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《武汉理工大学》 2010年
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R_2O-CaO-SiO_2系统微晶玻璃相变过程与机理的研究

宋树欣  
【摘要】: R20-CaO-SiO2-F系统微晶玻璃具有断裂韧性高、强度高、加工性能好等一系列突出的优点,可采用压延法进行连续式生产,是一种新型高档的建筑装饰材料。从国内外的研究现状来看,关于R20-CaO-SiO2-F系统微晶玻璃的研究主要集中在以硅碱钙石和磷灰石为主晶相的生物微晶玻璃上,而关于建筑装饰微晶玻璃并未涉及,即同生产工艺相配套的合理组成、相应相变过程及机理仍未明确。 因此本课题研究R20-CaO-SiO2-F系统微晶玻璃基础组成同母体玻璃结构之间相互影响关系,以及母体玻璃结构的改变对相变过程的影响,得出合理的组成和工艺制度,以合理控制相变过程,获取预期的结构和性能。 通过研究,取到以下研究成果: (1) R2O-CaO-SiO2-F系统玻璃中K2O、Na2O和CaO含量较高,且引入F,因此高温粘度较小,成形温度大约处于1100℃,能较好地适应压延工艺的成形要求。通过对熔体水淬试样进行研究,发现玻璃的熔体结构在高温下就发生了分相现象,分相区域为层状的,各层中析出了孤岛状的微分相区。结合Raman光谱可以发现这些分相区中析出了CaF2晶体。 (2) R2O-CaO-SiO2-F系统微晶玻璃的退火温度选取对于微晶玻璃的制备至关重要。当退火温度较高的时候,虽然试样仍然透明,并未发生明显的失透,但是试样中已有部分区域析出CaF2晶核。合适的退火温度为400℃-450℃。 (3) R2O-CaO-SiO2-F系统微晶玻璃在成核温度范围内发生了明显的分相现象,析出了氟化钙晶核。随着核化温度的升高,分相和成核得到了增强,并对晶化产生了影响。在晶化处理过程中,随着晶化温度的升高,‘晶体含量不断升高,但是晶相种类发生了改变,由硬硅钙石向硅碱钙石转变,且氟化钙含量降低。 (4)当微晶玻璃中氧化钾的引入量为5wt%左右时,微晶玻璃的主晶相为颗粒状的氟化钙和柱状的枪晶石,晶体含量为15%。氧化钾引入量由6wt%增加到8wt%时,其氧硅比由2.56升高到2.64,粘度随氧硅比的上升而急剧下降,玻璃转变点温度降低,于646℃析出氟化钙,而最大析晶峰温度升高,主要析出集束状a-硅碱钙石,次晶相为少量的氟化钙,晶体含量由35%增大到40%。综合考虑,合适的氧化钾含量应为7wt%左右。 (5)在微晶玻璃中,氧化铝都以四配位参与到硅氧网络结构当中。随着氧化铝的引入量由2.5 wt%增加到4.5 wt%,玻璃的网络结构得到加强,高温下玻璃中的质点,尤其是碱金属的迁移受到限制,影响主晶相的析出。当氧化铝含量为2.5 wt%时,微晶玻璃的主晶相为集束状的a-硅碱钙石,当氧化铝含量为3.5wt%时微晶玻璃的主晶相转变为颗粒状的氟化钙和板条状的硬硅钙石。当氧化铝引入量为4.5 wt%时,微晶玻璃析出a-硅碱钙石和氟化钙。 (6)随着氧化钙的引入量由10.8 wt%增加至16.8 wt%, R2O-CaO-SiO2-F系统微晶玻璃析出的晶相由硅碱钙石逐渐转变为硬硅钙石、硅酸钙及方石英等晶相。氧化钙含量的升高导致微晶玻璃析晶速率加快,晶粒尺寸变大,导致样品力学性能的降低。随着氧化钙的引入量由10.8 wt%增加至16.8 wt%,试样抗折强度由85 MPa降低至72 MPa。 (7)随着氟的引入量由3.4 wt%增加到6.4 wt%,促进了R2O-CaO-SiO2-F系统中硅碱钙石和a硅碱钙石的析出。氟含量的适量增加,可以通过提高析晶量起到提高样品力学性能作用。但氟引入量过高的也会使其析晶速率太快,生成粗大晶粒,导致样品力学性能的降低,使其抗折强度由86 MPa降低到66 MPa左右。 (8)采用两步法进行热处理,R2O-CaO-SiO2-F系统微晶玻璃析出硅碱钙石与a硅碱钙石晶体,且晶相含量较高,而采用一步法进行热处理所得主晶相为a硅碱钙石。在700℃热处理1小时的母体玻璃析出硬硅钙石,但通过延时热处理出现晶型转变,主晶相转变为硅碱钙石晶相,析出晶相的尺寸比两步法要小,但微观结构相似。研究结果表明:合适的核化温度位于450℃-550℃,合适的晶化温度位于750℃-850℃之间。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TQ171.1

