添加劑對(duì)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(jié)工藝制備出的非晶態(tài)產(chǎn)品。它最早由佐治亞理工學(xué)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(yīng)用于冶金、航空等領(lǐng)域。熔融石英陶瓷克服了傳統(tǒng)玻璃生產(chǎn)工藝對(duì)大尺寸產(chǎn)品成型困難及熔制冷卻過程中內(nèi)應(yīng)力不易消除的缺點(diǎn),但是需要在高溫下燒結(jié),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(zhuǎn)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(diǎn)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(wǎng)絡(luò)體重新熔制,修復(fù)缺陷,起到較好的抑制析晶作用,而且可以引入液相燒結(jié)機(jī)制促進(jìn)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(qiáng)度測試等分析手段,研究多種添加劑對(duì)熔融石英的燒結(jié)性能與析晶性能影響。研究結(jié)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(jié)晶的效果;添加3.5wt.％ B4C、1150℃×4h燒結(jié)樣品室溫抗彎強(qiáng)度可達(dá)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(shí)間燒結(jié)容易轉(zhuǎn)變?yōu)槿毖醯乃{(lán)綠色Ti7O13晶體。
　　添加ZnO在一定程度阻礙致密化,對(duì)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(jìn)析晶。添加Bi2O3或Bi2O3基玻璃料顯著促進(jìn)析晶,對(duì)致密化影響不