氟化物玻璃陶瓷的性能優(yōu)化研究
發(fā)布時間:2021-10-16 12:42
氟化物玻璃陶瓷具有長石質日用瓷相似的外觀和使用性質。提高氟化物玻璃陶瓷的抗熱震性對拓展其應用具有重要的意義。玻璃陶瓷的抗熱震性主要與其熱膨脹系數、強度等性質有關,這些性質又與顯微結構以及工藝條件有關,例如玻璃陶瓷的析晶狀況,鋼化的程度等。在工藝條件不發(fā)生重大改變的前提下,玻璃陶瓷的配方組成是對性質影響最重要的因素。因此,本論文在現(xiàn)有體系的基礎上,研究了組成中Ba O、Ca O、K2O等氧化物對析晶以及主要性質的影響,并獲得了抗熱震性較好的氟化物玻璃陶瓷配方。同時,創(chuàng)新性地在氟化物玻璃陶瓷表面制備了Ti O2涂層,提高了其易潔性、抗菌性等表面性質,達到了氟化物玻璃陶瓷整體性能優(yōu)化的目的。本論文主要工作和結論如下:首先,通過正交實驗探究了Ba O、Ca O、K2O含量對熔化溫度、制品白度和抗熱震性能的影響。Ba O、Ca O取代Na2O會提高熔化溫度,降低制品白度,提高抗熱震性;K2O取代Na2O會提高熔化溫度、制品白度和抗熱震性。當Ba O、Ca O、K
【文章來源】:華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:93 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
TiO2光催化反應原理圖[72]
第一章緒論11應見式(1-8)-(1-10)。h+VB+H2O→·OH+H+(1-5)e-CB+O2→·O2-(1-6)·O2-+H+→·OOH(1-7)·OH+污染物→CO2+H2O(1-8)·O2-+污染物→CO2+H2O(1-9)·OOH+污染物→CO2+H2O(1-10)1.3.2TiO2的光致親水性原理TiO2的光致親水性是指負載TiO2的材料經紫外光照射后,水滴與其表面的接觸角可小于5°。對于TiO2的光致親水性,有三種機制解釋,包括光致表面缺陷的產生,光致表面羥基團的重構和光催化表面有機物的降解[82-84]。其中最先提出也是最為廣泛接受的機制是光致表面缺陷的產生,即在紫外光的照射下,表面形成氧空位缺陷,使負載TiO2的材料具備超親水性,其機理見圖1-2。圖1-2光致親水性示意圖[72]Fig.1-2Schematicrepresentationofphoto-inducedhydrophilicity[72]通過顯微摩擦力研究發(fā)現(xiàn),紫外光照射下的TiO2表面結構發(fā)生了改變,影響了固液
第二章實驗內容19圖2-1氟化物玻璃陶瓷的制備流程Fig.2-1Thepreparationprocessoffluorideglass-ceramic制備氟化物玻璃陶瓷具體步驟為:將設計好的配方準確稱量后,放入球磨罐中,利用行星式球磨機將配料混合均勻,然后倒入剛玉坩堝并放入電爐中,隨電爐升溫至設定溫度保溫1小時,而后將一部分熔融的玻璃液倒入預熱好的石墨模具中,進行退火處理,獲得的塊狀樣品用于強度、熱膨脹系數等測試;另一部分倒入水中淬冷,球磨烘干,獲得的粉狀樣品用于燒結溫度和熔融溫度測試。2.4測試與表征2.4.1X射線衍射分析X射線衍射(XRD)可用來分析材料的物相組成、物相含量、晶粒尺寸、微觀應力應變等。一束X射線照射到物體表面,當入射角θ和X射線波長λ及晶面間距d滿足布拉格方程時,會發(fā)生衍射現(xiàn)象,不同的晶體具有不同結構,因此產生的衍射花樣各不相同,可根據衍射峰的位置和相對強度確定材料中含有的物相以及對應物相的相對含量,根據衍射峰的峰形及寬化程度測定晶粒尺寸等。此測試手段具有制樣簡單、實驗結果穩(wěn)定性好、樣品可回收等特點。本實驗使用X’pertPRO型(荷蘭PANalytical)X射線衍射儀對氟化物玻璃陶瓷中的物相進行定性和定量分析,測試條件為:CuKα靶,X射線波長λ為0.154nm,掃描范圍5°-90°,管壓40kV,管流40mA,定性分析時步長0.033°,停留時間10s,定量分析時步長0.016°,停留時間40s。慢掃譜圖使用Maud軟件精修處理,確定晶相含量。精修要求:Rw(%)<10,sig<1.5。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Dy3+/Tb3+雙摻含SrWO4晶相玻璃陶瓷的合成與能量傳遞[J]. 魏玉霖,張洪波,王彤,鄒翔宇,蘇春輝. 無機化學學報. 2019(12)