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【引证文献】
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1 陈东东;微波法制备污泥灰微晶玻璃的工艺及重金属固化效果研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宁叔帆,何超,林宏飞,许淑惠;压延法矿渣微晶玻璃成分的研究[J];玻璃与搪瓷;2000年04期
2 桂世晏;;用含锂尾矿生产压延玻璃试验[J];玻璃;1979年01期
3 章蓉蓉;;对压延玻璃成份的理论探讨[J];玻璃;1980年02期
4 庄武;;玻璃退火窑压延速度的连续检测[J];玻璃;1983年02期
5 张振铎;压延玻璃出窑速度和长度的数字显示[J];玻璃;1984年04期
6 张振铎;压延玻璃窑窑压自调的两点改进[J];玻璃;1989年06期
7 张红明;压延玻璃生产线装备设计简介[J];玻璃;2000年02期
8 王长林,李丙南,贾杰,檀争国;压延微晶板材在玻璃混合机上的应用[J];玻璃;2004年02期
9 王双华;杨志方;杨志宏;张恒;;氟硅碱钙石微晶/玻璃自生复合材料的制备及其可加工性能研究[J];材料导报;2007年09期
10 秦燕军,王忠义,曹小刚,田杰谟;晶化温度对牙科用云母微晶玻璃微观结构的影响[J];第四军医大学学报;2001年12期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王宝康;;多孔玻璃微珠的制作过程对固定α-淀粉酶的影响[J];安徽化工;2007年06期
2 汪洋;利用铜尾矿烧制水泥熟料的技术研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);1998年01期
3 刘剑亚;TiO_2-SiO_2凝胶玻璃涂层的耐水性[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2002年03期
4 刘剑亚,钱达兴,周萘;示踪元素钐对磷酸盐玻璃微球性质的影响[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2003年04期
5 关岩;何平;徐晓伟;;各种添加剂对低温陶瓷结合剂性能的影响[J];辽宁科技大学学报;2008年Z1期
6 杜燕军,路有昌;澄清剂对消除玻璃液气泡的机理研究[J];安阳师范学院学报;2003年05期
7 王世驹,金志浩;工程陶瓷与金属材料的粘结[J];兵器材料科学与工程;1991年03期
8 朱春江;;高炉矿渣微晶玻璃的研制[J];宝钢技术;2010年03期
9 李玉萍,徐晓伟,张永杰,王碧燕;LiF和CaF_2助熔效果的研究[J];北京科技大学学报;2002年04期
10 张飙;白榴石对牙科玻璃陶瓷强度的影响[J];北京口腔医学;1999年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 贺可军;孙翔;;高硼硅玻璃全电熔窑炉设计体会[A];2011年全国玻璃窑炉技术研讨交流会论文汇编[C];2011年
2 石红星;;碎玻璃在玻璃瓶罐生产中的应用[A];2011年全国玻璃窑炉技术研讨交流会论文汇编[C];2011年
3 李明坤;;浅谈提高配合料质量的基本措施[A];2011年全国玻璃窑炉技术研讨交流会论文汇编[C];2011年
4 王秀兰;任瑞晨;刘洋;;差热分析在铁尾矿制备微晶玻璃中的应用[A];2009中国选矿技术高峰论坛暨设备展示会论文[C];2009年
5 匡敬忠;唐自清;;尾矿微晶玻璃研究进展[A];2009中国选矿技术高峰论坛暨设备展示会论文[C];2009年
6 刘丽涛;;国内难选鲕状赤铁矿的研究现状及新进展[A];2009年金属矿产资源高效选冶加工利用和节能减排技术及设备学术研讨与技术成果推广交流暨设备展示会论文集[C];2009年
7 杨娟;堵永国;张为军;周文渊;;LTCC基板材料研究进展[A];第十四届全国混合集成电路学术会议论文集[C];2005年
8 徐长伟;刘军;;CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2系统微晶玻璃析晶动力学研究[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
