氮、氟掺杂对钇铝硅酸盐玻璃结构与性能的影响
发布时间：2020-12-05 13:52
由于钇铝硅酸盐玻璃具有优良的热学性能和机械性能在军事、建筑和生物领域得到了广泛的研究,但钇铝硅酸盐玻璃仍存在熔制温度高、黏度大、透过率低等急需要解决的问题。本文以59SiO2-19Al2O3-6Y2O3-16CaO（mol%）玻璃为研究对象。利用电子万能材料试验机、三头研磨抛光机和维氏显微硬度计对不同含量氮、氟化物的钇铝硅酸盐玻璃机械性能进行研究,通过DSC和热膨胀仪分别确定玻璃化转变温度、膨胀软化温度和热膨胀系数,通过SEM、EDS、XRD和可见光透过率对玻璃表面析出物和透过率进行了研究,通过高温旋转黏度仪对玻璃黏度、料性和黏滞活化能进行研究,利用傅里叶红外光谱对结构进行表征,研究结果表明:氟化物掺杂过程中,F离子取代桥氧位置,使得桥氧变为非桥氧,增加钇铝硅酸盐玻璃结构中游离氧的数量。掺杂少量氟化物钇铝硅酸盐玻璃结构中Ca2+可以夺取部分游离氧,对网络有积聚作用,当氟化物为0-2 mol%时,钇铝硅酸盐玻璃的黏度、弯曲强度、耐磨性和维氏显微硬度都出现了增...
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
实验流程图
内蒙古科技大学硕士学位论文-18-3CaF2掺杂对钇铝硅酸盐玻璃性能和结构的影响本章主要研究了CaF2掺杂对钇铝硅酸盐玻璃性能和熔体结构的影响。采用传统熔融冷却法制备掺杂不同含量氟化物的玻璃样品，通过掺杂氟化物降低玻璃熔制温度并且可以呈现与钇铝硅酸盐玻璃相似的性能稳定性，重点探究氟化物对稀土铝硅酸盐玻璃黏度、熔体结构和玻璃热稳定性的关系，旨在改善钇铝硅酸盐玻璃的高温熔体结构，降低氟化物玻璃的析晶倾向，扩大其应用范围。实验选取59SiO2，19Al2O3，6Y2O3，16CaOmol%玻璃为基础玻璃F0，在基础玻璃组分上用CaF2不断取代CaO。（取代量为2.0、4.0、6.0、8.0mol%对应编号F1、F2、F3、F4）。3.1CaF2掺杂对钇铝硅酸盐玻璃结构的影响图3.1CaF2掺杂铝硅酸盐玻璃红外光谱曲线图3.1所示波数在400-1800cm1范围内玻璃样品的红外吸收光谱图，在这个波数范围内有四个明显的吸收峰[16]。由图可知在400-550cm1范围内、650-800cm1范围内、800-1200cm1范围内和1600cm1附近F0-F4都有明显的吸收峰。查阅文献可知在图中1600cm1附近吸收峰为羟基OH1的弯曲振动，400-530cm1范围内为Si-O-Si键、O-Si-O键和Si-O-Al键的弯曲振动[87]，620-760cm1范围内为Al-O键[AlO4]的弯曲振动。在870-1180cm1范围内为Si-O键[SiO4]的伸缩振动。935cm1附近为Si-F键的伸缩振动。650-750cm1范围内为Al-O或者Y-O键伸缩振动。900-1100cm1范围内为Si-O键的伸缩振动[88]。
氟化物掺杂钇铝硅酸盐玻璃的红外光谱高斯拟合图
【参考文献】：
期刊论文
[1]DSC测试玻璃化转变温度的优化方法[J]. 庞承焕,吴博,黄险波,叶南飚. 合成材料老化与应用. 2019(03)
[2]Er3+掺杂的锗碲酸盐玻璃结构及光谱性能研究[J]. 石冬梅,赵营刚. 发光学报. 2018(10)
[3]渐变型折射率钇铝硅酸盐玻璃光纤的制备[J]. 张晔明,丁新琪,肖湘杰,钟玖平,邱建荣. 硅酸盐学报. 2018(11)
[4]氟化物对氟闪石玻璃陶瓷反应析晶的影响[J]. 司伟,丁超,王瑞,潘伟. 稀有金属材料与工程. 2018(S1)
[5]氟化物玻璃陶瓷的氟挥发及对性能的影响[J]. 牛昌辉,蔡键烯,张存浩,彭诚,吴建青. 中国陶瓷. 2018(06)
[6]Er掺杂氟碲酸盐玻璃的制备和上转换发光性能的研究[J]. 韩勖,刘佳铭,朱永昌. 硅酸盐通报. 2017(S1)
[7]非晶材料玻璃转变过程中记忆效应的热力学[J]. 金肖,王利民. 物理学报. 2017(17)
[8]超薄铝硅酸盐玻璃发展及应用[J]. 刘红刚,平文亮,龚锋杰,王明忠,周翔磊. 科技创新导报. 2017(21)
[9]ZrO2掺杂对CaO–Al2O3–SiO2系玻璃结构和机械性能的影响[J]. 朱钦塨,王焕平,高任,杨清华,徐时清,叶仁广,ZHANG Xianghua. 硅酸盐学报. 2017(10)
[10]Al2O3对硼硅酸盐玻璃结构和性能的影响[J]. 朱奎,程金树,陆平,郭振强. 硅酸盐通报. 2017(01)
硕士论文
[1]稀土离子掺杂氮氧化物玻璃陶瓷制备及发光性能研究[D]. HAMED KARIMI.浙江大学 2014
