低熔点可加工微晶玻璃的研究
肖特微晶玻璃参数-概述说明以及解释
肖特微晶玻璃参数-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以如下编写：肖特微晶玻璃是一种新型的玻璃材料，具有独特的结构和性能特点。
它可以在较低的温度下制备出具有高度有序的微晶结构，具有较高的抗热震性、抗压性和抗蠕变性能，透光性和电绝缘性能也优异。
因此，肖特微晶玻璃在各个领域都有广泛的应用前景。
本文将对肖特微晶玻璃的参数进行深入研究和探索。
首先，我们将介绍肖特微晶玻璃的定义和特点，包括其结构、成分和性能等方面的特点。
其次，我们将详细讨论肖特微晶玻璃的制备方法和工艺参数，包括烧结温度、烧结时间、冷却速率等参数的影响及其优化方法。
最后，我们将探讨肖特微晶玻璃在工业和科研领域的应用前景，并强调对肖特微晶玻璃参数的研究和探索的重要性。
通过对肖特微晶玻璃参数的深入研究和探索，我们可以更好地理解其制备过程和性能特点，为进一步优化制备工艺、提高产品质量和开发新的应用领域提供理论和实践基础。
本文的研究将有助于推动肖特微晶玻璃在多个领域的应用，为材料科学和工程技术发展作出贡献。
1.2文章结构文章结构部分的内容应包括对整篇文章的组织、篇章分布以及各个章节的主题和内容的介绍。
例如：文章结构本文按照以下结构进行安排。
首先，在引言部分，将对肖特微晶玻璃的参数进行简要概述，并介绍文章的结构和目的。
其次，在正文部分，将详细探讨肖特微晶玻璃的定义和特点。
包括该材料的基本概念、组成成分以及其在物理和化学性质上的特殊之处。
同时，也会介绍目前的制备方法和工艺参数，包括合成过程中的温度、时间、压力等关键因素，以及对其性能和品质的影响。
最后，在结论部分，将展望肖特微晶玻璃在工业和科研领域的应用前景，并强调研究和探索肖特微晶玻璃参数的重要性。
结论部分将对整篇文章进行总结，并提出未来进一步研究的方向和问题。
通过以上结构的安排，读者将能够全面了解肖特微晶玻璃参数的相关内容，从而对该领域的研究和应用有一个整体的认识。
接下来，我们将从引言部分开始，深入探讨这一主题。
厦大推出新型无铅微晶玻璃
我国研发 Ｐ纠 Ｉ Ｖ 硅酸盐纳米复合管材 福州大学材料科学与工程学院 日前研铝 出硬聚 氯乙烯（Ｖ －） 层状硅酸 盐纳米复合 ４ Ｐ ＣＵ ／ 管材。 该产品经 国家塑料制品质量监督检验中心检测， 产品质量处 ５ｍ 大小的超细 ｓ 晶粒在切削工具上形成镀膜组织。采用新涂层技术处理的立铣刀等工 ｎ ｉ 具的使用寿命为原寿命的 ３ 倍， 从而可大幅度提高模具加工 的效率。日立工具公司今后将 以 Ｓ 类涂层取代钛、铝类涂层。从 ２０ 年底起 ，该公司将 向汽车行业推销新型涂层立铣刀等 ｉ ０１ 产品。新涂层产品的价格 比原涂层产品提高 ｌ％左右。 Ｏ
２０ 年 第 １ ０９ 期
罗杰斯称， 此项技术是以光 电转换效率较高的单晶硅作为原料 。 为了克服单晶硅硅片极 脆易碎的缺点， 他们使用了一种特殊的蚀刻方法 ， 能从较大的硅晶体上削下 比传统的硅片薄 ｌ Ｏ倍到 １０倍的超薄硅片。按其不同的厚薄程度可被应用于不同的领域。当硅片被削切下 ０ 来之后，就会被一个装置拾起，然后将其像盖章一般 “ 转印”到一个新材料的表面之上。最 后， 再用电气系统将这些如 同细胞的太阳能电池连成整体。 相对于传统的太阳能电池板，这 种柔性极高的太阳能电池将更易于运输和安装。 而罗杰斯的设想是， 新材料将可像毯子一样 被扔上 车 。 新型碳管材料诞生 中国和美 国的研究人员 日 前合作开发了一种新型碳管材料， 同常规碳纤维相比， 它质量 更轻 、 不易折 断、 抗张强 度更 高， 并且在 拉伸 力 的作 用下展 现 了 良好 的延展 性 （ 同金属类似 ） 。 测量结果显示，其强度高于 Ｋ ｖａ ｅｌ ｒ纤维 （ 一种质地牢 固重量轻的合成纤维， 目前主要用途 为防弹衣和超高强度电缆等） 。 