9 姜宏;王自强;郎明;;PDP基板玻璃的熔制机理初探[A];庆祝中国硅酸盐学会成立六十周年全国玻璃窑炉技术研讨交流会论文集汇编[C];2005年
10 黄勇;张立明;汪长安;杨金龙;谢志鹏;;先进结构陶瓷研究进展评述[A];庆祝中国硅酸盐学会成立六十周年专辑[C];2005年
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1 庞世红;夹层玻璃等效厚度研究[D];中国建筑材料科学研究总院;2009年
2 秦麟卿;含水无机物/热固性树脂复合材料的制备及阻燃性能研究[D];武汉理工大学;2010年
3 谢军;浮法锂铝硅系统微晶玻璃的组成、结构、性能及浮抛机理的研究[D];武汉理工大学;2010年
4 周德春;酸溶法光纤材料与传像束的制备及性能研究[D];长春理工大学;2011年
5 智广林;Er:CaF_2激光陶瓷的制备和性能研究[D];武汉理工大学;2011年
6 于洪浩;鞍山高硅铁尾矿的增值化利用研究[D];东北大学;2010年
7 温宁;牙科CAD/CAM用铝瓷材料的性能与渗透着色的研究[D];第四军医大学;2001年
8 秦燕军;牙科CAD/CAM加工用可切削云母微晶玻璃的研究[D];第四军医大学;2001年
9 孙颖;牙科可切削云母微晶玻璃呈色的研究[D];第四军医大学;2002年
10 李红;以钙云母为主相的高强度可切削牙科微晶玻璃的研究[D];四川大学;2002年
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1 刘红玉;陶瓷烧结法制备废渣微晶玻璃建材的研究[D];郑州大学;2010年
2 龙颖;Al_2O_3陶瓷及其表面金属化的低温烧成技术研究[D];长沙理工大学;2009年
3 王敏;用于LTCC的微晶玻璃的制备及其性能研究[D];合肥工业大学;2010年
4 张忠朋;稀土掺杂硼酸盐荧光粉及玻璃的微结构和发光性质研究[D];天津理工大学;2010年
5 夏冬;高膨胀低温共烧陶瓷基板材料性能研究[D];华东理工大学;2011年
6 安春国;医用玻璃及医疗废物灰渣熔融特性研究[D];浙江大学;2010年
7 王成行;云南某难选鲕状赤铁矿磁化焙烧试验研究[D];昆明理工大学;2009年
8 周竹君;多孔玻璃制备及工艺参数对其性能影响的研究[D];武汉理工大学;2010年
9 周微;熔融法制备纳米及微米级二氧化硅颗粒的研究[D];武汉理工大学;2010年
10 徐亮;面向微流控芯片的压电无阀微泵的研究[D];浙江大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 韦朝海,陈传好;污泥处理、处置与利用的研究现状分析[J];城市环境与城市生态;1998年04期
2 ;Studies of Atomic Structure and Physical Properties of Metal Clusters in MgO by HREM and Nano-probe Methods[J];Journal of Materials Science & Technology;1997年04期
3 李南生;;剩余污泥用于粉煤灰陶粒的研究[J];硅酸盐建筑制品;1993年02期
4 齐元峰;岳钦艳;岳敏;高宝玉;吴苏清;郗斐;;用于水处理填料的超轻污泥-粉煤灰陶粒的研制[J];功能材料;2010年06期
5 俞锐,叶青,叶文;城市污泥建材化的相关测试及研究[J];中国给水排水;2004年11期
6 曹明,郭兴忠,陈明形;结晶度在Li_2O-Al_2O_3-SiO_2系玻璃析晶研究中的应用[J];硅酸盐通报;2005年03期
7 翟学良;刘伟华;宋双居;胡亚伟;;溶胶-凝胶法制备功能陶瓷纤维材料研究进展[J];河北师范大学学报(自然科学版);2007年02期
8 许国仁;邹金龙;孙丽欣;;污泥作为添加剂制备轻质陶粒的试验研究[J];哈尔滨工业大学学报;2007年04期
9 岳敏;岳钦艳;李仁波;高宝玉;于慧;齐元峰;;城市污水厂污泥制备陶粒滤料及其特性[J];过程工程学报;2008年05期
10 于衍真;管丽攀;赵春辉;冯岩;;污泥渗水砖的制备研究[J];环境工程学报;2008年12期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 甘义群;城市污泥热解特性及资源化利用新方法试验研究[D];中国地质大学;2005年
