纳米SiO2对可水合氧化铝水化行为及流变性的影响

研究了纳米SiO2对可水合氧化铝水化行为的影响以及纳米SiO2与可水合氧化铝混合料浆的流变性.利用XRD和SEM,研究了水化产物的物相组成和形貌特征,并利用Zeta电位仪与流变仪,测试了纳米SiO2-可水合氧化铝料浆的表面电位与流变行为.结果表明:纳米SiO2的添加减缓了可水合氧化铝的水化速度,其原因是纳米SiO2在可水合氧化铝颗粒表面形成包覆层阻碍了其与水的直接接触,从而降低了可水合氧化铝的水化速率;在碱性条件下,纳米SiO2的添加使可水合氧化铝料浆具有良好的分散性,降低了料浆的触变性,使料浆呈现剪切变稀行为.     

高温变色粉末的制备及其在钧瓷釉料中的应用

首先采用高温固相反应法在1300～1400 ℃制备出一种具有光致变色效果的硅钕酸钙粉末,该粉末在阳光照射下呈现紫色,在室内白炽光照射下呈现蓝色;然后,创新性地将制得的变色粉末引入到高温钧瓷釉料中,研究表明,该变色粉末在釉层中具有很强的稳定性,通过调控变色粉末在釉料中的配比,能够制备出不同变色效果的钧瓷产品.结合X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜及能谱仪等现代分析手段综合研究了变色粉末及釉层的物相组成、显微形貌,并进一步探讨了变色粉末添加量、烧制温度与宏观呈色之间的相互关系.     

温度对SiO2表面上磁控溅射制备Ge纳米点的生长模式和尺寸的影响

采用磁控溅射技术在SiO2/Si(100)表面上制备了一系列不同生长温度的Ge纳米点样品.原子力显微镜(AFM)的实验结果表明:不同衬底温度下Ge纳米点在SiO2薄膜上的生长模式和尺寸分布有所不同.当衬底生长温度达到500 ℃时,SiO2开始与Ge原子发生化学反应,并形成"Ge纳米点的Si窗口".在此温度条件下,外延生长实验可获得尺寸均匀且密度高达3.2×1010 cm-2的Ge纳米点.     

纤维状矿物模板制备纳米SiO2纤维

以凹凸棒石粘土为矿物模板,通过水热酸浸法制备纳米SiO2纤维.采用X射线衍射仪分析样品物相组成,X射线荧光光谱仪测定样品成分,扫描电子显微镜和透射电子显微镜分析产物的形貌.结果表明:反应后,样品SiO2含量从62.27;升高到98.74;,Al2O3含量从12.64;下降到0.66;,MgO含量从7.91;下降到0.11;.随着反应温度提高和反应时间延长,样品中Al3+和Mg2+含量逐渐减少;动力学分析表明,反应过程中八面体阳离子溶出遵循表面反应控制的未反应收缩核模型.产物具有纳米尺度的纤维状形貌.     

镶嵌在SiO2基体中SiC纳米晶的紫外光致发光

将剂量为2×1016 cm-2的C+以60 keV的能量注入到SiO2薄膜中并进行了退火处理.从样品的室温光致发光(PL)光谱中观察到六个PL峰,其峰位分别处于2.601 eV、2.857 eV、3.085 eV、3.249 eV、3.513 eV和3.751 eV.其中3.249 eV处的PL峰与4H-SiC有关.而对于尚未见报道的3.751 eV处PL峰,进行了红外吸收和荧光激发(PLE)测试:在PLE谱4.429 eV处显示出一个对应于3.751 eV处的激发峰.在红外吸收谱上证实0.205 eV(1650cm-1)处的吸收峰与3.751 eV处发光峰的起源相关,从而推断在3.751 eV处的PL峰应起源于氧空位缺陷.     

退火温度对镶嵌于SiO2膜中的Ge纳米晶结构的影响

采用磁控溅射及退火的方法制备了含Ge纳米晶的SiO2复合膜,应用拉曼散射和X射线衍射技术研究不同退火温度下的Ge纳米晶结构.结果表明:Ge纳米晶的结晶温度约为750 ℃.运用声子限域模型(RWL model)对样品的拉曼散射光谱进行拟合,确定出样品中Ge纳米晶的尺寸.通过XRD谱计算复合膜的内部压应力,得出由其引起的拉曼峰位的蓝移量,得出结论:压应力是造成拉曼模拟曲线与实验曲线峰位偏离的主要原因.     

