钙含量对钙钛锆石-钡硼硅酸盐玻璃陶瓷结构的影响

摘要

采用熔融-热处理工艺制备SiO2-Na2O-B2O3-BaO-CaO-TiO2-ZrO2体系玻璃陶瓷,利用差热分析法(DTA)、傅氏转换红外线光谱分析仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等技术手段研究了晶核剂(CaO、TiO2和ZrO2)总含量为45％时,不同钙含量(CaO∶TiO2∶ZrO2=x∶2∶1(摩尔比),x=0.5～6)对玻璃陶瓷晶相和显微结构的影响,并采用粉末静态浸泡法(PCT)测试了C2(即x=2)玻璃陶瓷样品的抗浸出性能.结果表明:玻璃网络结构主要由[SiO4]、[BO3]和[BO4]构成,随着Ca含量的增加,更多的B以[BO4]加入玻璃网络中,玻璃转变温度Tg逐渐升高,放热峰温度逐渐降低,但峰强逐渐增高;x＜2时,样品中除CaZrTi2O7晶相外还有其他晶相(如TiO2和ZrO2)出现;当x=2和4时,样品中只有单一的CaZrTi2O7晶相;x=6时,有星状的CaZrTi2O7和柱状的CaTiO3晶相生成.PCT实验结果表明:B、Na、Ca元素的归一化浸出率随浸泡时间的增加而降低,并在28 d后保持不变,分别为8.4、7.8、2.2mg/(m2·d),与硼硅酸盐玻璃固化体浸出率处于同一数量级.