[2]锂铝硅微晶玻璃高温粘度及性能的研究[D]. 李淑晶.武汉理工大学 2011
[3]MgO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃组成结构与光透过率关系的研究[D]. 王静.武汉理工大学 2011
[4]铝硅酸盐精细结构及长石的拉曼光谱研究[D]. 谢俊.中国地质大学（北京） 2008
本文编号：2899554
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
实验流程图
内蒙古科技大学硕士学位论文-18-3CaF2掺杂对钇铝硅酸盐玻璃性能和结构的影响本章主要研究了CaF2掺杂对钇铝硅酸盐玻璃性能和熔体结构的影响。采用传统熔融冷却法制备掺杂不同含量氟化物的玻璃样品，通过掺杂氟化物降低玻璃熔制温度并且可以呈现与钇铝硅酸盐玻璃相似的性能稳定性，重点探究氟化物对稀土铝硅酸盐玻璃黏度、熔体结构和玻璃热稳定性的关系，旨在改善钇铝硅酸盐玻璃的高温熔体结构，降低氟化物玻璃的析晶倾向，扩大其应用范围。实验选取59SiO2，19Al2O3，6Y2O3，16CaOmol%玻璃为基础玻璃F0，在基础玻璃组分上用CaF2不断取代CaO。（取代量为2.0、4.0、6.0、8.0mol%对应编号F1、F2、F3、F4）。3.1CaF2掺杂对钇铝硅酸盐玻璃结构的影响图3.1CaF2掺杂铝硅酸盐玻璃红外光谱曲线图3.1所示波数在400-1800cm1范围内玻璃样品的红外吸收光谱图，在这个波数范围内有四个明显的吸收峰[16]。由图可知在400-550cm1范围内、650-800cm1范围内、800-1200cm1范围内和1600cm1附近F0-F4都有明显的吸收峰。查阅文献可知在图中1600cm1附近吸收峰为羟基OH1的弯曲振动，400-530cm1范围内为Si-O-Si键、O-Si-O键和Si-O-Al键的弯曲振动[87]，620-760cm1范围内为Al-O键[AlO4]的弯曲振动。在870-1180cm1范围内为Si-O键[SiO4]的伸缩振动。935cm1附近为Si-F键的伸缩振动。650-750cm1范围内为Al-O或者Y-O键伸缩振动。900-1100cm1范围内为Si-O键的伸缩振动[88]。
氟化物掺杂钇铝硅酸盐玻璃的红外光谱高斯拟合图
【参考文献】：
期刊论文
[1]DSC测试玻璃化转变温度的优化方法[J]. 庞承焕,吴博,黄险波,叶南飚. 合成材料老化与应用. 2019(03)
[2]Er3+掺杂的锗碲酸盐玻璃结构及光谱性能研究[J]. 石冬梅,赵营刚. 发光学报. 2018(10)
[3]渐变型折射率钇铝硅酸盐玻璃光纤的制备[J]. 张晔明,丁新琪,肖湘杰,钟玖平,邱建荣. 硅酸盐学报. 2018(11)
[4]氟化物对氟闪石玻璃陶瓷反应析晶的影响[J]. 司伟,丁超,王瑞,潘伟. 稀有金属材料与工程. 2018(S1)
[5]氟化物玻璃陶瓷的氟挥发及对性能的影响[J]. 牛昌辉,蔡键烯,张存浩,彭诚,吴建青. 中国陶瓷. 2018(06)
[6]Er掺杂氟碲酸盐玻璃的制备和上转换发光性能的研究[J]. 韩勖,刘佳铭,朱永昌. 硅酸盐通报. 2017(S1)
[7]非晶材料玻璃转变过程中记忆效应的热力学[J]. 金肖,王利民. 物理学报. 2017(17)
[8]超薄铝硅酸盐玻璃发展及应用[J]. 刘红刚,平文亮,龚锋杰,王明忠,周翔磊. 科技创新导报. 2017(21)
[9]ZrO2掺杂对CaO–Al2O3–SiO2系玻璃结构和机械性能的影响[J]. 朱钦塨,王焕平,高任,杨清华,徐时清,叶仁广,ZHANG Xianghua. 硅酸盐学报. 2017(10)
[10]Al2O3对硼硅酸盐玻璃结构和性能的影响[J]. 朱奎,程金树,陆平,郭振强. 硅酸盐通报. 2017(01)
硕士论文
[1]稀土离子掺杂氮氧化物玻璃陶瓷制备及发光性能研究[D]. HAMED KARIMI.浙江大学 2014
[2]锂铝硅微晶玻璃高温粘度及性能的研究[D]. 李淑晶.武汉理工大学 2011
[3]MgO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃组成结构与光透过率关系的研究[D]. 王静.武汉理工大学 2011
[4]铝硅酸盐精细结构及长石的拉曼光谱研究[D]. 谢俊.中国地质大学（北京） 2008
本文编号：2899554
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