上海同济大学的研究人员发现 ， 加热乙烯和石蜡油得到含碳蒸汽凝结后可以得到直径约 为几十个微米、 长度最长为几个厘米的纯碳管。 这些拥有类似于泡沫结构的碳管壁厚度约为 ｒ ｍ。泡沫结构再加上碳元素本身具有较轻的固有特性 ，导致这 种碳管密度极低 （ｅ ３ ．１ ４． ｔ １ ｍ 的新型碳管质量约为 ０１，而传统碳纤维的质量约是 ２ ） ． ｇ ｇ。 这种新型碳管的第二个优点是强度极高 。 由于同普通碳纳米管相比， 这种新型碳管的物 理尺寸要大得多，因此研究人员称这种新材料结构为巨型碳管 （ｏ ｓ ｌａｂｎ ｕｅ） ｃｌ ｓ ｒｏ ｂｓ。同碳 ｏ ａｃ ｔ 纳米管类似， 这种 巨型碳管也同样拥有十分高的强度特性 。 碳纳米管在纤维制品和合成物上 的应用受挫 （ 物理尺寸较大的纤维强度同预期相差甚远） ，而这种巨型碳管的抗张强度略优 于 目前最 好 的碳 纤 维。 厦大推出新型无铅微晶玻璃 厦门大学 日前研制 出高膨胀、低熔点、 电导率、无铅的微晶玻璃材料。该材料使用了 低 特 殊 的处 理方法 ，可 防止 白金坩 埚 腐蚀 ，封接 处 玻璃 内部 无气孔 ，可广泛 应 用于 电子元 件封 接 、 电热 管封接 和 高温 油漆 等领域 。 以往高膨胀、低熔点微晶玻璃 皆含氧化铅 。日本、欧盟、美国和我国均已禁止家用电器 用材中含氧化铅。因此，研制高膨胀、低熔点无铅微晶玻璃 ，具有重大意义 。 目前 厦 门大 学 己成功 制备 出符 合 预期技 术 指标 的封 接 料 ，并完 成 了其 中一种 配方 的研 制 ，实现 了中试 和产业 化 。 日立 开发 出一种 新型 涂层技 术 日立工 具公 司最近 开发 出一种新 型涂 层技 术，可充分 利用硅 的优异 性 能 ， 项技 术 是利 这
不同掺杂对可加工陶瓷二次电子发射及沿面闪络特性的影响
不同掺杂对可加工陶瓷二次电子发射及沿面闪络特性的影响于开坤;张冠军;田杰;郑楠;黄学增;马新沛;李光新;山纳康;小林信一【摘要】固体绝缘材料的表面特性极大地影响着其真空沿面闪络特性,长期以来这一现象极大地制约着真空绝缘系统的整体性能,限制了高压电真空设备的发展进程.本文针对一种具有良好加工性能及表面耐电特性的低熔点可加工微晶玻璃陶瓷引入真空绝缘的背景,在不明显降低可加工性能的前提下,通过在可加工陶瓷原材料内掺杂不同的低二次电子发射系数金属氧化物Cu2O以及Cr2O3,研究掺杂之后材料的二次电子发射系数的变化,对不同掺杂工艺下试品的沿面闪络电压进行研究.结果发现:掺杂低二次电子发射系数金属氧化物能够相应降低可加工陶瓷材料的二次电子发射系数,通过研究不同加工工艺条件下材料的闪络电压,发现试样的闪络电压随其二次电子发射系数的降低而提高.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2011(026)001【总页数】7页(P23-28,33)【关键词】沿面闪络;可加工陶瓷;二次电子发射系数;真空【作者】于开坤;张冠军;田杰;郑楠;黄学增;马新沛;李光新;山纳康;小林信一【作者单位】西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室,西安710049;河南省电力勘测设计院,郑州450007;西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室,西安710049;西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室,西安710049;西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室,西安710049;西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室,西安710049;西安交通大学材料与工程学院,西安710049;西安交通大学材料与工程学院,西安710049;埼玉大学电气电子系统学部,日本埼玉县338-8570;埼玉大学电气电子系统学部,日本埼玉县338-8570【正文语种】中文【中图分类】TM28;TM851 引言绝缘子作为起支撑和绝缘作用的重要电气设备，在X 射线管、高功率速调管、中子束二极管、脉冲功率开关、加速器等众多高功率器件和大型设备上得到广泛的应用，其性能直接影响到真空高压电器设备的整体性能[1-3]。
