微波—电联合作用下玻璃陶瓷结构及高温介电性能的研究
发布时间：2021-05-17 12:25
绿色制备方法是未来材料制备的发展趋势,而微波加热法以无污染、绿色能量传递等优点被广泛应用在新型复合材料等领域。在制备过程中,微波加热法不仅缩短了材料制备时间且以独特的加热方式可改善材料结构,提高材料的性能。但CMAS系基础玻璃存在低温区吸波能力弱-升温速率缓慢,高温区因介电常数的变化引起的热失控问题,导致晶体异常长大、变形或团聚。并且,单独使用微波加热引起的物料内部温度高于外部环境温度,在产业化生产中存在产品变形、炸裂等问题,是利用微波热处理制备玻璃陶瓷的一个重大难题。本文以白云鄂博尾矿和粉煤灰为主要原料,采用微波热处理和传统热处理工艺制备CMAS系玻璃陶瓷,研究不同晶核剂及含量对玻璃陶瓷高温介电性能、显微结构及力学性能等方面的影响。通过电加热提供相应的温度场,利用微波的非热效应,并同时使温度场分布更加均匀的微波-电混合加热的思想并通过实验进行验证。得到如下结论:传统和微波热处理中,随着Cr2O3或Fe2O3外添含量的增多,样品的析晶温度降低,晶粒细化,析晶程度增强,理化性能在外添Cr2<...
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
1.1 尾矿玻璃陶瓷概述
1.1.1 尾矿玻璃陶瓷定义及特性
1.1.2 尾矿玻璃陶瓷分类
1.1.3 尾矿玻璃陶瓷的制备方法
1.1.4 尾矿玻璃陶瓷的研究现状
1.2 微波新能源的引入
1.2.1 微波加热的原理及特点
1.2.2 微波与材料的相互作用
1.3 微波法制备尾矿玻璃陶瓷的难点及应用现状
1.3.1 制备难点
1.3.2 微波技术在陶瓷材料中的应用发展
1.4 玻璃陶瓷高温微波介电性能对其析晶过程的影响
1.4.1 玻璃陶瓷的介电性能
1.4.2 介电性能微观机制
1.4.3 材料的微波介电性能
1.4.4 玻璃陶瓷高温微波介电性能对其析晶过程的影响
1.5 研究的内容、目的及意义
1.5.1 研究内容
1.5.2 研究目的及意义
2 实验材料与方法
2.1 实验原料
2.2 实验设备
2.3 玻璃陶瓷样品的制备
2.3.1 基础玻璃配方设计
2.3.2 玻璃陶瓷制备工艺
2.4 测试与表征
3 Cr_2O_3 添加量对玻璃陶瓷的影响
3.1 传统热处理中Cr_2O_3 对尾矿玻璃陶瓷的影响
3.1.1 差示扫描量热分析(DSC)
3.1.2 物相分析(XRD)
3.1.3 显微形貌分析(SEM)
3.1.4 物化性能分析
3.2 微波热处理中Cr_2O_3 对尾矿玻璃陶瓷的影响
3.2.1 物相分析
3.2.2 显微形貌分析
3.2.3 物化性能分析
3.3 微波-电联合热处理中Cr_2O_3 对尾矿玻璃陶瓷的影响
3.3.1 玻璃陶瓷高温微波介电性能的影响
3.3.2 物相分析
3.3.3 显微形貌分析
3.3.4 物化性能分析
3.4 本章小结
4 Fe_2O_3 添加量对玻璃陶瓷的影响
4.1 传统热处理中Fe_2O_3 对尾矿玻璃陶瓷的影响
4.1.1 差示扫描量热分析
4.1.2 物相分析
4.1.3 显微形貌分析
4.1.4 物化性能分析
4.2 微波热处理中Fe_2O_3 对尾矿玻璃陶瓷的影响
4.2.1 物相分析
4.2.2 显微形貌分析
4.2.3 物化性能分析
4.3 微波-电联合热处理中Fe_2O_3 对尾矿玻璃陶瓷的影响
4.3.1 玻璃陶瓷高温微波介电性能的影响
4.3.2 物相分析
4.3.3 显微形貌分析
4.3.4 物化性能分析
4.4 本章小结
5 微波热处理保温时间及温度对尾矿玻璃陶瓷的影响
5.1 微波热处理保温时间对含Cr_2O_3 玻璃陶瓷的影响
5.1.1 物相分析
5.1.2 显微形貌分析
5.1.3 物化性能分析
5.2 微波热处理温度对含Cr_2O_3 玻璃陶瓷的影响
5.2.1 物相分析
5.2.2 显微形貌分析
5.2.3 物化性能分析
5.3 微波热处理保温时间对含Fe_2O_3 玻璃陶瓷的影响
5.3.1 物相分析
5.3.2 显微形貌分析
5.3.3 物化性能分析
