Li2O-Al2O3-SiO2系玻璃陶瓷微粉的晶化行為研究.pdf

1、鋰鋁硅(Li2O-Al2O3-SiO2,LAS)系玻璃陶瓷在不同溫度下燒結(jié)會形成不同的固溶體，其成分不僅復(fù)雜，而且每種成分具有不同的熱膨脹系數(shù)，導(dǎo)致得到的LAS系玻璃陶瓷性能不穩(wěn)定，其應(yīng)用受到了很大的限制。LAS微粉的基礎(chǔ)研究可以預(yù)報LAS粉的性能，還可以確定制備某種熱膨脹性能LAS玻璃陶瓷的工藝條件，LAS微粉晶化行為的研究屬于基礎(chǔ)研究，具有重大意義。
　　按照Li、Al、Si的九種不同配比，本論文采用丙烯酰胺網(wǎng)絡(luò)凝膠法制備出鋰

2、鋁硅(Li2O-Al2O3-SiO2,LAS)系玻璃陶瓷粉末。利用熱失重-差熱分析(TG-DTA)研究了LAS系微粉的熱失重變化。利用X射線衍射(XRD)、傅里葉紅外光譜(FT-IR)等分析手段研究了LAS體系的晶化行為，主要包括由非晶向晶態(tài)的變化過程以及在晶態(tài)下由鋰霞石向鋰輝石的相轉(zhuǎn)變過程。最后利用無機(jī)晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫及其配套軟件得到了用丙烯酰胺網(wǎng)絡(luò)凝膠法制得的LAS體系中出現(xiàn)的主要成分的晶體結(jié)構(gòu)信息。
　　X-射線衍射測試和紅外

3、光譜測試結(jié)果表明：不同配比形成的LAS樣品的晶化規(guī)律不同。非晶態(tài)時，首先形成短程有序的[SiO4]四面體。當(dāng)Si含量較低，700℃時，[AlO4]四面體開始出現(xiàn)，Si-O-Si和Si-O-Al開始形成，初步生成了β-鋰霞石固溶體。1100℃時，Li、Al、Si比例為1:1:1的樣品，[AlO4]四面體轉(zhuǎn)變?yōu)榱薣AlO6]八面體，體系原子重新排列，形成β-鋰輝石固溶體。Li、Al、Si比例為1:1:1.5的樣品并沒有發(fā)生β-鋰霞石固溶體向

4、β-鋰輝石固溶體的轉(zhuǎn)變。Li、Al、Si比例為1:1:2的樣品只有部分轉(zhuǎn)變。當(dāng)Si含量比較高時，體系由半晶態(tài)的[SiO4]四面體直接轉(zhuǎn)變?yōu)閇SiO4]四面體和[AlO6]八面體共存，同時形成Si-O-Si和Si-O-Al的結(jié)構(gòu)，β-鋰輝石固溶體生成。1100℃時，體系繼續(xù)保持β-鋰輝石固溶體結(jié)構(gòu)。
　　九種配比的LAS粉在不同溫度下燒結(jié)出現(xiàn)的晶態(tài)主要有六方LiAlSi2O6、四方LiAlSi3O8、六方LiAlSi3O8、四方Li