí),其析晶活化能和頻率因子最小,分別為emin=308kj/mol,v=1.5×1013s-1;其晶化指數(shù)n先增大后減小的趨勢(shì),熔融保溫時(shí)間為30min時(shí),n>4,此時(shí)高爐水淬渣c(diǎn)ao-al2o3-sio2系微晶玻璃整體析晶.

本文利用廢玻璃粉和廢陶瓷粉制備泡沫微晶玻璃，在確定配方范圍的基礎(chǔ)上，通過正交優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法，對(duì)制備泡沫微晶玻璃的燒成工藝制度進(jìn)行優(yōu)化，使之具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、低導(dǎo)熱系數(shù)的優(yōu)良性能。結(jié)果表明：燒結(jié)溫度和發(fā)泡溫度對(duì)泡沫微晶玻璃比強(qiáng)度的影響顯著。確定了泡沫微晶玻璃的最優(yōu)燒成工藝制度為：燒結(jié)溫度1050℃，發(fā)泡溫度870℃，發(fā)泡時(shí)間35min。優(yōu)化燒成工藝制度下制備泡沫微晶玻璃試樣的表觀密度為450kg／m^3，抗壓強(qiáng)度為6．84mpa，導(dǎo)熱系數(shù)為0．045w／（m·k），吸水率為0．1％。

利用瓷土尾礦、廢瓷、粉煤灰等工業(yè)廢料作為主要原料制備微晶玻璃,不僅能夠有效解決工業(yè)廢棄物的環(huán)境污染問題,而且能夠?qū)崿F(xiàn)廢棄物的資源化利用。在配方設(shè)計(jì)中,瓷土尾礦、粉煤灰等固體廢料的用量可達(dá)原料總量的75%以上。但廢瓷粉的摻入會(huì)破壞微晶玻璃表層的析晶效果,由于廢瓷的種類繁多,其化學(xué)組成、所含雜質(zhì)及燒結(jié)溫度具有很大的差異性,會(huì)對(duì)微晶玻璃的熔融結(jié)晶產(chǎn)生較大影響。

本文利用廢玻璃粉和廢陶瓷粉制備泡沫微晶玻璃,在確定配方范圍的基礎(chǔ)上,通過正交優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法,對(duì)制備泡沫微晶玻璃的燒成工藝制度進(jìn)行優(yōu)化,使之具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、低導(dǎo)熱系數(shù)的優(yōu)良性能。結(jié)果表明:燒結(jié)溫度和發(fā)泡溫度對(duì)泡沫微晶玻璃比強(qiáng)度的影響顯著。確定了泡沫微晶玻璃的最優(yōu)燒成工藝制度為:燒結(jié)溫度1050℃,發(fā)泡溫度870℃,發(fā)泡時(shí)間35min。優(yōu)化燒成工藝制度下制備泡沫微晶玻璃試樣的表觀密度為450kg/m3,抗壓強(qiáng)度為6.84mpa,導(dǎo)熱系數(shù)為0.045w/(m·k),吸水率為0.1%。

微晶玻璃

以溫石棉尾礦為主要原料,輔以石灰石和石英砂,采用熔融燒結(jié)法制備了微晶玻璃,利用dta、xrd、sem及ft-ir等技術(shù)對(duì)微晶玻璃樣品的晶化過程和顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:在一定的熱處理?xiàng)l件下可以制得主晶相為透輝石,次晶相為鎂橄欖石的柱狀結(jié)構(gòu)的微晶玻璃,優(yōu)化的晶化溫度為1050℃,隨著晶化溫度的提高,基礎(chǔ)玻璃紅外吸收帶發(fā)生明顯的分裂,為晶體的生長(zhǎng)提供了非均勻成核位置。

采用傳統(tǒng)熔體冷卻法制備了45sio2-25al2o3-15caf2-5na2o-10naf-1nd2o3體系玻璃,并通過優(yōu)化熱處理工藝獲得了透明氟氧化物微晶玻璃。采用析晶動(dòng)力學(xué)分析了45sio2-25al2o3-15caf2-5na2o-10naf-1nd2o3體系玻璃的析晶機(jī)制,并通過dsc、xrd和sem等方法研究了熱處理制度與玻璃析晶行為和顯微結(jié)構(gòu)的關(guān)系。研究表明,該體系玻璃的析晶過程主要受擴(kuò)散控制,其主晶相為caf2,析晶活化能為325.51kj/mol,晶粒尺寸隨晶化溫度升高逐漸長(zhǎng)大,晶粒數(shù)量隨保溫時(shí)間延長(zhǎng)逐漸增多。通過優(yōu)化熱處理制度,獲得了晶粒尺寸約為40nm,晶相含量約為30%的透明微晶玻璃。

