Cu2O-Al2O3-SiO2偽三元體系高溫相行為分析以及與ZrW2O8化學(xué)反應(yīng)研究.pdf

1、本文概述了銅鋁硅酸鹽Cu2O-Al2O3-SiO2三元體系相行為研究的發(fā)展歷程，以及國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。由于銅鋁硅酸鹽Cu2O-Al2O3-SiO2玻璃材料具有比較低的膨脹系數(shù)，為5～10×10-7K-1，可與負(fù)熱膨脹系數(shù)化合物ZrW2O8制備成絕熱（與熱無關(guān)）的光學(xué)精密復(fù)合材料。目前對(duì)Cu2O-Al2O3-SiO2偽三元體系的相行為的相關(guān)研究報(bào)道卻比較少，因此，對(duì)Cu2O-Al2O3-SiO2偽三元系統(tǒng)的熱力學(xué)和相容性性能展開了研究，并

2、引入Cu2O-Al2O3-SiO2偽三元系統(tǒng)樣品與ZrW2O8進(jìn)行復(fù)合材料的合成，利用XRD、SEM等現(xiàn)代分析技術(shù)對(duì)所合成的材料進(jìn)行了表征與測(cè)試。豐要研究?jī)?nèi)容如下:
　　通過溶膠-凝膠法合成Cu2O-Al2O3-SiO2低膨脹氧化物樣品，借助XRD、TMA等熱分析手段對(duì)其熱力學(xué)和相容性的研究進(jìn)行表征發(fā)現(xiàn):其低共熔點(diǎn)溫度為1070℃，組成為25％mol of Cu2O，13％mol of Al2O3，和62％mol of SiO2。

3、采用SEM從1020～1100℃溫度范圍內(nèi)分析燒結(jié)12小時(shí)淬冷樣品的微觀形貌。結(jié)果表明溫度為1080℃時(shí)，出現(xiàn)了液相相容性的現(xiàn)象。此時(shí)，第二液相松散分布在主液相里，且密度隨著濕度的升高而增加。同時(shí)，還觀測(cè)不同組成配比樣品的液相相容性區(qū)域里具有不同微觀形貌。
　　采用共沉淀混合物高溫?zé)Y(jié)的方法制各了ZrW2O8，采用SEM等現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)對(duì)其進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:ZrW2O8穩(wěn)定存在的溫度區(qū)間為1100～1200℃;樣品的晶胞常數(shù)a=

4、0.91612nm，晶胞體積為0.76865nm3;膨脹系數(shù)平均值大約為-10.27μm/(m·℃)。運(yùn)用溶膠-凝膠法合成了Al2O3-ZrW2O8、SiO2-ZrW2O8和CuO-ZrW2O8三種復(fù)合材料。通過DTA進(jìn)行熱分析，研究了三種復(fù)合材料的熱分解及其在升溫過程中的化學(xué)反應(yīng)。
　　借助于XRD、TMA等熱分析手段對(duì)1150℃制備的Cu2O-Al2O3-SiO2淬冷樣品進(jìn)行表征:觀察到不同組成配比樣品在1150℃條件下燒結(jié)后

5、是完全熔融的;其中一部分淬冷樣品處于完全無定型狀態(tài)，即沒有明顯的晶相衍射峰存在，為完全的液相熔融。另外一部分淬冷樣品在淬冷時(shí)有晶體析出;采用溶膠-凝膠法在較低溫度下合成Cu2O-Al2O3-SiO2/ZrW2O8復(fù)合材料，分析結(jié)果表明:最佳燒結(jié)溫度為600℃;最佳燒結(jié)時(shí)間為2小時(shí);摻入量為30wt％Cu2O-Al2O3-SiO2低膨脹氧化物合成的復(fù)合材料燒結(jié)效果最好。在1150℃合成的復(fù)合材料，以摻入量A(B)為1 wt％淬冷樣品的復(fù)合