沉积温度对热蒸发法制备SiO2一维纳米材料的影响

利用热蒸发法在N型硅片表面成功制备出大面积SiO2纳米线和SiO2纳米棒结构.采用X射线粉末衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),X射线能量色散谱(EDX),拉曼光谱(RS)和光致发光(PL)对合成的产物进行了表征.结果表明,用此方法生长的SiO2纳米材料,其结构和形貌与生长参数关系密切,随着沉积温度降低纳米线长度变短,最后呈现出棒状结构.此外,还研究了SiO2纳米结构独特的光学性质.该研究对改善光电子半导体器件的性能应用具有重要意义.     

纳米SiO2浆料中半导体硅片的电化学腐蚀研究

采用电化学直流极化和交流阻抗技术,研究了n型(111)半导体硅片在不同条件纳米SiO2浆料中的电化学腐蚀性能.结果表明,浆料的pH值、温度、磨粒固含量以及金属杂质离子等因素都不同程度地影响硅片的腐蚀行为.随pH值增加、温度提高和磨粒固含量降低,其腐蚀电流增大,交流阻抗减小,硅片腐蚀较易进行;微量金属杂质离子的存在也会加速硅片的腐蚀.     

SiO2对MgO陶瓷烧结性能影响

以微米MgO (AR)为主要原料,纳米SiO2 (AR)为添加剂,制备镁基陶瓷材料,旨在提高MgO陶瓷烧结性能.通过XRD和SEM等检测手段对煅烧后试样的物相组成和微观结构进行表征,重点研究添加剂SiO2对MgO陶瓷的物相组成、结构及相对密度影响.结果表明:添加SiO2对MgO陶瓷基体起到促烧作用.随着SiO2加入量的增加,烧后试样的相对密度和烧后线变化率呈先增大后减小趋势.加入4mol;的SiO2,经1550℃煅烧后试样相对密度达到96.5;;引入的SiO2与基体中的MgO生成M2SO4新相,同时钉扎在方镁石晶界及晶界气孔处,通过抑制方镁石相的晶界移动,进而阻碍方镁石晶粒的长大,促进了基体致密化程度.     

Co2+掺杂Zn2SiO4结晶釉生长机理的研究

以高岭土、石英、钠长石、石灰石、氧化锌等矿物为原料,ZnO为晶核剂,并掺杂Co2+控温烧结Zn2 SiO4结晶釉.利用X射线衍射仪(XRD)分析样品物相,白度色差计测量釉料色度(L*、a*、b*),EDS能谱仪分析样品组成含量.采用Johnson-Mehl-Avrami (JMA)方程对釉的结晶动力学进行分析,探讨釉中晶体的生长机理.结果表明:高温时Co2+置换了Zn2SiO4结晶釉中的Zn2+.随着保温时间的延长,掺杂了Co2+的Zn2SiO4晶体颗粒不断长大,在1140℃下保温170 min晶花达到最大,其晶花面积均值为410.91 mm2.模拟动力学分析,釉中晶体的Avrami指数n1100℃ =0.82,n1140℃=1.23,n1180℃=1.12,表明晶体的形成由扩散机制向成核机制转变.拟合Arrhenius方程,晶体的活化能Ea=148.2 kJ/mol.     

硼酸钙对电瓷结构和性能的影响

研究了硼酸钙掺量对电瓷的相结构、显微结构、电气性能和机械性能的影响.通过不同硼酸钙添加量的电瓷在不同烧结温度条件下的断裂强度、气孔率、电阻率,结合电瓷的晶相结构和显微结构的变化,探讨其构效关系.结果表明:硼酸钙含量的增加或烧结温度升高,电瓷的电阻率和气孔率降低.但当硼酸钙掺量超过10;,烧结温度超过1120℃之后,电阻率和气孔率的变化不明显.电瓷的断裂强度随着硼酸钙的添加而提高,当硼酸钙含量超过10;后开始降低,添加量为10;时电瓷的断裂强度随着烧结温度而提高,1120℃后无显著变化.硼酸钙促进莫来石相的析出,但硼酸钙含量过高时,会促进CaAl2Si2O8形成,降低莫来石相的析出量,并使其形貌从细针状向短柱状和粒状发生转变.硼酸钙掺量恒定时,提高烧结温度可促进细针状莫来石相的生成.     