5.4 微波热处理温度对含Fe_2O_3 玻璃陶瓷的影响
5.4.1 物相分析
5.4.2 显微形貌分析
5.4.3 物化性能分析
5.5 本章小结
结论
参考文献
在学研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]TiO2对MgO-Al2O3-SiO2-TiO2-La2O3系微晶玻璃相变和微波介电性能的影响[J]. 王慧娟,李泊涛,林慧兴,姚晓刚,陈玮,罗澜. 硅酸盐学报. 2015(04)
[2]Cr2O3对白云鄂博西尾矿微晶玻璃显微结构及性能的影响[J]. 李保卫,王芳,陈华,赵鸣,张雪峰,杜永胜. 人工晶体学报. 2014(03)
[3]含复合晶核剂CaO–MgO–Al2O3–SiO2微晶玻璃析晶与性能[J]. 郭兴忠,杨辉,杨广跃,周箭. 硅酸盐学报. 2013(04)
[4]电子的介电常数研究[J]. 李应乐,李瑾,王明军,董群峰. 激光杂志. 2012(05)
[5]基础成分配比对白云鄂博尾矿微晶玻璃结构及性能的影响[J]. 李保卫,杜永胜,张雪峰,贾晓琳,陈华,赵鸣,邓磊波. 人工晶体学报. 2012(05)
[6]铁尾矿、菱镁石尾矿制备微晶玻璃的研究[J]. 雷岩,汪琦,刘焕春,孟保仓. 矿产综合利用. 2011(02)
[7]新型铁电玻璃陶瓷的研究进展[J]. 张文俊,陈国华,孙乾坤. 电子元件与材料. 2010(03)
[8]Development of Glass Ceramics Made From Ferrous Tailings and Slag in China[J]. LIU Cheng-jun, SHI Pei-yang, ZHANG Da-yong, JIANG Mao-fa(School of Materials and Metallurgy, Northeastern University, Shenyang 110004, Liaoning, China). Journal of Iron and Steel Research（International）. 2007(02)
[9]微波烧结工作原理及工业应用研究[J]. 刘继胜. 机电产品开发与创新. 2007(02)
[10]陶瓷微波烧结技术研究进展[J]. 林枞,许业文,徐政. 硅酸盐通报. 2006(03)
硕士论文
[1]掺杂钙硼硅微晶玻璃制备及性能研究[D]. 刘进壮.浙江大学 2016
[2]微波法熔融制备污泥灰微晶玻璃的实验研究[D]. 赵博研.哈尔滨工业大学 2010
本文编号：3191761
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
1.1 尾矿玻璃陶瓷概述
1.1.1 尾矿玻璃陶瓷定义及特性
1.1.2 尾矿玻璃陶瓷分类
1.1.3 尾矿玻璃陶瓷的制备方法
1.1.4 尾矿玻璃陶瓷的研究现状
1.2 微波新能源的引入
1.2.1 微波加热的原理及特点
1.2.2 微波与材料的相互作用
1.3 微波法制备尾矿玻璃陶瓷的难点及应用现状
1.3.1 制备难点
1.3.2 微波技术在陶瓷材料中的应用发展
1.4 玻璃陶瓷高温微波介电性能对其析晶过程的影响
1.4.1 玻璃陶瓷的介电性能
1.4.2 介电性能微观机制
1.4.3 材料的微波介电性能
1.4.4 玻璃陶瓷高温微波介电性能对其析晶过程的影响
1.5 研究的内容、目的及意义
1.5.1 研究内容
1.5.2 研究目的及意义
2 实验材料与方法
2.1 实验原料
2.2 实验设备
2.3 玻璃陶瓷样品的制备
2.3.1 基础玻璃配方设计
2.3.2 玻璃陶瓷制备工艺
2.4 测试与表征
3 Cr_2O_3 添加量对玻璃陶瓷的影响
3.1 传统热处理中Cr_2O_3 对尾矿玻璃陶瓷的影响
3.1.1 差示扫描量热分析(DSC)
3.1.2 物相分析(XRD)
3.1.3 显微形貌分析(SEM)
3.1.4 物化性能分析
3.2 微波热处理中Cr_2O_3 对尾矿玻璃陶瓷的影响
3.2.1 物相分析
3.2.2 显微形貌分析
3.2.3 物化性能分析
