玻璃形成能力的研究.pdf

1、關(guān)于玻璃形成過程還是一個未被完全理解認知的過程，玻璃從熔融態(tài)到玻璃態(tài)的過程決定著玻璃形成能力大小。對于玻璃形成能力的研究已經(jīng)有幾十年了，但如何簡單量化玻璃形成能力大小還存在困難。本文主要目的主要是研究玻璃形成能力的表征以及與硅酸鹽玻璃熔體特性之間的關(guān)系，同時從動力學(xué)與熱力學(xué)兩方面研究玻璃形成的特性。
　　玻璃是一類具有短程有序長程無序的非晶材料，了解玻璃形成能力對預(yù)測材料結(jié)構(gòu)、理化性能具有非常重要意義。如果熔體在冷卻過程液相穩(wěn)定與

2、其競爭的晶相難以析出，則會促進熔體玻璃形成。本文首先測量了五個玻璃的粘度以及對應(yīng)的特征溫度來表征組成對玻璃形成能力的影響。通過(DSC)測得到玻璃轉(zhuǎn)變溫度Tg,析晶溫度Tc,以及熔化溫度 Tm這些參數(shù)與玻璃形成能力(GFA)之間的關(guān)系。通過表征參數(shù) KH=(Tc–Tg)/(Tm-Tc),以及Kw=(Tc–Tg)/Tm)來表征Zn2+/Mg2+變化對GFA的影響。同時Cpl/Cpg，△Cp、(Sc)、fg及dCpg/dT也用來表征玻璃形成

3、能力。通常玻璃粘度對玻璃形成能力有重要影響，它伴隨玻璃析晶的整個過程。同時了解表面性質(zhì)與析晶關(guān)系有利于進一步深化對玻璃形成動力學(xué)的認識，在此基礎(chǔ)上本文研究稀土氧化物Yb2O3、Er2O3對磷硅酸鹽玻璃非等溫析晶以及機的影響。
　　通過實驗發(fā)現(xiàn)通過對Tg，Tc、Tm隨組成的變化發(fā)現(xiàn)對于玻璃形成能力有重要的影響。同時我們應(yīng)用MYEGA方程擬合玻璃粘度得到脆性指數(shù)m，發(fā)現(xiàn)Zn2+/Mg2+比例對玻璃粘度以及脆性影響規(guī)律。同時發(fā)現(xiàn)熱力學(xué)與

4、動力學(xué)參數(shù)在表示玻璃形成能力時的聯(lián)系與區(qū)別。本文在對MgO-Al2O3-SiO2玻璃系統(tǒng)玻璃表面研究發(fā)現(xiàn)有趣現(xiàn)象，玻璃在氮氣氛圍下加熱為體析晶，在空氣中加熱時為表面析晶，同時應(yīng)用JMA理論對玻璃非等溫析晶進行計算，得到對應(yīng)數(shù)據(jù)。通過實驗旨在理解表面析晶與玻璃表面性質(zhì)、氣體環(huán)境、表面粗糙度等關(guān)系進而反映玻璃形成能力。對稀土氧化物Yb2O3、Er2O3研究結(jié)果表明Yb2O3、Er2O3促進Zn2SiO4的析出，但阻礙Na3PO4和AlPO4