低温共烧法制备荧光微晶玻璃研究进展
第49卷第8期 2021年8月硅 酸 盐 学 报Vol. 49，No. 8 August ，2021JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY DOI ：10.14062/j.issn.0454-5648.20200923低温共烧法制备荧光微晶玻璃研究进展林世盛1,2，林 航1,2，王元生1,2(1. 中国科学院福建物质结构研究所，中国科学院光电材料化学与物理院重点实验室，福州 350002；2. 中国福建光电信息科学与技术创新实验室(闽都创新实验室)，福州 350108)摘 要：荧光微晶玻璃是一类由晶相和非晶相构成的光功能复合材料。
低温共烧法为该类复合材料的有序-无序结构调控提供了有效的技术途径，使得“自下而上”的“按需设计”成为可能。
本文概述了低温共烧法制备荧光微晶玻璃的材料体系；重点介绍了结构调控、构效关系研究、性能优化方法的最新进展；列举了在先进光电器件中的最新应用情况；并探讨了未来可能的发展方向，包括新型材料体系研发、界面化学键合作用和离子扩散微观机理、光学模拟和仿真技术、新应用探索等。
关键词：微晶玻璃；荧光；低温共烧；照明；显示；稀土中图分类号：TB332 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2021)08–1550–09 网络出版时间：2021–06–17Development on Fabrication of Fluorescent Glass Ceramics withLow-Temperature Co-sintering MethodLIN Shisheng 1,2, LIN Hang 1,2, WANG Yuansheng 1,2(1. CAS Key Laboratory of Optoelectronic Materials Chemistry and Physics, Fujian Institute of Research on theStructure of Matter, Chinese Academy of Sciences, Fuzhou 350002, China;2. Fujian Science & Technology Innovation Laboratory for Optoelectronic Information of China, Fuzhou 350108, China)Abstract: Fluorescent glass-ceramic (GC) is an opto-functional composite material consisting of crystalline and amorphous phases. Low-temperature co-sintering method is an effective technical approach that can be used to regulate the ordered and disordered structures in this composite material, thus enabling “bottom-up” and “on-demand” design. In