添加劑對熔融石英陶瓷析晶和致密化的影響.pdf

1、熔融石英陶瓷是以熔融石英玻璃粉體為原料,采用傳統(tǒng)陶瓷的粉末成型、燒結工藝制備出的非晶態(tài)產品。它最早由佐治亞理工學院開發(fā)出來,因其極小的熱膨脹系數(shù)和介電常數(shù)、較高的硬度和高溫粘度,廣泛應用于冶金、航空等領域。熔融石英陶瓷克服了傳統(tǒng)玻璃生產工藝對大尺寸產品成型困難及熔制冷卻過程中內應力不易消除的缺點,但是需要在高溫下燒結,容易析出方石英相。方石英在降溫過程中不可避免地發(fā)生相轉變,而造成很大的體積變化,使得熔融石英陶瓷容易開裂失效。
　

2、　選擇合適的添加劑可以化解致密化和析晶的矛盾,特別是引入低熔點的酸性氧化物如B2O3玻璃形成體,不僅可以包覆在熔融石英表面,和破損的網絡體重新熔制,修復缺陷,起到較好的抑制析晶作用,而且可以引入液相燒結機制促進熔融石英的致密化。
　　本文以引入B2O3熔體為線索,通過XRD、SEM、密度、強度測試等分析手段,研究多種添加劑對熔融石英的燒結性能與析晶性能影響。研究結果表明:
　　添加B4C氧化引入B2O3熔體,具有比添加B2O

3、3更好的抑制結晶的效果;添加3.5wt.％ B4C、1150℃×4h燒結樣品室溫抗彎強度可達112MPa。
　　添加TiB2引入B2O3熔體同樣可以起到助燒、抑制析晶的效果,生成金紅石微晶相在高溫長時間燒結容易轉變?yōu)槿毖醯乃{綠色Ti7O13晶體。
　　添加ZnO在一定程度阻礙致密化,對析晶影響不大;添加ZnO-B2O3玻璃可以起到較好的助燒效果,但是顯著促進析晶。添加Bi2O3或Bi2O3基玻璃料顯著促進析晶,對致密化影響不