溶胶-凝胶法制备CaO-FeO-SiO系微晶玻璃的研究

摘要

本文采用溶胶凝胶法，以Ca(N03)2'4H20、Fe(N03)3'9H20、AgN03、(C2Hs)4S104为原料，制备出CaO-Fe203-Si02系和Ag20-CaO-Fe203-Si02系玻璃和微晶玻璃。利用DSC、TG、X-Ray衍射、SEM、VSM等现代理化测试技术，对微晶玻璃的磁性、组织结构以及不同晶核剂对玻璃晶化行为的影响进行了系统的研究，将理论分析与实验结果进行了相互验证。 结果发现，在溶胶一凝胶转变时，在CaO-Fe203-SiO2三元相图中处于低共熔点的样品凝结时间最短。而离低共熔点最远的，Si02含量较高的样品凝结时间最长，并且颜色也比其它样品黑：组分不同的基础玻璃密度、耐酸碱性大致相当，微晶玻璃密度略高一些，耐酸碱性也略有增强；微晶玻璃的饱和磁化强度和磁铁矿在玻璃中所占的体积分数有关。随着玻璃Fe203含量的增加，饱和磁化强度增大，而矫顽力与晶粒尺寸有关。CaO-Fe203-Si02玻璃的析晶活化能为532．763kJ／mol，频率因子为8．96×1023。随着升温速率的增加，晶体生长指数呈下降趋势；晶化后的CaO-．Fe203-Si02微晶玻璃的晶相为磁铁矿(Fe304)、硅灰石(CaSi03)、还有少量的赤铁矿(Fe203)；Ag20-CaO-Fe203-Si02(含3％Ag20)玻璃的析晶活化能为441~991kJ／mol，频率因子为1．58×1020；Ag20-CaO-Fe203一Si02(含3％AgaO)微晶玻璃具有抗菌性；ZnO对Ag20-CaO-Fe203-Si02玻璃的析晶有一定的促进作用，当ZnO含量增加到5％时，析晶活化能最低，为324．522kJ／mol；随着Zr02含量的增加，析晶活化能也逐渐降低，当Zr02含量为7％时，析晶活化能最低；当Cr203含量为1％时，样品的析晶活化能较低，随着Cr203含量的增加，样品的析晶活化能大幅度增加，表明Cr203作为Ag20-CaO-Fe203-Si02玻璃体系晶核剂，它的含量不宜过多；Ti02对Ag20-CaO-Fe203-Si02系玻璃的析晶有促进作用，在一定范围内能降低该玻璃的析晶活化能，当Ti02含量为5％时，析晶活化能最低，为398．635kJ／mol；随着Ce203含量的增加，样品的析晶活化能呈上升趋势，当Ce203含量为1％时，析晶活化能最低，为461．25kJ／mol，比没有加入晶核剂的析晶活化能高，说明Ce2O3在该玻璃体系中不是有效的晶核剂。不同晶核剂的加入并没有改变Ag20-CaO-Fe203-Si02系生物微晶玻璃的晶相，只是改变玻璃网络[SiO4】四面体在结构中结合排列方式，使AgaO—CaO-Fe203-Si02系生物微晶玻璃具有不同的表面形貌，根据实验和理论分析发现，最佳晶核剂为Zr02，含量是7％。

目录

文摘

英文文摘

独创性说明及关于论文使用授权的说明

引 言

1绪论

2试验材料和研究方法

3 CaO-Fe2O3-SiO2玻璃和微晶玻璃

4 Ag2O-CaO-Fe2O3-SiO2玻璃和微晶玻璃

5晶核剂对Ag2O-CaO-Fe2O3-SiO2玻璃晶化行为的影响

结论

参考文献

在学研究成果

致 谢