[2]溶膠——凝膠法制備二氧化鈦薄膜及其光學性質研究[J]. 周歧剛. 世界有色金屬. 2018(22)
[3]磁控濺射技術制備二氧化鈦薄膜研究進展[J]. 王博,魏世丞,王玉江,郭蕾,梁義,潘復生,徐濱士. 表面技術. 2018(08)
[4]幾種餐飲具用耐熱玻璃的性能比較分析[J]. 石王濤,袁杰,郭琳,蔣偉忠. 玻璃與搪瓷. 2018(02)
[5]濺射方法和基體材料對氧化鈦薄膜微觀結構的影響[J]. 紀律,汪慶,馬東林,謝東,程丹,景鳳娟,黃楠. 表面技術. 2017(09)
[6]論日用玻璃陶瓷的研發(fā)及產業(yè)化[J]. 詹建懷. 佛山陶瓷. 2017(06)
[7]日用玻璃陶瓷生產新技術[J]. 詹建懷. 陶瓷. 2017(06)
[8]日用玻璃陶瓷產品的質量要求分析[J]. 詹建懷,張存浩. 陶瓷. 2015(07)
[9]Enhancement of Electric Conductivity in Transparent Glasse—Ceramic Nanocomposites of Bi2O3—BaTiO3 Glasses[J]. A.A.Bahgat,M.G.Moustafa,E.E.Shaisha. Journal of Materials Science & Technology. 2013(12)
[10]納米TiO2薄膜制備方法的研究進展[J]. 郝晏. 化工技術與開發(fā). 2013(11)
博士論文
[1]新型氧化物玻璃/陶瓷熒光體的設計、制備及性能研究[D]. 鄭銳林.南京郵電大學 2018
[2]新型透明玻璃陶瓷的合成和光轉換的研究[D]. 胡芳芳.中國科學技術大學 2017
碩士論文
[1]銳鈦礦TiO2結晶釉的制備與光催化性能研究[D]. 趙海巖.華南理工大學 2019
[2]氟化物玻璃陶瓷的氟揮發(fā)特性及結構與性能研究[D]. 牛昌輝.華南理工大學 2018
[3]自清潔外墻磚TiO2薄膜的制備與表征[D]. 黃習旋.華南理工大學 2016
[4]不同氧化物對NCSP系乳白玻璃性能的影響及其化學穩(wěn)定性的研究[D]. 李自豪.東華大學 2016
[5]日用瓷釉面微結構及性能研究[D]. 龍思琦.河北工業(yè)大學 2015
[6]低熔點裝飾乳濁玻璃結構與性能的研究[D]. 田維.武漢理工大學 2014
[7]ZnO-B2O3-SiO2系統(tǒng)耐熱乳白玻璃的研制[D]. 許靖琨.東華大學 2013
[8]低氟環(huán)保乳濁玻璃的制備與研究[D]. 楊占峰.東華大學 2008
本文編號:3439827
【文章來源】:華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:93 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
TiO2光催化反應原理圖[72]
第一章緒論11應見式(1-8)-(1-10)。h+VB+H2O→·OH+H+(1-5)e-CB+O2→·O2-(1-6)·O2-+H+→·OOH(1-7)·OH+污染物→CO2+H2O(1-8)·O2-+污染物→CO2+H2O(1-9)·OOH+污染物→CO2+H2O(1-10)1.3.2TiO2的光致親水性原理TiO2的光致親水性是指負載TiO2的材料經紫外光照射后,水滴與其表面的接觸角可小于5°。對于TiO2的光致親水性,有三種機制解釋,包括光致表面缺陷的產生,光致表面羥基團的重構和光催化表面有機物的降解[82-84]。其中最先提出也是最為廣泛接受的機制是光致表面缺陷的產生,即在紫外光的照射下,表面形成氧空位缺陷,使負載TiO2的材料具備超親水性,其機理見圖1-2。圖1-2光致親水性示意圖[72]Fig.1-2Schematicrepresentationofphoto-inducedhydrophilicity[72]通過顯微摩擦力研究發(fā)現(xiàn),紫外光照射下的TiO2表面結構發(fā)生了改變,影響了固液