this review, material systems of fluorescent GC prepared by the low-temperature co-sintering method were outlined, and the structural manipulation, structure-property relationship and the improvement of luminescent property were emphasized. Recent applications in advanced optoelectronic devices were represented, and some possible aspects in the future development were discussed, such as development of novel material systems, interfacial chemical bond effect and interfacial ion diffusion mechanism. Moreover, optical simulation techniques and exploration of novel applications were elaborated.Keywords: glass-ceramic; fluorescence; low temperature co-sintering; lighting; display; rare earth荧光微晶玻璃(又称荧光玻璃陶瓷)是一类由微米/纳米级荧光功能晶体(有序结构)和特定组成无机玻璃(无序结构)所构成的多相复合材料[1]。
微晶玻璃的制备原理及其工艺过程
微晶玻璃的制备原理及其工艺过程一、微晶玻璃的制备原理微晶玻璃的制备主要通过两种方式实现：一种是熔融法，另一种是溶胶-凝胶法。
在熔融法中，玻璃材料首先被加热熔化，然后通过凝固过程形成微晶结构；在溶胶-凝胶法中，玻璃材料首先被溶解在溶剂中形成胶体溶液，然后通过凝胶过程形成微晶结构。
下面分别介绍这两种方法的制备原理。
1. 熔融法熔融法是最常用的微晶玻璃制备方法之一，其制备原理如下：首先将玻璃材料加热至熔化状态，然后通过控制降温速度和结晶条件，使其形成微晶结构。
具体步骤为：首先选取合适的玻璃成分，按一定比例混合搅拌；然后将混合了的玻璃粉末或块料加热至一定温度，使其熔化成液体；接着控制降温速度，使液态玻璃逐渐凝固结晶，形成微晶结构。
2. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种通过溶液的化学反应形成凝胶，然后通过加热干燥凝胶形成玻璃的方法。
其制备原理如下：首先将玻璃原料溶解在溶剂中形成胶体溶液；然后通过化学反应或加热使胶体溶液发生凝胶化反应，形成凝胶；最后将凝胶干燥成固体微晶玻璃。
二、微晶玻璃的制备工艺过程微晶玻璃的制备工艺过程包括以下步骤：原料准备、配料混合、熔炼、成型、退火、抛光等。
下面逐步介绍微晶玻璃的制备工艺过程。
1. 原料准备首先需要选取适合的玻璃成分，通常包括硼、硅、氧、钠、铝等元素。
这些原料按照一定比例进行称量，然后通过干燥、筛分等工艺处理，以确保原材料的质量和粒度符合要求。
2. 配料混合将称量好的原料按照配方比例混合搅拌，使各种元素均匀分布。
混合的过程一般在干燥室内进行，以防止水分对玻璃成分的影响。
3. 熔炼混合好的玻璃成分被加热至高温，使其熔融成液体。
熔炼温度一般在1200℃以上，根据不同的成分可以有所调整。
在熔炼过程中，需要不断搅拌，以确保成分混合均匀。
4. 成型熔融玻璃液通过拉拔、注射、压铸等方式成型，形成所需形状的微晶玻璃坯料。
成型过程需要控制温度、压力等参数，确保成型的精度和质量。
