低硼E玻璃的組成與性能研究.pdf

1、E玻璃因其有良好的電絕緣性能和機(jī)械性能,不僅廣泛運(yùn)用于生產(chǎn)電絕緣玻璃纖維,也大量運(yùn)用于生產(chǎn)玻璃鋼用玻璃纖維。B2O3是E玻璃中的重要原料之一,同時(shí)也占到了玻璃原料成本的一半以上,在制備過程中,B2O3容易揮發(fā),不僅容易引起玻璃成分變化,還會(huì)造成空氣污染。研究低硼E玻璃的組成與性能的關(guān)系,探索低硼E玻璃改善性能的途徑,對低硼E玻璃的研制與生產(chǎn)有重要指導(dǎo)作用。
　　本文以E玻璃組成體系為基礎(chǔ),用熔融淬冷法制備了不同成分配比的玻璃,采用

2、紅外光譜研究了玻璃的結(jié)構(gòu),XRD研究了析出的晶相,旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測試了玻璃的高溫粘度,排水法測試了玻璃的密度,采用粉末法研究了玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性。
　　研究結(jié)果表明B2O3替代CaO時(shí),主要以[BO3]進(jìn)入到玻璃結(jié)構(gòu)中,[BO3]對玻璃高溫粘度起到一定降低作用,但是由于替代的 CaO作為網(wǎng)絡(luò)外體,高溫降低熔體粘度的作用更加明顯,所以總體上粘度呈上升趨勢。隨著B2O3含量的減少,玻璃密度增加,化學(xué)穩(wěn)定性變好,析晶上限溫度增加。析晶相中 C

3、aSiO3含量逐漸變少,而CaAl2Si2O8相含量逐漸增大。
　　SiO2替代Al2O3,整體上粘度增加,同時(shí)替代Al2O3使得玻璃中游離氧的數(shù)量增多,對玻璃的高溫粘度的影響為在某一范圍內(nèi)氧化硅的引入降低了熔體粘度,同樣的在高溫區(qū)域變化的幅度更大,這與熔體的粘滯活化能在這個(gè)點(diǎn)有較大值有關(guān)。XRD結(jié)果表明隨著SiO2的替代,主晶相逐漸從鈣長石相轉(zhuǎn)變?yōu)楣杌沂?。隨著SiO2含量增加,玻璃的耐水性基本不變,稍有增強(qiáng);在增加SiO2的過

4、程中,剛開始耐酸性增強(qiáng),耐堿性減弱,隨后都逐漸減弱。
　　氧化鎂的增加對粘度起到降低的作用,氧化鍶對熔體粘度起到提高的作用,析晶溫度氧化鎂起到增加的作用,氧化鍶起到降低的作用。加入氧化鎂以后,析晶的主要析晶相為Ca(Mg,Al)(Si,Al)2O6透輝石相和CaAl2Si2O8鈣長石相,加入氧化鍶以后玻璃析晶相的主晶相為CaAl2Si2O8鈣長石相和Ca3(Si3O9)假硅灰石相。通過測試結(jié)果,可以看到在氧化鎂替代量3~6％之間和