組分配比對Bi2O3-SiO2-B2O3系玻璃粉體結構與性能的影響.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，利用馬弗爐對該系玻璃粉體進行析晶熱處理，借助XRD、FT-IR、DSC、Q400EM熱膨脹儀等測試手段研究了SiO2/B2O3和Bi2O3/B2O3摩爾比對該系玻璃粉體的成玻性、網(wǎng)絡結構、特征溫度、熱膨脹系數(shù)、晶化特性的影響，通過粉體燒結實驗、靜力稱衡法、抗水耐酸耐堿性測試方法評價了上述摩爾比對該系玻璃粉體的流動性、密度、耐水耐酸耐堿性的影響

2、；基于不同升溫速度的DSC測試結果和Kissinger方程計算了析晶活化能，探討了組分配比對析晶活化能的影響規(guī)律，進一步研究了析晶對該系玻璃結構與性能的影響規(guī)律，為豐富該系玻璃粉體的結構與性能知識及其組分設計、性能預測與優(yōu)化提供了實驗研究基礎。主要研究內(nèi)容和結果如下：
　　1.初步分析了SiO2/B2O3摩爾比對Bi2O3-SiO2-B2O3系玻璃粉體結構的影響規(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)絡結

3、構主要由[BO3]三角體、[BiO3]三角體、[SiO4]四面體、[BO4]四面體、[BiO6]八面體、[AlO6]八面體構成，隨著該摩爾比從2降低到0.29，玻璃網(wǎng)絡結構表現(xiàn)為先減弱后增強的變化趨勢。
　　2.探明了SiO2/B2O3摩爾比對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，化學穩(wěn)定性呈先減弱后增強變

4、化，密度呈先減小后增加變化，而熱膨脹系數(shù)呈先增大后減小；在該摩爾比范圍內(nèi)，該系玻璃粉體與石英玻璃基底間的潤濕角均小于43°，潤濕性好。
　　3.初步分析了Bi2O3/B2O3摩爾比對Bi2O3-SiO2-B2O3系玻璃粉體結構的影響規(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)絡結構主要由[BO3]三角體、[SiO4]四面體、[BiO6]和[AlO6]八面體構成，隨著該摩爾比從2.33降低到0.43，玻璃

5、網(wǎng)絡結構呈逐漸增強的變化趨勢。
　　4.探明了Bi2O3/B2O3摩爾比對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過程中，玻璃轉(zhuǎn)變溫度Tg逐漸升高，化學穩(wěn)定性逐漸增強，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濕角均小于41°，潤濕性好。
　　5.分析了組分配比對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，與玻璃結構變化規(guī)律較吻合；Bi2O3/B2O3摩爾比為2.33和1.5時，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.對比分析了析晶前后Bi2O3-SiO2-B2O3系玻璃粉體