5. 退火成型后的微晶玻璃坯料进行退火处理，即将其加热至一定温度，然后缓慢冷却。
微晶玻璃可行性研究报告
微晶玻璃可行性研究报告微晶玻璃可行性研究报告（一）摘要：本文是对微晶玻璃的可行性研究报告。
微晶玻璃是一种新型的玻璃材料，具有很高的透明度和抗击打性能。
本文对微晶玻璃的制造工艺、市场需求以及应用前景进行了详细分析和研究，得出了在特定领域中，微晶玻璃具备广阔的市场前景和潜力的结论。
1. 引言微晶玻璃是一种由微观晶粒组成的玻璃材料，其晶粒大小通常在纳米到亚微米的量级。
由于微晶玻璃具有比普通玻璃更高的透明度和强度，它在一些特定领域具备广阔的应用前景。
因此，本研究旨在探讨微晶玻璃的可行性，从而为相关领域的研究人员和企业决策者提供参考依据。
2. 微晶玻璃的制造工艺微晶玻璃的制造工艺是实现其透明度和抗击打性能的重要保证。
现阶段，微晶玻璃的制造主要通过熔融法、溶胶-凝胶法和热机械处理法等方法实现。
2.1 熔融法熔融法是制造微晶玻璃的传统方法。
通过将玻璃原料加热至熔点，然后迅速冷却，可以得到较小晶粒尺寸的微晶玻璃。
然而，熔融法制备的微晶玻璃在晶粒尺寸和分布上存在一定的难度，同时生产成本较高。
2.2 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法采用溶胶的形式制备微晶玻璃。
通过溶解玻璃原料并得到凝胶状态，然后经过干燥、热处理等环节，最终得到微晶玻璃。
溶胶-凝胶法可以控制晶粒尺寸和分布，且制备过程较为简单，是目前制备微晶玻璃的主要方法之一。
2.3 热机械处理法热机械处理法通过热机械力学作用来制备微晶玻璃。
通过在玻璃材料中施加外力，例如拉伸或压缩，可以改变玻璃结构并得到微晶玻璃。
热机械处理法具有制备工艺简单、成本较低的优点，但对于制备微晶玻璃的晶粒尺寸和分布控制有一定的挑战。
3. 微晶玻璃的市场需求微晶玻璃具有优异的透明度和抗击打性能，在一些特定领域中具备广阔的市场需求。
3.1 手机显示屏微晶玻璃可以应用于手机显示屏的保护层，可以提供更高的透明度和抗击打性能，提高用户体验，并有效保护显示屏不受外界物理损伤。
3.2 光学器件由于微晶玻璃的高透明度，它可以作为光学器件的基底材料，例如激光器的窗口、光学镜片等，可以提高光学器件的传输效率和使用寿命。
铁尾矿、菱镁石尾矿制备微晶玻璃的研究报告
铁尾矿、菱镁石尾矿制备微晶玻璃的研究报告近年来，微晶玻璃作为一种新型的无机无晶体材料，由于其良好的机械性能、化学稳定性和光学性能等特点，受到了广泛的关注。
本文研究了铁尾矿和菱镁石尾矿作为主要原料制备微晶玻璃的方法及其性能。
1.实验方法1.1 原料处理将铁尾矿和菱镁石尾矿分别破碎并筛选，筛出粒径小于100目的细粉末。
然后将两种细粉末按照一定比例混合，加入适量的氧化镁和碳酸氢钠，放入干燥箱中预干燥。
1.2 烧结制备将混合物取出，按一定比例加入紫外辐射引发剂（这里用的是4,4'-双（二氟硫）二苯乙烷），并充分混合均匀。
将混合物压制成适当大小的形状，放入加有紫外线的光源下进行紫外光固化。
固化时间为2小时，光强为20mW/cm2。
然后将固化后的样品放入热处理炉中进行烧结。
烧结温度为900℃，保温时间为2小时。
烧结后，将样品冷却至室温。
1.3 性能测试测试烧结后样品的密度、硬度、抗压强度和显微结构。
2.实验结果经过以上实验方法，成功制备出铁尾矿和菱镁石尾矿制备的微晶玻璃。
测试结果显示，制备的微晶玻璃的密度为 3.29g/cm3，硬度为6.8GPa，抗压强度为541MPa。
显微结构观察下，样品呈现出均匀的微晶结构，晶粒大小在0.1-1μm之间。
3.分析和讨论制备微晶玻璃的关键在于烧结过程。
烧结温度和时间的控制直接影响微晶玻璃的性能。
本研究中，烧结温度为900℃，且保温时间为2小时，成功制备出品质良好的微晶玻璃。
由于铁尾矿和菱镁石尾矿中富含氧化镁和碳酸盐等元素，经过烧结后能够形成均匀的微晶结构。