第二章實驗內容19圖2-1氟化物玻璃陶瓷的制備流程Fig.2-1Thepreparationprocessoffluorideglass-ceramic制備氟化物玻璃陶瓷具體步驟為:將設計好的配方準確稱量后,放入球磨罐中,利用行星式球磨機將配料混合均勻,然后倒入剛玉坩堝并放入電爐中,隨電爐升溫至設定溫度保溫1小時,而后將一部分熔融的玻璃液倒入預熱好的石墨模具中,進行退火處理,獲得的塊狀樣品用于強度、熱膨脹系數等測試;另一部分倒入水中淬冷,球磨烘干,獲得的粉狀樣品用于燒結溫度和熔融溫度測試。2.4測試與表征2.4.1X射線衍射分析X射線衍射(XRD)可用來分析材料的物相組成、物相含量、晶粒尺寸、微觀應力應變等。一束X射線照射到物體表面,當入射角θ和X射線波長λ及晶面間距d滿足布拉格方程時,會發(fā)生衍射現(xiàn)象,不同的晶體具有不同結構,因此產生的衍射花樣各不相同,可根據衍射峰的位置和相對強度確定材料中含有的物相以及對應物相的相對含量,根據衍射峰的峰形及寬化程度測定晶粒尺寸等。此測試手段具有制樣簡單、實驗結果穩(wěn)定性好、樣品可回收等特點。本實驗使用X’pertPRO型(荷蘭PANalytical)X射線衍射儀對氟化物玻璃陶瓷中的物相進行定性和定量分析,測試條件為:CuKα靶,X射線波長λ為0.154nm,掃描范圍5°-90°,管壓40kV,管流40mA,定性分析時步長0.033°,停留時間10s,定量分析時步長0.016°,停留時間40s。慢掃譜圖使用Maud軟件精修處理,確定晶相含量。精修要求:Rw(%)<10,sig<1.5。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Dy3+/Tb3+雙摻含SrWO4晶相玻璃陶瓷的合成與能量傳遞[J]. 魏玉霖,張洪波,王彤,鄒翔宇,蘇春輝. 無機化學學報. 2019(12)
[2]溶膠——凝膠法制備二氧化鈦薄膜及其光學性質研究[J]. 周歧剛. 世界有色金屬. 2018(22)
[3]磁控濺射技術制備二氧化鈦薄膜研究進展[J]. 王博,魏世丞,王玉江,郭蕾,梁義,潘復生,徐濱士. 表面技術. 2018(08)
[4]幾種餐飲具用耐熱玻璃的性能比較分析[J]. 石王濤,袁杰,郭琳,蔣偉忠. 玻璃與搪瓷. 2018(02)
[5]濺射方法和基體材料對氧化鈦薄膜微觀結構的影響[J]. 紀律,汪慶,馬東林,謝東,程丹,景鳳娟,黃楠. 表面技術. 2017(09)
[6]論日用玻璃陶瓷的研發(fā)及產業(yè)化[J]. 詹建懷. 佛山陶瓷. 2017(06)
[7]日用玻璃陶瓷生產新技術[J]. 詹建懷. 陶瓷. 2017(06)
[8]日用玻璃陶瓷產品的質量要求分析[J]. 詹建懷,張存浩. 陶瓷. 2015(07)
[9]Enhancement of Electric Conductivity in Transparent Glasse—Ceramic Nanocomposites of Bi2O3—BaTiO3 Glasses[J]. A.A.Bahgat,M.G.Moustafa,E.E.Shaisha. Journal of Materials Science & Technology. 2013(12)
[10]納米TiO2薄膜制備方法的研究進展[J]. 郝晏. 化工技術與開發(fā). 2013(11)
博士論文
[1]新型氧化物玻璃/陶瓷熒光體的設計、制備及性能研究[D]. 鄭銳林.南京郵電大學 2018
[2]新型透明玻璃陶瓷的合成和光轉換的研究[D]. 胡芳芳.中國科學技術大學 2017
碩士論文
[1]銳鈦礦TiO2結晶釉的制備與光催化性能研究[D]. 趙海巖.華南理工大學 2019
[2]氟化物玻璃陶瓷的氟揮發(fā)特性及結構與性能研究[D]. 牛昌輝.華南理工大學 2018
[3]自清潔外墻磚TiO2薄膜的制備與表征[D]. 黃習旋.華南理工大學 2016
[4]不同氧化物對NCSP系乳白玻璃性能的影響及其化學穩(wěn)定性的研究[D]. 李自豪.東華大學 2016
[5]日用瓷釉面微結構及性能研究[D]. 龍思琦.河北工業(yè)大學 2015
[6]低熔點裝飾乳濁玻璃結構與性能的研究[D]. 田維.武漢理工大學 2014
[7]ZnO-B2O3-SiO2系統(tǒng)耐熱乳白玻璃的研制[D]. 許靖琨.東華大學 2013
[8]低氟環(huán)保乳濁玻璃的制備與研究[D]. 楊占峰.東華大學 2008
本文編號:3439827
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