非晶态材料分相机理的理论探讨

从经典的形核生长动力学和Ｃａｈｎ的调幅分解线性动力学理论出发，经数学推导得到如下结论：在分相的扩散阶段初期，按调幅分解机理进行的分相过程，其不均区域尺寸与时间的关系没有一定的规律。     

CaO-Al2O3-SiO2系烧结微晶玻璃的结晶过程

为控制微晶玻璃中晶体的数量、晶粒尺寸和形貌,采用Ｘ射线方法测定了ＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３ －ＳｉＯ２ 系玻璃颗粒在烧结过程中的相对结晶率,并结合扫描电镜研究了不同温度区域内的结晶过程。实验结果表明,在低温（９００ ℃以下）烧结时,晶体沿原玻璃颗粒的界面生成,向玻璃颗粒内部生长,而在原玻璃颗粒的内部无析晶发生,此时的结晶率较低; 在中温区（９００～１ ０５０ ℃）烧结,晶体在玻璃颗粒界面和颗粒内部同时析出并长大,可获得较高的结晶率; 高温区（１ ０５０～１ １００ ℃）烧结时由于玻璃颗粒界面的快速粘合以及相变驱动力的减小,结晶率又趋于下降。     

F~-离子和Ti~(4+)离子在CaO-Al_2O_3-SiO_2系玻璃晶化时的作用

在ＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２（ＣＡＳ）系玻璃中单独引入Ｆ－离子或Ｔｉ４＋离子,以及同时引入Ｆ－离子和Ｔｉ４＋离子,通过ＤＴＡ（差热分析）、ＸＲＤ（Ｘ－射线衍射）、Ｒａｍａｎ、ＸＰＳ（光电子能谱）和ＳＥＭ（扫描电镜）方法进行了研究。结果表明在ＣＡＳ系玻璃中一部分Ｆ－离子取代非桥氧离子处于玻璃网络内部,另一部分Ｆ－离子处于玻璃网络间隙,Ｆ－离子能促使ＣＡＳ系玻璃分相,在稍高于Ｔｇ的某一温度热处理时,ＣａＦ２晶体首先从玻璃中析出;Ｔｉ４＋离子对玻璃晶化影响不大,在稍高于Ｔｇ的某一温度热处理时,加Ｔｉ４＋离子和不加Ｔｉ４＋离子的玻璃首先析出的晶相均是钙长石（ＣａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８）;在ＣＡＳ系玻璃中同时引入Ｆ－离和Ｔｉ４＋离子时,在稍高于Ｔｇ的某一温度热处理后首先析出的晶体是ＣａＦ２和钙长石（ＣａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８）,Ｆ－离子和Ｔｉ４＋离子混合使用能更好地促进ＣＡＳ系玻璃的晶化。     

CaO/Al_2O_3/SiO_2 系玻璃非均匀形核的研究

使用ＤＴＡ,ＸＲＤ,ＳＥＭ和ＥＤＡＸ方法研究了氧化铝瓷基片和ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２（ＣＡＳ）系玻璃在高温下的相互作用,发现晶体同时从玻璃表面和氧化铝界面处形核并生长,中间仍是玻璃态,没有均匀形核,晶体从玻璃表面以枝晶状向玻璃内部生长,晶化层厚度大于氧化铝界面处晶化层厚度,氧化铝界面处晶化层主要是由氧化铝晶粒和晶粒间的一些其他球晶组成。非均匀形核的主要位置是晶核剂表面的结构缺陷,晶核剂具有选择性。非均匀形核速率更多地被动力学势垒ΔＧＤ所决定,接触角函数ｆ（θ）的影响较弱。母体玻璃相的化学组成对形核起一定的促进作用。     

热处理对CaO-Al2O3-SiO2系烧结微晶玻璃吸水率的影响

为降低微晶玻璃的吸水率，通过测定不同颗粒尺寸玻璃在烧结过程中吸水率的变化和扫描电镜的观察，研究了热处理对ＣａＯ－Ａｌ２ Ｏ３ －ＳｉＯ２ 系烧结微晶玻璃吸水率的影响。实验结果表明，在较低温度（９００ ℃）烧结，微晶玻璃具有较高的吸水率，随温度升高吸水率急剧下降，但高温区（１ ０５０～１ １００ ℃）较长时间停留吸水率又有所回升，玻璃原始颗粒尺寸对高温烧结时微晶玻璃制品吸水率的影响作用较小。     

玻璃非等温析晶动力学的研究

从玻璃析晶转变的机制出发,考虑了玻璃形核机制对玻璃析晶转变的影响,导出了玻璃非等温析晶动力学公式：－ｌｎ（１－ｘ）＝Ｃαｍｅｘｐ［－１．０５２ｎＥ／（ＲＴ）］。由此求出玻璃的析晶活化能Ｅ和晶体生长指数ｎ具有明确的物理意义。用导出的公式研究了Ｋ／Ｍｇ／Ａｌ／Ｓｉ／Ｔｉ／Ｏ／Ｆ玻璃的析晶动力学。结果表明,析晶参数ｍ反映了玻璃的形核机制。玻璃中析出云母晶体ＫＭｇ３ＡｌＳｉ３Ｏ１０Ｆ２以二维方式生长,析晶活化能为（２３１±１２）ｋＪ／ｍｏｌ。