B2O3-BaO-ZnO玻璃的形成规律及结构研究

用传统熔体冷却法制得B_2O_3-BaO-ZnO三元系统玻璃,研究了该系统玻璃的形成区,并通过红外光谱对玻璃的结构进行了测试。结果表明,该系统玻璃的形成范围较宽,B_2O_3的含量为25mol%～75mol%。当B_2O_3含量较低时,玻璃中B~(3 )以单个[BO_3]形式存在。随着B_2O_3含量的增加,部分[BO_3]转变成[BO_4]。当B_2O_3含量增加到一定程度时,通过[BO_3]和[BO_4]之间的桥氧离子的连接而形成含有[BO_3]和[BO_4]的环状结构。     

CuI-Cu_2O-P_2O_5-B_2O_3四元系铜快离子玻璃的形成区和电导

本文研究了0.30CuI0.70(Cu_2OP_2O_5B_2O_3)四元系玻璃的形成区,测量了此系玻璃的离子电导率和玻璃的转变温度,并从结构和化学键的观点上解释了玻璃电导率随组成的变化。四元系是由相应的三元系CuI-Cu_2O-P_2O_5中引入B_2O_3而得到的。实验表明,四元系能够得到比相应的三元系好的离子电导率和热稳定性。     

AgI-Ag_2O-P_2O_5-B_2O_3四元系快离子玻璃形成范围及其电性能研究

从提高玻璃快离子材料的稳定性出发,用B_2O_3部分替代三元系AgI-Ag_2O-P_2O_5中的P_2O_5,来调整玻璃网格结构;探讨四元系AgI-Ag_2O-P_2O_5-B_2O_3玻璃形成范围、热稳定性、离子导电性及结构变化;确定了0.20 AgI-0.80(Ag_2O-P_2O_5-B_2O_3)四元系玻璃形成区、T_g～X_(AgI)、lgσ～X_(AgI)、E_α～X_(AgI)的关系以及离子迁移数,并使用红外光谱对四元系玻璃结构进行了探讨。     

SiO_2-Bi_2O_3-BaF_2-AlPO_4玻璃掺杂Ho~(3+)/Tm~(3+)/Yb~(3+)的发光性能

以铋硅酸盐玻璃(SiO_2-Bi2O_3-BaF_2-AlPO_4)为基质,通过掺杂Ho~(3+)、Tm~(3+)、Yb~(3+)稀土离子,制备激光波长为2μm的光纤激光器。对玻璃的声子能量、物理和光学性能进行了研究,确定基质配方为50SiO_2-40Bi_2O_3-5BaF_2-5AlPO_4(SBBA,其中化学式前的系数为对应物质的摩尔分数,下同)。在玻璃基质中分别掺杂0.5Ho_2O_3-2.0Yb_2O_3(HY)、0.5Ho_2O_3-0.5Tm_2O_3-2.0Yb_2O_3(0.5HTY)及0.75Ho_2O_3-0.75Tm_2O_3-3.0Yb_2O_3(0.75HTY),研究了980nm激发波长下样品的吸收、发射光谱和Judd-Oflet理论光谱参数。研究发现SBBA-0.75HTY中Ho~(3+)的吸收截面、发射截面(σem)、FWHM(半峰宽)×σem数值最大,分别为7.38×10~(-21)、10.54×10~(-21) cm~2和19.71×10~(-26) cm~3。掺入Tm_2O_3改善了玻璃激光器性能,且当Yb~(3+)/Tm~(3+)/Ho~(3+)物质的量之比一定时,增加稀土离子含量,可加强红外发光及增益效果。     

纯铬钝化膜的电化学性能

本文用交流阻抗技术,通过对钝化铬在中性H_3BO_3+Na_2B_4O_7溶液中添加了K_3Fe_2(CN)_6/K_4Fe(CN)_6氧化还原对溶液中的极化性能及交流阻抗特性的研究,讨论了铬的钝化膜的电路模型。     

B2O3对Yb3+掺杂磷酸盐玻璃结构和光学性能的影响

采用传统熔融淬冷法制备了掺镱硼磷酸盐玻璃,研究了B_2O_3的引入对该玻璃系统光学性能的影响。利用洛仑兹拟合吸收光谱和荧光光谱得到Yb~(3+)在硼磷酸盐玻璃中的能级分裂,计算了晶体场强参数和Yb~(3+)周边配位体结构的非对称性,结合玻璃的结构信息解释Yb~(3+)局域环境和荧光性能的变化。实验结果表明,B_2O_3的引入改变了Yb~(3+)晶体场强参数和周边配位体结构的非对称性,能有效增大Yb~(3+)的d Stark能级分裂值。B_2O_3的引入能交联起磷酸盐长链,使玻璃由链状结构转变为三维网络结构,增强了玻璃的化学稳定性,改善了Yb~(3+)的发光环境。因此,硼磷酸盐玻璃有望作为高功率掺镱基质材料。     

