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玻璃 2020年第2期47卷 1-8页

作者：郭宏伟童强刘磊池龙兴何选盟徐松松胡腾娇汪枫帆陕西科技大学材料科学与工程学院西安710021 麦克玛斯特大学材料科学与工程系汉密尔顿L8S4L8

以SiO2、B2O3、Al2O3及碱土金属氧化物(MgO、CaO、SrO)为原料,利用高温熔融法制备无碱铝硼硅玻璃。研究不同CaO含量对无碱铝硼硅玻璃性能和结构影响作用规律。对玻璃进行了热综合分析(DSC)、耐化学稳定性和密度的性能测试,通过红外光谱(... 详细信息

以SiO2、B2O3、Al2O3及碱土金属氧化物(MgO、CaO、SrO)为原料,利用高温熔融法制备无碱铝硼硅玻璃。研究不同CaO含量对无碱铝硼硅玻璃性能和结构影响作用规律。对玻璃进行了热综合分析(DSC)、耐化学稳定性和密度的性能测试,通过红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)对玻璃试样进行网络结构分析。研究表明,玻璃的析晶区间面积随着CaO含量的增加,由3.7 J/g升高到15.03 J/g,[AlO6]和[BO4]的出现会导致玻璃网络结构疏松,玻璃的析晶倾向增强;玻璃的被酸侵蚀由3.6817 mg/cm2增加到4.2609 mg/cm2,玻璃被碱侵蚀由1.4199 mg/cm2降低到1.0907 mg/cm2,碱侵蚀的过程中生成的一层硅酸钙薄膜阻碍了反应的进行;随着CaO含量的增加,玻璃中的非桥氧含量增加,会促使[AlO4]向[AlO6]转变,CaO含量继续增加还会使[BO3]向[BO4]转变。

关键词：铝硼硅玻璃理化性能相转变 CaO

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无碱铝硼硅系玻璃结构的红外光谱

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硅酸盐学报 2007年第7期35卷 856-860,865页

作者：彭琳赵高凌应浩汪建勋翁文剑韩高荣浙江大学材料科学与工程学系硅材料国家重点实验室杭州310027

用熔融退火方法制备无碱SiO2-B2O3-Al2O3-RO(R=Mg,Ca,Sr,Ba)系玻璃。玻璃的成分范围以摩尔计为:SiO2,64.17%～70%;B2O3,7%～14.12%;Al2O3,9.88%～16.94%;RO总量,12%(2.4%MgO,4.8%CaO,2.4%SrO,2.4%BaO)。用Fourier变换红外光谱研究了上述玻璃系统结构随成分的变化规律,同时,对玻璃结构与热膨胀系数、密度等物理性质的关系也进行了研究。结果表明:在Al含量较高的铝硼硅系玻璃中,B更多的以[BO3]形态存在。随着SiO2和B2O3摩尔比的增大,[BO3]的量有所减少,而热膨胀系数呈增加趋势,密度出现极大值。随着Al2O3和B2O3摩尔比的增大,[BO3]的量出现极值,热膨胀系数也出现极值,密度总体趋势是增加的。铝硼硅系玻璃的热膨胀系数、密度等物理性质与玻璃结构密切相关。

关键词：铝硼硅玻璃 Fourier变换红外玻璃结构热膨胀密度

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铝硼硅系低介电常数玻璃纤维结构及失透行为研究

铝硼硅系低介电常数玻璃纤维结构及失透行为研究

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作者：李喜林重庆理工大学

学位级别：硕士

当前我国电子信息产业的高速发展,对于通信设备提出了高速化、高频化和小型化的需求。印制电路板和雷达天线罩等是信号传输工具关键部分,低介电常数玻璃纤维又是这些部分不可缺少的增强材料,有着十分重要地位。本文主要研究对象为铝硼... 详细信息

当前我国电子信息产业的高速发展,对于通信设备提出了高速化、高频化和小型化的需求。印制电路板和雷达天线罩等是信号传输工具关键部分,低介电常数玻璃纤维又是这些部分不可缺少的增强材料,有着十分重要地位。本文主要研究对象为铝硼硅系低介电常数玻璃,其应用背景是低介电常数玻璃纤维拉丝生产中可能遇到的分相或析晶问题。固定玻璃中其他组分,分别改变各种二价氧化物和CaO的摩尔比,外掺不同量的TiO2,设kn(n=1、2、3、4)=(MO/(MO+CaO))(MO为MgO、SrO、BaO、ZnO)。使用(MAS)NMR、FTIR、DSC、梯温析晶炉、XRD和SEM等测试手段,对铝硼硅系低介电常数玻璃纤维结构和失透行为做出了系统的研究,得出以下结论:随着k1的增大,玻璃网络结构逐渐解聚,玻璃结构中[BO4]、[AlO4]和含四个桥氧的[Si O4](Q4)相对含量减少,[BO3]逐渐增多;玻璃热稳定性随之降低,失透温度范围和失透上线温度都逐渐增大,其失透主要是由于分相引起的;k1较小时,玻璃分相形貌为蜂窝状的连通相,其机理为为亚稳分相,随着成分和热处理变化,富碱土金属和富硼相集聚析出,形成直径约为1μm的液滴相,稳定分相。随着k2的增大,玻璃结构中[BO4]、[AlO4]和Q4含量略有增多,SrO对玻璃网络结构有一定的增强作用,但并不明显。失透温度范围和失透上线温度都随之减小,甚至不失透,其失透主要是由于分相引起的。随着k3增大,玻璃结构更加稳定,玻璃结构中出现“硼反常”现象[BO4]含量先增多后减少,[AlO4]和Q4含量和桥氧数逐渐增多。BaO对玻璃网络结构有一定的增强作用,并且相对于SrO增强作用更大。失透温度范围和失透上线温度都随之减小,其失透主要是由于分相引起的。随着k4增大,ZnO对玻璃网络结构破坏和解聚作用增大,玻璃结构中[BO4]、[AlO4]和Q4相对含量减少,玻璃网络中非桥氧增多,并且各结构的变化相对于Mg组变化更大;其密度逐渐增大,失透温度范围和失透上线温度都随之增大。当ZnO含量较低和热处理温度较小时,失透主要是由于分相引起的。但随着k4值的增大和热处理温度升高和保温时间的延长,失透是由析晶引起的,主晶相为铝氧化锌(Al2ZnO4),次晶相为硼酸铝(Al8B4O33)。TiO2有减弱玻璃结构,促进玻璃分相和析晶的作用。随着外掺TiO2量增加,玻璃中各四面体结构单元四配位硼[BO4]、四配位铝[AlO4]和含有四个桥氧的[SiO4](Q4)逐渐减少,三配位硼[BO3]增多,玻璃结构稳定性减弱。其玻璃密度增大,其失透温度范围大大增加,其更加容易分相和析晶。析出主晶相是长约1μm的板条状的金红石型氧化钛晶体,次晶相是呈颗粒状的硼酸铝(Al18B4O33)晶体。

关键词：介电常数玻璃纤维铝硼硅玻璃结构失透

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