2 杨梅;伟晶岩多孔微晶玻璃的研制及性能研究[D];大连理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 赵博研;微波法熔融制备污泥灰微晶玻璃的实验研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 曹彦圣;污泥的特性与烧制陶粒的可行性研究[D];浙江大学;2008年
3 宝志强;利用污泥制备生态水泥的初步研究[D];浙江大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 韦东滨,韩静涛,谢建新,胡海萍,陈军,贺毓辛;金属材料内部裂纹高温愈合实验研究[J];北京科技大学学报;2000年03期
2 程慷果,万菊林,梁开明;K-Mg-Al-Si-O-F玻璃析晶机制的研究[J];玻璃与搪瓷;1998年01期
3 李永利;张久兴;乔冠军;金志浩;;高性能可加工3Y-TZP/BN纳米复相陶瓷的制备[J];材料工程;2006年S1期
4 程慷果,万菊林,梁开明;具有定向显微结构的高强云母微晶玻璃[J];材料研究学报;1997年03期
5 朱建华;刘磊;赵海军;沈彬;胡文彬;;电铸nano-Al_2O_3/Cu复合材料的组织与性能[J];复合材料学报;2006年04期
6 李红,苟立,冉均国;以钙云母为主相的可切削微晶玻璃的显微结构和性能[J];功能材料;2001年05期
7 陈伟民,陈楷,邓再德,英廷照;氟硅酸盐微晶玻璃的结构和性能[J];硅酸盐通报;1998年02期
8 韩杰才,徐丽,王保林,张幸红;梯度功能材料的研究进展及展望[J];固体火箭技术;2004年03期
9 张孝文,夏一江,李成萃;四方相PZT陶瓷极化后电畴在空间取向分布的测定[J];硅酸盐学报;1982年04期
10 胡丽丽,姜中宏;玻璃析晶难易的一种新判据[J];硅酸盐学报;1990年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 乔冠军,金志诰;微晶玻璃的发展—组成、性能及应用[J];硅酸盐通报;1994年04期
2 温广武,雷廷权,周玉,魏溯皖;Li_2O-Al_2O_3-SiO_2微晶玻璃的烧结特性与性能[J];机械工程材料;1996年03期
3 何峰,钮峰;ZrO_2对CaO-Al_2O_3-SiO_2系统微晶玻璃烧结过程的影响研究[J];玻璃与搪瓷;2005年02期
4 刘明志,袁坚!硅酸盐工程研究中心,赵前!硅酸盐工程研究中心,王全!硅酸盐工程研究中心;琥珀色微晶玻璃装饰板材的研制[J];武汉工业大学学报;1998年01期
5 袁坚,张永爱,刘浩;Li_2O-ZnO-SiO_2系高膨胀微晶玻璃的制备和研究[J];山东陶瓷;2004年03期
6 张永爱,刘浩,袁坚;Li_2O-ZnO-SiO_2系高膨胀微晶玻璃的制备和研究[J];佛山陶瓷;2004年05期
7 姚强,陆雷,江勤;钢渣微晶玻璃的试验研究[J];硅酸盐通报;2005年02期
8 余海湖,赵宏声;可加工云母微晶玻璃的研制[J];国外建材科技;1997年03期
9 王惠生;;透红外微晶玻璃[J];砖瓦世界;1988年19期
10 陆翡翠,马品仲;国产V02微晶玻璃化学稳定性的研究[J];玻璃;1995年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 肖汉宁;赵运才;刘付胜聪;;功能微晶玻璃的研究现状及发展趋势[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年
2 张洪波;吴萍;苏春辉;邹翔宇;王轶敏;;Sm~(3+)掺杂ZnO-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃的制备[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第5分册)[C];2010年
3 王中俭;王允夫;;SiO_2—MgO—K_2O—F系统齿冠微晶玻璃研究[A];首届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1992年
4 范凌志;程继贵;蒋秋妹;;中温固体氧化物燃料电池微晶玻璃密封材料的研制[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第7分册)[C];2010年
5 史培阳;刘承军;王德永;朱传运;朱明伟;姜茂发;;铁矿渣微晶玻璃的研究与开发[A];中国金属学会2003中国钢铁年会论文集(2)[C];2003年