银硼磷玻璃系统的形成区、电导和离子传输研究

制备了AgX-Ag_2O-P_2O_5-B_2O_3(X=Br,Cl)系统快离子玻璃样品,确定了其玻璃的形成区,测量了该系统玻璃的离子电导率、迁移数、玻璃转变温度和红外光谱。提出了该系统中银离子迁移的结构模型,玻璃是BO_3、BO_4、PO_4基团和Ag~+离子、Br~-离子或Cl~-离子组成的。玻璃中AgX、Ag_2O和B_2O_3/P_2O_5含量越多,电导率就越大。电导率随组成的变化从结构和化学键的观点进行了解释。     

Na_2O-Al_2O_3-B_2O_3-SiO_2系统快离子玻璃的电导和NMR谱

制备了Na_2O含量较高的Na_2O-Al_2O_3-B_2O_3-SiO_2四元系玻璃,测定了它们的电导率及电导率与组分的关系。用NMR和IR谱对该玻璃作了结构基团研究。所制备样品在300℃下的电导率可达10~(-3)Ω~(-1)cm~(-1)以上。当用Al_2O_3代B_2O_3时,样品电导率升高,并对此从结构上作了解释。     

Nb2O5摩尔分数变化对碲锌钡铌玻璃性能的影响

设计并制备碲锌钡铌(TeO_2-ZnO-BaF_2-Nb_2O_5)系列玻璃,考察Nb_2O_5摩尔分数变化对玻璃结构和玻璃性能的影响.结果表明,随着Nb_2O_5摩尔分数的增加,[TeO_4]和[TeO_3]的摩尔分数比先增加后减少,玻璃的网络结构先增强后减弱.相应地,玻璃的热稳定性先增加后降低,ΔT和S值先增大后减小.在Nb_2O_5占15%(摩尔分数)时热稳定性最高.另外,随着Nb_2O_5摩尔分数的增加,玻璃带隙减小,有利于光学性能提高.     

Na_2B_4O_7-Mg_2B_6O_(11)-H_2O体系298.15K时固液相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究Na_2B_4O_7-Mg_2B_6O_(11)-H_2O体系在298.15,K时稳定相平衡,并测定其溶解度及物化性质(密度和折光率).根据实验数据绘制稳定相图及物化性质-组成图.研究结果表明:该体系为水合物I型,无复盐及固溶体形成;相图中有1个共饱点E(Na_2B_4O_7·10H_2O+Mg_2B_6O_(11)·15H_2O),对应的液相组成(质量分数)为Na_2B_4O_72.95%、Mg_2B_6O_(11)0.034%;2条单变量溶解度曲线AE和BE;2个单盐结晶区,对应的平衡固相分别为Na_2B_4O_7·10H_2O和Mg_2B_6O_(11)·15H_2O;平衡液相中随着Na_2B_4O_7含量的不断增加,Mg_2B_6O_(11)的溶解度逐渐减小,表明Na_2B_4O_7对Mg_2B_6O_(11)有较强的盐析作用.稳定平衡液相的密度、折光率均随着液相中Na_2B_4O_7质量分数的变化呈有规律的变化.采用经验公式对密度和折光率进行了关联,计算值和实验值吻合较好.     

合成钒醇盐研制V_2O_5导电膜

以V_2O_5,C_2H_5OH和SOCl_2为原料,用氨法合成了釩的醇盐Vo(OC_2H_5)_3。将玻璃在其乙醇溶液中浸涂、热处理后,得到表面无定形V_2O_5导电膜。浸涂液中乙醇和钒醇盐体积比为14,水和钒醇盐摩尔比为2或3时,导电膜均匀、透明,并具良好的导电性。随着热处理温度的升高及热处理时间的延长,涂膜的厚度减少,膜与基体玻璃的结合增强,膜的电导率逐渐上升,在320℃时达到最大值,为3.5×10~(-2)Ω~(-1)。cm~(-1)。透射电镜分析表明,VO(OC_2H_5)_3水解后得到的凝胶具有纤维状显微结构。凝胶的傅里叶转换红外吸收光谱显示V_2O_5的特征吸收峰。差热和X射线衍射分析表明,在340℃凝胶中V_3O_5晶化。     

