稀土摻雜對ZnO-B2O3-SiO2玻璃化學穩(wěn)定性及抗風化性能的影響.pdf

1、近年來硼硅酸鹽玻璃發(fā)展迅速,作為新興的玻璃材料,硼硅酸鹽玻璃具有高折射、低色散、良好的化學穩(wěn)定性和抗風化性能、優(yōu)良的光學特性,具有廣泛的應(yīng)用。但在使用過程中容易受到外界條件的侵蝕,表面逐漸變暗,影響其使用壽命,因此提高玻璃化學穩(wěn)定性和抗風化性能是實際應(yīng)用中很重要的問題。
　　針對上述問題,本實驗以鋅硼硅玻璃為研究對象,制備摻雜氧化釹、氧化釓、氧化釔的鋅硼硅玻璃,分別在去離子水、酸、堿和大氣中腐蝕玻璃。利用掃描電鏡觀察腐蝕后玻璃表面

2、形貌,能譜儀分析表面元素,電感耦合等離子發(fā)射光譜儀測試水溶液浸出的離子,XRD分析酸中膠狀物質(zhì)的成分;通過傅立葉紅外光譜儀分析玻璃的結(jié)構(gòu)。經(jīng)過系統(tǒng)性的研究稀土摻雜對鋅硼硅玻璃抗風化性能、化學穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)的影響,研究結(jié)果表明:
　　濕度是鋅硼硅玻璃風化過程中最主要的環(huán)境因素;稀土摻雜能提高鋅硼硅玻璃的抗風化性能,Y2O3效果最明顯,Gd2O3次之,Nd2O3僅有輕微效果,Y2O3和 Gd2O3的含量分別為1mol％、0.75mol％

3、時玻璃抗風化性能最好;鋅硼硅玻璃中混合摻雜Y2O3和Gd2O3比單摻雜稀土氧化物的抗風化性能優(yōu)良,玻璃中混合摻雜0.5mol％Y2O3和0.5mol％Gd2O3抗風化性能最好。
　　鋅硼硅玻璃的耐酸性最弱,耐水性最強,耐堿性介于中間;稀土氧化物摻雜能夠提高玻璃的化學穩(wěn)定性,由強到弱順序為:Y2O3>Gd2O3>Nd2O3,其最優(yōu)摻雜量分別為0.75mol％Gd2O3、1mol％Y2O3;混合摻雜能夠提高玻璃的化學穩(wěn)定性,0.5mo