6 谢俊;程金树;何峰;;X射线衍射法测定微晶玻璃残余应力的研究[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
7 刘树江;刘世权;;山东省建筑微晶玻璃科技发展报告[A];山东省材料发展报告(2007-2008)[C];2008年
8 李宝璋;白金益;;微晶玻璃涂料在热镀锌锅防腐中的应用[A];2002北京电镀行业清洁生产研讨会论文集[C];2002年
9 郑伟宏;程金树;汤李缨;;热处理制度对高强微晶玻璃结构和性能的影响[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会玻璃论文集[C];2003年
10 矫灵艳;季一勤;刘涛;金玉竹;;微晶玻璃光学元件化学抛光工艺研究[A];2009年先进光学技术及其应用研讨会论文集(下册)[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 睢卓本报记者 许强;浮法透明航天微晶玻璃问世之谜[N];经理日报;2008年
2 柳亦农 李秀奎;浮法航天微晶玻璃通过国际检测认证[N];中国企业报;2009年
3 记者 汪朝霞;尾矿可造微晶玻璃[N];中国矿业报;2000年
4 陈晕 蒋冬青;我国微晶玻璃应用现状及前景[N];中国建材报;2000年
5 记者 刘荣慧 特约记者 谷永生;晶牛微晶玻璃猛创效益 工业领域大规模引用[N];中国建材报;2003年
6 柳文;中环捷宇公司推出抗菌自洁微晶玻璃技术[N];中国建材报;2003年
7 吴小福;微晶玻璃与结晶釉辨识[N];广东建设报;2005年
8 牛晓 刘卫军;中国企业新纪录发布(第十四批)重大信息[N];经理日报;2009年
9 谷永生 睢卓;自主创新赢得晶莹世界[N];中国建材报;2006年
10 记者 严明通讯员 睢卓;晶牛微晶集团浮法透明航天微晶玻璃填补世界空白[N];河北经济日报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 宋树欣;R_2O-CaO-SiO_2系统微晶玻璃相变过程与机理的研究[D];武汉理工大学;2010年
2 谢军;浮法锂铝硅系统微晶玻璃的组成、结构、性能及浮抛机理的研究[D];武汉理工大学;2010年
3 田培静;稀土掺杂钙镁铝硅系微晶玻璃结构及发光性能的研究[D];武汉理工大学;2010年
4 栾敬德;页岩飞灰重金属赋存形态及熔融制备的微晶玻璃性能研究[D];大连理工大学;2010年
5 张凯;模拟热态钢渣直接熔制微晶玻璃晶化规律[D];华中科技大学;2012年
6 刘晓秋;新型牙科微晶玻璃材料的初步研制[D];吉林大学;2004年
7 李秀英;Y-Mg-Si-Al-O-N玻璃和微晶玻璃的制备及其组成—结构—性能关系研究[D];中南大学;2010年
8 郑伟宏;掺杂对Li_2O-Al_2O_3-SiO_2系统微晶玻璃结构和性能的影响[D];武汉理工大学;2007年
9 秦燕军;牙科CAD/CAM加工用可切削云母微晶玻璃的研究[D];第四军医大学;2001年
10 李红;以钙云母为主相的高强度可切削牙科微晶玻璃的研究[D];四川大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 肖子凡;低成本CAS系统微晶玻璃结构与性能的研究[D];武汉理工大学;2010年
2 刘红玉;陶瓷烧结法制备废渣微晶玻璃建材的研究[D];郑州大学;2010年
3 王静;MgO-Al_2O_3-SiO_2系统微晶玻璃组成结构与光透过率关系的研究[D];武汉理工大学;2011年
4 孙帅;玄武岩矿渣微晶玻璃的制备研究[D];江苏大学;2010年
5 杨兰兰;过渡金属氧化物对R_2O-CaO-SiO_2-F系统微晶玻璃的着色机理的研究[D];武汉理工大学;2011年
6 张晓亮;光热敏微晶玻璃研究[D];长春理工大学;2010年
7 武艳萍;硫硒化镉对硅碱钙石微晶玻璃着色机理的研究[D];武汉理工大学;2011年
8 彭文琴;CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃的研究[D];湖南大学;2001年
9 林墨洲;锂铝硅微晶玻璃不混溶及其对析晶的影响研究[D];武汉理工大学;2011年
10 金盈;烧结法制备LAS系低膨胀微晶玻璃的研究[D];景德镇陶瓷学院;2010年
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