此外，加入紫外辐射引发剂能够提高微晶玻璃的光学性能。
4.结论本研究成功制备出铁尾矿和菱镁石尾矿制备的微晶玻璃，具有良好的机械性能、化学稳定性和光学性能等特点。
该方法可以为废弃尾矿的综合利用提供一种新思路，也为微晶玻璃的开发提供了新的可持续的原料来源。
本研究中制备的铁尾矿和菱镁石尾矿制备的微晶玻璃的密度为3.29g/cm3，硬度为6.8GPa，抗压强度为541MPa，晶粒大小在0.1-1μm之间。
熔制法制备不同晶相的钙镁铝硅微晶玻璃
晶相。
Ｃ ａ Ｏ － Ｍｇ Ｏ — Ａ １ ２ （ ） ｒ － ｓ ｉ ０ （ Ｃ ＭＡ Ｓ ） 微 晶玻 璃是 重 要 的微 晶 玻璃体系之一 。 由于是四元系玻璃体 系 ， 所能析 出的晶相 也比 通常的三元玻璃体系要多。常见的晶相有透辉石 ［ Ｃ ａ Ｏ・ Ｍｇ Ｏ ・
２ Ｓ ｉ Ｏ ｚ ］ 、 钙长 石［ ｃ ａ ０・ ２ ０ ・ ２ Ｓ ｉ Ｏ ｚ ］ 、 堇青 石 ［ ２ Ｍｇ Ｏ‘ ２ ２ ０ ３ ‘
制备 。 Ｋ ｈ ａ ｔ ｅ ｒ ｔ ￣ ． 以高岭土 、 石灰石、 石英为主要原料制 备得 到了 Ｃ ＭＡＳ微晶玻璃 ， 主晶相包 括透辉石 ， 钙长石 ， 镁橄榄石 ， 微斜
长石等晶相 。 ｌ ａ ｒ ｎ ａ ｎ ｏ ｖ 网 对 比了以透辉石和硅灰石 为主要 晶
未析晶的块体玻璃 。 整体析 晶法制 备微 晶玻璃 ： 将所得的块体
的存在会使 其相 应的 Ｃ ａ Ｏ － Ｍｇ Ｏ － ２ （ ） ｓ ｉ ０ 。 体 系微 晶玻璃 具有优 良的力学性能 ， 因而受到广泛关注Ⅱ 一 踟 。近年来发现 ， 堇 青石晶相具有更为优异的力学性能， 使堇青石基微晶玻璃的 抗 弯强度可 以达到 ２ ５ ０ ＭＰ ａ ， 而透辉 石基微 晶玻 璃一般 只有 １ ０ ０ — １ ３ ０ Ｍ Ｐ ａ ， 其莫 氏硬度可 以到达 ７ ． ５ ～ ８ ． ０ ， 因而也逐渐 引起
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失பைடு நூலகம்程度较 大, 可加工性
能一般
失透严重, 不 可加工
均匀乳白色, 可加工性能
一般
乳白色, 可加 工性能很差
牙 白色, 可加 工性能不好
牙 白色, 可加 工性能不好
牙白色, 可加 工性能不好
牙白色, 可加 工性能不好
长, 且长大速度缓慢. 图 2b 为 600 e 8 h 晶化后的显微组织; 图 2c
晶化温度采用 550~ 750 e , 晶化时间选取在 015~ 10 h 之间. 晶化工艺对可加工性能影响的定 性分析采用锉刀锉削方式( 定量试验见后面) . 晶化 工艺与玻璃外观及加工性能的关系见表 2.
从表 2 中看出, 本配方晶化温度在 600~ 650 e 之间晶化的效果较好, 随温度的提高晶化时间可明 显缩短; 在 650 e 下, 仅 1~ 2 h 晶化后可加工性能 便很好. 图 2 为在不同晶化温度及时间时的微晶玻 璃显微组织结构.
650O1 151. 4 153. 4
\
152. 4
650O2 133. 6 154. 8 146. 6 142. 2
650O4 111. 5 101. 4 111. 4 109. 0
注: 编号中前 3 位数表示晶化温度; / O0 后的数字表示 晶化时间( h) ; 未晶化的原始玻璃抗弯强度为 76. 4 M Pa.
经多种配方熔融试验分析, 确定以表 1 成分为
试验用材料成分. 表 1 低熔点可加工微晶玻璃原料的化学成分
质量分数/ %
w SiO2 w B2O3 w K2O w Na2O w L i2O w Al2O3 w ZnO w MgO w F
45~ 50 7~ 15 5~ 8 2~ 7 3~ 7 5~ 20 2~ 12 7~ 20 2~ 10
本, 从而扩展其生产和应用的领域.
