GSO體系高結(jié)晶度透明微晶玻璃的研究.pdf

1、根據(jù)鈉鈣硅體系高結(jié)晶度透明微晶玻璃制備成功的理論及工藝方法，本課題嘗試制取析出目標(biāo)晶相與Gd2SiO5(GSO)相同或相近的GSO體系高結(jié)晶度透明微晶玻璃。本論文研究了GSO系高結(jié)晶度透明微晶玻璃的基礎(chǔ)玻璃的制備技術(shù)，結(jié)構(gòu)及其表征，同時探索了較佳配方基礎(chǔ)玻璃的失透及晶化行為，為成功制取GSO系高結(jié)晶度透明微晶玻璃奠定了基礎(chǔ)。
　　采用傳統(tǒng)的熔體冷卻法對設(shè)計的基礎(chǔ)玻璃配方進行熔制，確定了較佳主體配方:38Gd2O3-38SiO2-2

2、2B2O3-2Li2O(mol％)，外加1wt％Sb2O3和1wt％ CeCl3.7H2O。利用透射電子顯微鏡(TEM)、紅外光譜(IR)、拉曼光譜(Raman)等分析手段對較佳配方所屬的xGd2O3-xSiO2-(1-2x)B2O3(x=27.5，30，32.5，35，37.5mol％)系玻璃的結(jié)構(gòu)進行了研究。結(jié)果表明:x[Gd2O3-SiO2]-(100-2x)B2O3(x=27.5，30，32.5，35，37.5mol％)系玻璃是

3、由不混溶的納米級富硅相和富硼相所組成，玻璃中存在納米級晶相，在高Gd2O3含量時，晶相為Gd4.67(SiO4)3O，而高B2O3含量時，晶相為GdBO3。玻璃晶化后，隨著Gd2O3含量的增加，析出主晶相由GdBO3轉(zhuǎn)變?yōu)镚d4.67(SiO4)3O。釓溶于富硼相中形成釓的偏硼酸結(jié)構(gòu)，剩余釓溶于富硅相中破壞硅氧網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生非橋氧鍵(NBO)，形成Q2和Q3基團。同時，釓離子團簇優(yōu)先形成于富硼相中，當(dāng)Gd2O3含量高(x≥37.5％)時

4、，富硅相中才出現(xiàn)釓離子團簇。當(dāng)x=32.5mol％時，玻璃中的NBO含量達到最大值，此時，玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)致密度最低，與堆積密度的測試結(jié)果一致。
　　利用差熱分析(DSC)和熱膨脹曲線分析確定了較佳配方基礎(chǔ)玻璃的核化晶化溫度制度。通過X射線衍射(XRD)分析、掃描電子顯微鏡(SEM)及能譜(EDS)分析等方法對基礎(chǔ)玻璃在熱處理后的失透及析晶行為進行了研究。結(jié)果表明:階梯溫度制度在阻止玻璃失透，擴大玻璃的相對穩(wěn)定區(qū)方面明顯優(yōu)于等溫溫度制