以tio2、zro2為晶核劑,用"兩步法"熱處理制備mgo-al2o3-sio2(mas)系統(tǒng)透明微晶玻璃。采用x射線衍射分析(xrd)、掃描電鏡(sem)、場(chǎng)發(fā)射環(huán)境掃描電鏡(fe-esem)、紫外-可見光光度計(jì)對(duì)材料進(jìn)行了表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,熱處理溫度在1000℃以下時(shí),僅有唯一晶相鎂鋁尖晶石(mgal2o4)存在;在1050℃時(shí),β-石英晶體析出,但尖晶石仍為主晶相。玻璃中晶體的析出使紫外吸收極限向長(zhǎng)波方向移動(dòng),隨著晶化溫度的升高,晶粒尺寸增大,微晶玻璃光透過率下降。經(jīng)830℃核化保溫4h、950℃晶化保溫1.5h得到的微晶玻璃樣品平均晶粒尺寸僅為25.6nm,紫外截止率達(dá)100%,可見光透過率為62%。

以cao–al2o3–sio2玻璃為基礎(chǔ),以cuo+cr2o3為著色劑,通過燒結(jié)法制備了綠色微晶玻璃,采用x射線衍射、掃描電子顯微鏡、色度計(jì)、熱膨脹儀和硬度計(jì)研究了al2o3、na2o和zno含量對(duì)綠色微晶玻璃晶相結(jié)構(gòu)、色度及性能的影響。結(jié)果表明:在所研究的成分范圍內(nèi),al2o3、zno和na2o含量的變化不改變綠色微晶玻璃的主晶相,但隨著al2o3加入量的增加微晶相減少,熱膨脹系數(shù)和密度減小,顯微硬度增大,顏色向褐綠色轉(zhuǎn)變;隨著na2o含量的增加,微晶玻璃的顏色逐漸純正,光澤度增加;隨著zno含量的增加,微晶玻璃的色度不變,但表面光澤度降低。

黑色礦渣微晶玻璃晶化工藝實(shí)踐與研究

研究了al2o3含量的變化對(duì)cao-al2o3－sio2系統(tǒng)微晶玻璃的燒結(jié)和析晶的影響規(guī)律。結(jié)合工業(yè)化生產(chǎn)，確定了合適的al2o3含量范圍。

利用澆鑄法制備了mgo-al2o3-sio2微晶玻璃。采用示差掃描量熱法(dsc)、x射線衍射(xrd)、掃描電子顯微鏡(sem)等分析方法,研究玻璃組成中na2o對(duì)mgo-al2o3-sio2(mas)系統(tǒng)微晶玻璃的高溫粘度、結(jié)構(gòu)與析晶性能的影響。結(jié)果表明,摻入na2o后mas微晶玻璃高溫粘度有明顯的降低,并且隨著摻入量的增加玻璃的粘度逐漸降低。隨著na2o摻入量的增加,玻璃熔體的熔制溫度從a0的1552℃逐步降低到1494℃。未摻na2o的mas微晶玻璃主晶相為顆粒狀α-堇青石相,摻入后的微晶玻璃全部析出柱狀鎂橄欖石相。

通過對(duì)生產(chǎn)中出現(xiàn)大量的析晶缺陷的分析,找到其產(chǎn)生的原因,以減少或消除這種缺陷對(duì)浮法玻璃質(zhì)量的影響。

微晶玻璃簡(jiǎn)要概述 劉帥聰 （無機(jī)非金屬材料工程1301班,湖南工學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院 湖南衡陽421002） 摘要 微晶玻璃是通過基礎(chǔ)玻璃或其它材料在加熱過程中進(jìn)行控制晶化而得到的一種中含有 大量微晶體和玻璃體的復(fù)合固體材料。由于其機(jī)械強(qiáng)度高、熱膨脹性可調(diào)、抗熱震性好、耐 化學(xué)腐蝕、介電損耗低、電絕緣性好等優(yōu)越的綜合性能，已在許多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞微晶玻璃特點(diǎn)制備工藝應(yīng)用發(fā)展 briefintroductionofglass-ceramics shuaicongliu （inorganicnonmetallicmaterialsengineering1301class，hunaninstituteof technologydepartmentofmaterialandchemicalengineering

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