1 成分的分析与设计
可加工微晶玻璃良好的可加工性能在于其具有 独特的与天然云母类似的云母相组织结构. 其云母 相结构中碱金属离子层( 001) 面的结合力十分薄弱, 原因是结构中的碱金属离子间不能建立起紧密的结 合[ 3] . 在外力 作用下, 晶 体中裂纹很容 易通过薄弱 面进行传播, 而晶体框架控制着裂纹运行方向, 抑制
( a) 550 e 晶化 10 h
( b) 600 e 晶化 8 h
( c) 650 e 晶化 2 h
( d) 750 e 晶化 2 h
图 2 在不同晶化温度及时间时的微晶玻璃显微组织结构
第6期
马新沛, 等: 低熔点可加工微晶玻璃的研究
53
于晶化温度升高, 玻璃相粘度减小, 热力学、动力学 条件发生变化, 晶核形成速率下降而晶体生长速度 提高的影响所致. 图 2d 中的组织形态显然不利于微 裂纹的传播, 因此在 750 e 晶化的样品加工性能不 好.
3 机械性能与分析
3. 1 可加工性能 由于试验条件限制, 仅对本试验中不同晶化温
度、不同晶化时间的加工性能进行了对比测试. 可加 工性能采用钻削试验法, 试验参数: 钻速为 480 r/ min; 钻头直径 <= 3 m m; 力矩为 10 N @ 0102 m; 钻 削时间为 10 s; 忽略钻床的摩擦力.
为 650 e 2 h 晶化后的显微组织. 从图 2b、图 2c 中 可看出, 晶化较完全的晶体相约占 50% , 而 且晶体 较细( 3 Lm 以下) , 长宽比在 10~ 16 之间, 晶体框架 搭接较好. 从微裂纹扩展机理上分析, 这样的组织有
利于加工时微观裂纹的理想走向, 这正是可加工性 能要求的组织. 对比两图, 它们的组织结构相近, 这 说明温度和时间有互补作用. 图 2d 为 750 e 2 h 晶 化的组织. 从此图可观察到 750 e 晶化的形态与图 2b、图 2c 的晶体有所不同. 其云母针片较细小、数量 少, 出现了较多的近似等轴的片状结构, 这可能是由
较好
7 00
7 50
表2
1
无明显变化,
晶化工艺试验结果
保温时间/ h
2
4
8
无明显变化
不可加工
不可加工
有 失透现象, 失透程度加大, 可加工性能差 但不够均匀,
加工性能好
10 略有失透, 可 加工性能很差
完全失透, 成 均一牙白色, 加工性能好
失透加大, 可 失透均匀, 可 颜 色变白, 可 加工性能好 加工性能好 加工性能一般
图 4 为 750 e 8 h 晶化的组织结构. 从图中可清 楚地看出, 晶体中组织结构的框架断开, 晶体呈扁片 状结构. 有关晶体随晶化温度的变化过程有待于今 后进一步研究. 本研究中, 材料的强度与其它可加工 微晶玻璃的强度级别相符合, 属于该类微晶玻璃强 度的上限区, 具有易加工及相对高的强度( 通常可加 工微晶玻璃的抗弯强度为 49~ 147 M Pa[ 7] ) .
表 3 抗弯强度的测试结果
编号
试样 1
抗弯强度/ M Pa 试样 2 试样 3
平均值
550O10 83. 0
80. 2
80. 4
81. 2
600O4 101. 6 115. 7 108. 6 108. 5
600O6 152. 7 148. 2 155. 4 152. 1
600O8 147. 0 153. 3 145. 4 148. 2
( 1) 以适量的 B2O 3 代替 SiO 2. 因 B2O3 是 玻璃 形成的氧化物, 能与 SiO2 共同组成网络结构, 所以 在高温时能降低玻璃的粘度, 具有一定的助熔作用. 此外, B2O 3 还可以提高玻璃的热稳定性、化 学稳定 性及玻璃的机械性能.
( 2) 用多种网络调整体代替一种网络调整体, 可 以削 弱 连网 作 用, 增 强断 键 的积 聚作 用. 本 文 以 Li2O+ N a2O+ K2O 取代 K 2O 或 Li2O.
图 3 晶化温度和时间对加工性能的影响
3. 2 力学性能 微晶玻璃的强度指标采用三点弯曲形式测试.
收稿日期: 1998O10O13. 作者简介: 马新沛, 女 , 1952 年 2 月生, 材料科学与工程学院, 在职博士生, 副教授. 基金项目: 西安交通大学研究生院博士学 位论文基金资助项目.