二氧化钛对分相液滴自清洁釉的性能影响

采用长石、高岭土、石英为主要原料制备了分相液滴自清洁釉.利用扫描电镜、X射线衍射仪和显微镜接触角测量仪等测试仪器表征了样品性能.研究结果表明:当二氧化钛添加量为5wt;时,釉表面形成大量细小的孤立液滴,体积分数达58.48;,具有高的表面硬度(869.10 kg/mm2)和良好的亲水自清洁性(表面润湿角为13.361°).与现有的表面涂覆纳米涂料相比,该自清洁釉耐磨性强,制备方法简单,在中高温建筑陶瓷领域有着良好的应用前景,符合绿色环保理念.     

烧成温度对高岭土质瓷坯体性能影响与表征

以高岭土为主要原料,少量的透闪石、熔块和钾长石为辅助原料混合制备了高岭土质瓷坯体.通过测试不同烧成温度下坯体吸水率、体积密度、线收缩率和抗折强度,以及借助X射线衍射分析(XRD)和扫描电镜(SEM)等测试表征手段探究了烧成温度对高岭土质瓷坯体的性能的影响.实验结果表明:制备的高岭土质瓷坯体中主晶相为莫来石;相比普通瓷,所制备的高岭土质瓷坯体具有较宽的成瓷温度范围170℃;当烧成温度为1340℃时,所制备的高岭土质瓷坯体的综合性能最优.     

CaO/CaF2对低温无铅硼釉性状的影响

通过合理调配CaF2和CaO的加入量,在1120℃温度下制备出了具有较好光泽度的透明无铅硼釉及较好白度的硼乳浊釉.用单因素法探讨了CaO和CaF2含量对低温无铅硼釉釉面透明度(乳浊度)、光泽度、流动性的影响.结果表明,CaO可以抑制无铅硼釉的分相,降低釉的乳浊度,提高透明度,增加流动性,但含量多时会降低釉的光泽度.CaF2比CaO具有更强的助熔作用,可以使石英充分熔融,但同时由于釉粘度的降低,会析出钙长石和硅灰石晶体,降低釉的透明度.     

分形理论在硅酸锌系结晶釉研究中的应用

本实验对采用不同工艺条件(析晶温度、析晶保温时间、釉层厚度)制备出具有晶花形貌的硅酸锌系结晶釉,应用分形理论对其晶花形貌进行了研究.结果发现该结晶釉的晶花形貌具有良好的分形特征,并且分形与制备工艺存在一定关系:随着析晶温度的增加,分形维数值与析晶温度除了在1140 ℃时稍有波动,基本上是成反比例关系,结晶形貌的变化趋势由针状或棒状转化为叶片状或圆盘状;随着析晶保温时间的增加,分形维数值逐渐增大,结晶形貌由针微晶逐渐转化成放射状晶体,尺寸也有明显增大的趋势;随着釉层厚度的增加,结晶产物的分形维数明显减小.     

B2O3对中低温硅硼系分相乳浊釉性能的影响

本实验探究 B2O3组分对中低温(1200 ℃)K,NaO-CaO-Al2O3-B2O3-SiO2系分相乳浊釉性能的影响,通过SEM、XRD、FTIR、维氏硬度计、CIE L*a*b*等测试手段对样品釉面性能及显微结构进行测试分析.实验结果表明:随着B2O3引入量的增加,釉面乳浊度明显提高,白度随之增加,在B2O3为1.2 mol当量时可达最大值78.7;,但过量引入B2O3不利于乳浊度的提高,且易降低釉面平整度及硬度.SEM、XRD测试及CaO-B2O3-SiO2相图分析表明,分相釉的乳浊主要来源于釉层中分相液滴对入射光产生的散射效应.适当的B2O3含量有利于分相液滴的形成与长大,并提高两相折射率差值,从而有利于强化釉层对入射光的散射,提高釉面乳浊化程度.     

烧成制度对R2O-CaO-Al2O3-B2O3-SiO2分相乳浊釉的影响研究

用DSC、色度仪、XRD、SEM等仪器对R2O-CaO-Al2O3-B2O3-SiO2分相乳浊釉样品进行检测分析,探究烧成制度对釉面性状及显微结构的影响.结果表明,升温速率快慢影响釉中组分扩散和迁移的时间,致使釉中分相液滴的尺寸分布、平均粒径、体积分数产生变化,釉面呈现乳蓝、乳白等效果;提高烧成温度可促进釉层中组分的相互扩散,在1160～1220℃范围内可得到白度大于70;的光亮乳浊釉面,温度过高容易导致釉面出现针孔缺陷;降温冷却过程中釉熔体在热力学和动力学相互作用下发生分相现象,分相液滴的组分、形貌和尺寸是此过程中某一瞬时的平衡态,因此降温冷却过程对分相乳浊釉有重要影响.