掺杂氧化物对V_2O_5-P_2O_5-Bi_2O_3系玻璃的性能影响

为减少电子浆料配制中含铅玻璃粉.对环境的污染,以V_2O_5-P_2O_5-Bi_2O_3为基体,添加Na_2O、Li_2O、Sb_2O_3、CuO、B_2O_3为辅助原料,采用高温熔融和水淬的工艺制备低熔点钒磷铋系玻璃.通过差热分析法、热膨胀测试法和块体失重法研究5种氧化物添加对钒磷铋系玻璃的特征温度、热膨胀系数和化学稳定性的影响.结果表明,Na_2O、Li_2O和Sb_2O_3的掺杂均可提高其特征温度.玻璃样品的热膨胀系数与Na_2O和Sb_2O_3含量近似成正比.当Li_2O含量为5%,其玻璃的热膨胀系数最小.Na2O和Sb2O3的添加能使玻璃的化学稳定性上升.Li2O破坏了网络结构,导致玻璃样品的化学稳定性下降.     

Ce~(3+)和Tb~(3+)掺杂的BaO-La_2O_3-B_2O_3-SiO_2玻璃的发光性质

采用传统熔体冷却技术制备Ce~(3+)和Tb~(3+)掺杂的BaO-La_2O~3-B_2O_3-SiO_2玻璃,并测试样品的吸收光谱和荧光光谱.实验结果表明:由于Ce~(3+)在5d-4f轨道之间的电子跃迁,基础玻璃掺Ce~(3+)后吸收截止边明显红移;掺Ce~(3+)的BaO-La_2O_3-B_2O_3-SiO_2玻璃的荧光发射光谱为峰值位于410 nm附近的宽带,对应于Ce~(3+)的5d-4f跃迁;由于SiO~2比B_2O_3的光碱度大,玻璃的荧光发射波长,体现出随硼硅比的降低而略有红移;还原性气氛有利十提高玻璃中Ce~(3+)的含量,从而增强发光强度;对Ce~(3+)和Tb~(3+)共掺玻璃,Ce~(3+)和Tb~(3+)在波长200-311 nm间有激发带重叠,因存在竞争吸收,导致以此区间波长激发时Tb~(3+)的发光有所减弱;Ce~(3+)和Tb~(3+)在311-444 nm间也有激发带(或激发带与发射带)部分重叠,因Ce~(3+)和Tb~(3+)之间存在的辐射和无辐射能量传递导致Ce~(3+)强烈敏化Tb~(3+)的发光.     

Co_xFe_(3-x)O_4/SiO_2纳米复合材料结构和磁性

采用溶胶—凝胶法制备了不同Co~(2+)含量的Co_xFe_(3-x)O_4/SiO_2(x=0.8,1.0,1.2)纳米复合材料.利用X射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)对复合材料的结构和磁性进行测试,分析了Co2+含量和热处理温度对复合材料结构和磁性能的影响.XRD测试表明,经700℃热处理后复合材料中形成尖晶石结构的Co_xFe_(3-x)O_4铁氧体.随着热处理温度的升高,复合材料中Co_xFe_(3-x)O_4的晶粒尺寸和晶格常数逐渐增大,同时晶格常数随Co~(2+)含量增加而增大.磁性测试表明,样品的饱和磁化强度和矫顽力随热处理温度的升高而增大,而且与Co~(2+)含量变化相关.经1 100℃热处理后Co_(0.8)Fe_(2.2)O_4/SiO_2的矫顽力为3 383 Oe,是性能优异的磁记录材料.     

Mineral-phase evolution and sintering behavior of MO–SiO_2–Al_2O_3–B_2O_3 (M = Ca,Ba) glass-ceramics by low-temperature liquid-phase sintering

In this work, network former SiO_2 and network intermediate Al_2O_3 were introduced into typical low-melting binary compositions CaO·B_2O_3, CaO·2B_2O_3, and BaO·B_2O_3 via an aqueous solid-state suspension milling route. Accordingly, multiple-phase aluminosilicate glass-ceramics were directly obtained via liquid-phase sintering at temperatures below 950°C. On the basis of liquid-phase sintering theory, mineral-phase evolutions and glass-phase formations were systematically investigated in a wide MO–SiO_2–Al_2O_3–B_2O_3(M = Ca, Ba) composition range. The results indicate that major mineral phases of the aluminosilicate glass-ceramics are Al_(20)B_4O_(36), CaAl_2Si_2O_8, and BaAl_2Si_2O_8 and that the glass-ceramic materials are characterized by dense microstructures and excellent dielectric properties.     