第6期
马新沛, 等: 低熔点可加工微晶玻璃的研究
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了裂纹的自由扩展. 因此可以说, 晶体的云母相框架 结构是可加工微晶玻璃的内在本质. 可加工微晶玻 璃的成分组成通常为: R2OOM gOOA l2O3OSiO2OF 体系 ( R 表示碱金属) . 常见 的云母相结构 有: 氟金 云母 ( K Mg 3A lSi3O10 F2 ) ; 锂 云母 [ ( N a2O , K 2O ) Li ( M g, F e) [ A lSi3O11] F 2] 和四 硅酸 云母[ 4] ( KM g2. 5 Si4O 10 F 2) , 其中以氟金云母最常见. 1. 1 成分分析
从图 2a 中可看出, 由于 550 e 晶化的温度低, 受微晶形核、长大的热力学及动力学条件的限制, 既 使在长时间保温后, 也只有少数区域形成晶核并生
图 1 微晶玻璃常用晶化工艺曲线
52
西 安 交 通 大 学学 报
第 33 卷
加热温度/ e 0. 5
5 50
6 00
有失透现象,
6 50
可加工性能
600 e 、650 e 不同晶化时间 S 的钻削速 度 V 见图 3. 从图 3 可看出: 在 600 e 晶化的样品的晶化 时间为 6~ 8 h 时, 加工性能优异; 在 650 e 下晶化 的样品的晶化时间为 1~ 2 h 时, 加工性能优异. 这 也进一步说明了温度、时间的互补作用.
度下降.
第 33 卷 第 6 期 1999 年 6 月
西安交通大学学报 JOURNAL OF XIcAN J IAOT ONG UN IVERSIT Y
Vol. 33 l 6 Jun. 1999
低熔点可加工微晶玻璃的研究
马新沛, 李光新, 沈 莲, 周惠久
( 西安交通大学, 710049, 西安)
摘要: 采用同类型组分替代法, 用适量 B2O3、ZnO 等代替可加工微晶玻璃中部分对应组分, 使可加 工微晶玻璃的熔融温度得到较大幅度下降( 1 300 e 以下) , 并研究和使用了简化的晶化工艺, 在 600~ 650 e 进行晶化, 使材料获得了优良的加工性能和较高的强度( 可达 152 MPa) . 关键词: 低熔点; 可加工微晶玻璃; 晶化 中国图书资料分类法分类号: T Q171. 782
2 工艺性能与分析
2. 1 熔炼 为减少成分挥发, 研究采用高温加料法, 即将石
英坩埚随炉升温至 1 100~ 1 200 e 后加料, 并升到 熔炼温度, 经 1~ 2 h 保温后人工搅拌, 再保温 015~ 1 h 后 浇注在经预热的 铸铁模上, 形成 40 mm @ 5 mm @ 100 mm 板状样块. 经切割后, 进行晶化及其 它性能试验.
( 3) 变换中间体氧化物. 研究时选用 ZnO, ZnO 无毒, 属中间氧化物. 当玻璃中的游离氧足够多时, Z nO 可以形成 ZnO4, 而进入玻璃结构网络. 当游离 氧不足时, ZnO 处于网络之外, 有积聚作用. ZnO 进 入玻璃的组分, 能形成相当易熔的玻璃[ 5] . 此外, 它 也具有提高热稳定性和化学稳定性的作用, 但是过 量的 ZnO 会使玻璃易于析晶. 1. 2 成分确定
试验表明, 表 1 的成分在 1 150 e 即可熔融, 在 1 250 e 时便可形成粘度较小、无气泡、均匀、透明 的玻璃体. 2. 2 晶化
微晶玻璃常用的晶化工艺曲线有两种, 见图 1. 可加 工 微 晶 玻 璃 常 用 图 1a 的 形 式 进 行 晶 化 处 理[ 1~ 6] . 本研究从配方的组分影响及低熔融性质和 经济角度考虑, 设 定采用图 1b 的形式 进行晶化试 验.