組分配比對(duì)Bi2O3-SiO2-B2O3系玻璃粉體結(jié)構(gòu)與性能的影響.pdf

1、采用熔融-淬火-球磨法制備外加少量Al2O3及ZnO的Bi2O3-SiO2-B2O3系玻璃粉體，利用馬弗爐對(duì)該系玻璃粉體進(jìn)行析晶熱處理，借助XRD、FT-IR、DSC、Q400EM熱膨脹儀等測(cè)試手段研究了SiO2/B2O3和Bi2O3/B2O3摩爾比對(duì)該系玻璃粉體的成玻性、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、特征溫度、熱膨脹系數(shù)、晶化特性的影響，通過(guò)粉體燒結(jié)實(shí)驗(yàn)、靜力稱衡法、抗水耐酸耐堿性測(cè)試方法評(píng)價(jià)了上述摩爾比對(duì)該系玻璃粉體的流動(dòng)性、密度、耐水耐酸耐堿性的影響

2、；基于不同升溫速度的DSC測(cè)試結(jié)果和Kissinger方程計(jì)算了析晶活化能，探討了組分配比對(duì)析晶活化能的影響規(guī)律，進(jìn)一步研究了析晶對(duì)該系玻璃結(jié)構(gòu)與性能的影響規(guī)律，為豐富該系玻璃粉體的結(jié)構(gòu)與性能知識(shí)及其組分設(shè)計(jì)、性能預(yù)測(cè)與優(yōu)化提供了實(shí)驗(yàn)研究基礎(chǔ)。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下：
　　1.初步分析了SiO2/B2O3摩爾比對(duì)Bi2O3-SiO2-B2O3系玻璃粉體結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律。該摩爾比在0.29~2范圍內(nèi)，玻璃粉體均呈典型非晶態(tài)，玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)

3、構(gòu)主要由[BO3]三角體、[BiO3]三角體、[SiO4]四面體、[BO4]四面體、[BiO6]八面體、[AlO6]八面體構(gòu)成，隨著該摩爾比從2降低到0.29，玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為先減弱后增強(qiáng)的變化趨勢(shì)。
　　2.探明了SiO2/B2O3摩爾比對(duì)Bi2O3-SiO2-B2O3系玻璃粉體性能的影響規(guī)律。該摩爾比從2降低到0.29過(guò)程中，玻璃轉(zhuǎn)變溫度Tg、析晶峰值溫度Tp和玻璃粉體的使用溫度呈先降低后升高變化，化學(xué)穩(wěn)定性呈先減弱后增強(qiáng)變

4、化，密度呈先減小后增加變化，而熱膨脹系數(shù)呈先增大后減?。辉谠撃柋确秶鷥?nèi)，該系玻璃粉體與石英玻璃基底間的潤(rùn)濕角均小于43°，潤(rùn)濕性好。
　　3.初步分析了Bi2O3/B2O3摩爾比對(duì)Bi2O3-SiO2-B2O3系玻璃粉體結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律。該摩爾比在0.43~2.33范圍內(nèi)，玻璃粉體均呈典型非晶態(tài)，玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要由[BO3]三角體、[SiO4]四面體、[BiO6]和[AlO6]八面體構(gòu)成，隨著該摩爾比從2.33降低到0.43，玻璃

5、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)呈逐漸增強(qiáng)的變化趨勢(shì)。
　　4.探明了Bi2O3/B2O3摩爾比對(duì)Bi2O3-SiO2-B2O3系玻璃粉體性能的影響規(guī)律。該摩爾比從2.33降低到0.43過(guò)程中，玻璃轉(zhuǎn)變溫度Tg逐漸升高，化學(xué)穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)，密度和玻璃熱膨脹系數(shù)逐漸減小，該摩爾比在0.43~1.5范圍內(nèi)，該系玻璃粉體與石英玻璃基底間的潤(rùn)濕角均小于41°，潤(rùn)濕性好。
　　5.分析了組分配比對(duì)Bi2O3-SiO2-B2O3系玻璃粉體析晶特性的影響規(guī)律。隨

6、著SiO2/B2O3摩爾比的減小，Bi4Si3O12、Bi12SiO20、Bi4B2O9晶相易相繼析出，析晶活化能先減小后增大，與玻璃結(jié)構(gòu)變化規(guī)律較吻合；Bi2O3/B2O3摩爾比為2.33和1.5時(shí)，隨熱處理溫度增加，Bi54SiO83、Bi24Al2O39、Bi24B2O39晶相和Bi12SiO20、Bi24B2O39晶相分別相繼析出，且析晶活化能都逐漸升高。
　　6.對(duì)比分析了析晶前后Bi2O3-SiO2-B2O3系玻璃粉體