Cr8Ni2合金耐蚀钢筋在不同pH值模拟混凝土孔溶液中的钝化行为

应用动电位极化、电化学阻抗谱与电容电位法等方法研究了Cr_8Ni_2合金耐蚀钢筋在不同pH值(13.5~9.0)模拟混凝土孔溶液中的钝化行为.结果表明:在相同pH值下,随着钝化时间延长,合金耐蚀钢筋钝化不断强化,3 d后钝化趋于稳定;随着pH值下降,合金耐蚀钢筋钝化并未弱化,反而显著增强,表明新型合金耐蚀钢筋在较低p H下亦能保持良好致钝性能.采用XPS分析合金耐蚀钢筋钝化膜组成结构,分析结果表明:合金耐蚀钢筋钝化膜为双层结构,外层主要为Fe_3O_4,Fe_2O_3及FeOOH(Fe(OH)_3),内层为Cr_2O_3和CrOOH(Cr(OH)_3).随着环境溶液pH值降低,合金耐蚀钢筋钝化膜Fe氧化物含量逐渐减少,而铬氧化物含量明显增大,低pH值下高含量Cr氧化物维持了合金耐蚀钢筋钝化膜良好稳定性和优越耐蚀性,从而使耐蚀钢筋钝化强化.     

含硼炉渣性能的研究

本文研究了高炉型含B_2O_3合成渣的冶金性能。B_2O_3在CaO-MgO-SiO_2-Al_2O_3四元渣系中起助熔剂作用,它能降低炉渣的粘度和熔化性温度(见图1—3及表2)。含硼高镁渣具有适宜高炉冶炼的粘度和熔化性温度,例如当炉渣含MgO 25％,B_2O_3 12％且CaO/SiO_2为1.0时,其熔化性温度大约为1300℃,含硼炉渣脱硫性能良好(图 5、6)。CaO/SiO_2仍然是判别脱硫能力的主要因素。硅和硼的氧化物的还原行为相近,B_2O_3的存在促进了渣中SiO_2的还原。     

Al_2O_3-B_4C弥散芯块材料的烧结行为

本文研讨了Al_2O_3和B_4C粉末的粒度、烧结温度以及成型压力对Al_2O_3-B_4C芯块烧结密度的影响。芯块烧结的行为主要由Al_2O_3粉末的性能所决定,而B_4C则阻碍这一烧结的进行。当Al_2O_3粉末粒径大于6μm后,用烧结很难获得高于90%的密度。烧结温度高于1600℃后,含B_4C芯块和纯Al_2O_3压坯都发生急剧收缩。高于1750℃后,主要由Al_2O_3发生热解、失氧并挥发严重,导致芯块产生微量膨胀,开孔增加而密度下降和纯Al_2O_3压坯收缩减慢。     

FeO—Fe_2O_3—SiO_2渣系的作用浓度计算模型

根据共存理论的基本观点,从FeOn—SiO_2渣系的相图和粘度数据及FeOn—Fe_2O_3相图确定了本渣系的结构单元为Fe~(2+),O~(2-)简单离子和SiO_2,Fe_2O_3,Fe_3O_4及Fe_2SiO_4分子。在此基础上利用Fe_2SiO_4和Fe_3O_4的标准生成自由能数据推导了计算Feo—Fe_2O_3—SiO_2渣系各组元作用浓度的模型。 计算的NFe_tO与实测的αFe_tO符合,且NFe_tO、NSiO_2、NFe_2SiO_4和炉渣总质点数∑n随B_1=∑nFeO/∑nSiO_2而改变,而NFe_2O_3和NFe_3O_4随B_2=∑nFeO/∑nFe_2O_3而改变,表明Fe_2SiO_4和Fe_3O_4的混合是理想的,两者间的相互影响是不大的。     

Tb3+/Sm3+共掺杂荧光粉K3Gd3B4O12的制备和多色发光性能研究

通过高温固相法制备了一系列K_3Gd_3B_4O_(12):xTb~(3+)(x=0.4-1.0),K_3Gd_3B_4O_(12):0.8Tb~(3+),ySm~(3+)(y=0.02-0.8)和K_3Gd_3B_4O_(12):0.1Sm~(3+)荧光材料.并对它们的结构、形貌和发光性能进行了系统研究,并通过荧光光谱对Tb~(3+)到Sm~(3+)的能量转移进行验证分析.另一方面,我们通过固定Tb~(3+)的含量,控制Sm~(3+)的掺杂量,可以得到从绿光、黄光、橙色光的发射.因此,K_3Gd_3B_4O_(12):0.8Tb~(3+),ySm~(3+)(y=0.02-0.8)材料可作为多色荧光粉在白光LED方面有着潜在的应用前景.