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《武汉理工大学》 2006年
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SrO-Al_2O_3-SiO_2系统微晶玻璃的结构与性能研究

杜勇  
【摘要】:本文对微晶玻璃,尤其是SrO-Al_2O_3-SiO_2系统微晶玻璃的研究现状、制备技术及其应用作了较系统的叙述。在实验中,通过改变SrO-Al_2O_3-SiO_2系统微晶玻璃的基础组分,运用DTA、XRD、SEM等测试手段,结合微晶玻璃的抗折强度及热膨胀系数,研究其组成、热处理制度与结构、性能之间的相互联系和影响规律。并通过实验确立比较合理的组分以及热处理制度,制备具有优良性及合理晶相组成的微晶玻璃材料。 首先,研究了微晶玻璃中组分SrO含量的变化对微晶玻璃结构和性能的影响。研究表明:在SrO的含量变化范围内,微晶玻璃中只生成单斜锶长石晶相,并且随SrO含量的增加,微晶玻璃的抗折强度先增加后减小,在含量为20%时,微晶玻璃具有较高的强度和较低的热膨胀系数。同时,较低的核化温度与较高的晶化温度有利于玻璃的晶化和提高微晶玻璃的力学性能与热学性能。 其次,研究了微晶玻璃中另一组分Al_2O_3含量的变化对微晶玻璃结构和性能的影响。研究表明:当Al_2O_3含量较高时,微晶玻璃中生成单斜锶长石和六方硅铝锶石两种晶相,并且六方硅铝锶石向单斜锶长石转变:当Al_2O_3+SrO含量为20%+20%时,微晶玻璃微观结构致密,其热膨胀系数最小,当Al_2O_3+SrO含量为26%+20%时,微晶玻璃中生成晶相多,其抗折强度值最大。 进一步通过正交实验,研究热处理制度分别对微晶玻璃抗折强度和热膨胀系数的影响。对于抗折强度,较好的热处理制度为:核化温度925℃,核化时间3h,晶化温度1180℃,晶化时间2h。因素的主次顺序为:核化温度核化时间晶化温度晶化时间;对于热膨胀系数,热处理制度对其影响不大,只能在较小范围内改变微晶玻璃的热膨胀系数。 最后,在上述实验的基础上对晶核剂的组分进行调整,在保持TiO_2+ZrO_2总含量不变的情况下,通过改变TiO_2与ZrO_2的含量来研究晶核剂对微晶玻璃结晶与性能的影响。结果表明:以ZrO_2为晶核剂能够使微晶玻璃结构趋于紧密,降低热膨胀系数;以TiO_2为晶核剂使微晶玻璃析晶较少,剩余玻璃相较多,热膨胀系数变大;以ZrO_2+TiO_2为复合晶核剂,且含量为2%+2%时,微晶玻璃获得较优的抗折强度和低的热膨胀系数,综合性能最佳。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TQ171

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