3.3 微波-电联合热处理中Cr_2O_3 对尾矿玻璃陶瓷的影响
3.3.1 玻璃陶瓷高温微波介电性能的影响
3.3.2 物相分析
3.3.3 显微形貌分析
3.3.4 物化性能分析
3.4 本章小结
4 Fe_2O_3 添加量对玻璃陶瓷的影响
4.1 传统热处理中Fe_2O_3 对尾矿玻璃陶瓷的影响
4.1.1 差示扫描量热分析
4.1.2 物相分析
4.1.3 显微形貌分析
4.1.4 物化性能分析
4.2 微波热处理中Fe_2O_3 对尾矿玻璃陶瓷的影响
4.2.1 物相分析
4.2.2 显微形貌分析
4.2.3 物化性能分析
4.3 微波-电联合热处理中Fe_2O_3 对尾矿玻璃陶瓷的影响
4.3.1 玻璃陶瓷高温微波介电性能的影响
4.3.2 物相分析
4.3.3 显微形貌分析
4.3.4 物化性能分析
4.4 本章小结
5 微波热处理保温时间及温度对尾矿玻璃陶瓷的影响
5.1 微波热处理保温时间对含Cr_2O_3 玻璃陶瓷的影响
5.1.1 物相分析
5.1.2 显微形貌分析
5.1.3 物化性能分析
5.2 微波热处理温度对含Cr_2O_3 玻璃陶瓷的影响
5.2.1 物相分析
5.2.2 显微形貌分析
5.2.3 物化性能分析
5.3 微波热处理保温时间对含Fe_2O_3 玻璃陶瓷的影响
5.3.1 物相分析
5.3.2 显微形貌分析
5.3.3 物化性能分析
5.4 微波热处理温度对含Fe_2O_3 玻璃陶瓷的影响
5.4.1 物相分析
5.4.2 显微形貌分析
5.4.3 物化性能分析
5.5 本章小结
结论
参考文献
在学研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]TiO2对MgO-Al2O3-SiO2-TiO2-La2O3系微晶玻璃相变和微波介电性能的影响[J]. 王慧娟,李泊涛,林慧兴,姚晓刚,陈玮,罗澜. 硅酸盐学报. 2015(04)
[2]Cr2O3对白云鄂博西尾矿微晶玻璃显微结构及性能的影响[J]. 李保卫,王芳,陈华,赵鸣,张雪峰,杜永胜. 人工晶体学报. 2014(03)
[3]含复合晶核剂CaO–MgO–Al2O3–SiO2微晶玻璃析晶与性能[J]. 郭兴忠,杨辉,杨广跃,周箭. 硅酸盐学报. 2013(04)
[4]电子的介电常数研究[J]. 李应乐,李瑾,王明军,董群峰. 激光杂志. 2012(05)
[5]基础成分配比对白云鄂博尾矿微晶玻璃结构及性能的影响[J]. 李保卫,杜永胜,张雪峰,贾晓琳,陈华,赵鸣,邓磊波. 人工晶体学报. 2012(05)
[6]铁尾矿、菱镁石尾矿制备微晶玻璃的研究[J]. 雷岩,汪琦,刘焕春,孟保仓. 矿产综合利用. 2011(02)
[7]新型铁电玻璃陶瓷的研究进展[J]. 张文俊,陈国华,孙乾坤. 电子元件与材料. 2010(03)
[8]Development of Glass Ceramics Made From Ferrous Tailings and Slag in China[J]. LIU Cheng-jun, SHI Pei-yang, ZHANG Da-yong, JIANG Mao-fa(School of Materials and Metallurgy, Northeastern University, Shenyang 110004, Liaoning, China). Journal of Iron and Steel Research（International）. 2007(02)
[9]微波烧结工作原理及工业应用研究[J]. 刘继胜. 机电产品开发与创新. 2007(02)
[10]陶瓷微波烧结技术研究进展[J]. 林枞,许业文,徐政. 硅酸盐通报. 2006(03)
硕士论文
[1]掺杂钙硼硅微晶玻璃制备及性能研究[D]. 刘进壮.浙江大学 2016
[2]微波法熔融制备污泥灰微晶玻璃的实验研究[D]. 赵博研.哈尔滨工业大学 2010
本文编号：3191761
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