Fe2O3含量及晶化工藝對無堿鋁硅玻璃彈性模量的影響

編號：FTJS09983

篇名：Fe2O3含量及晶化工藝對無堿鋁硅玻璃彈性模量的影響

作者：湛玲麗 譚豪 馬時宇 韓利雄 謝俊 熊德華

關(guān)鍵詞： 無堿玻璃 CaO-MgO-Al2O3-SiO2 鋁硅玻璃 彈性模量 晶化

機構(gòu)： 武漢理工大學硅酸鹽建筑材料國家重點實驗室 合浦縣硅材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究中心 重慶國際復合材料股份有限公司

摘要： 選用CaO-MgO-Al2O3-SiO2(CMAS)體系無堿鋁硅玻璃為研究對象,設(shè)計8組Fe2O3組分變量,利用高溫熔融法制備試驗樣品。利用XRD、SEM、TG-DSC等測試方法,先后對無堿玻璃樣品的物相、析晶動力學、析晶行為和彈性模量等物化性能進行測試分析,進而探討Fe2O3含量及晶化處理對無堿玻璃彈性模量的影響。結(jié)果表明:適量添加Fe2O3可以提升CMAS體系無堿玻璃的彈性模量,Fe2O3的質(zhì)量分數(shù)為1.50%(F-6#)時,F-6#無堿玻璃彈性模量最大值為97.87 GPa,析晶活化能為347.1 kJ/mol,析晶指數(shù)n為1.383 4,為表面析晶。經(jīng)整體析晶法晶化處理后,F-6#微晶玻璃析出的主晶相為鈣長石相(CaAl2Si2O8),晶體尺寸為200~400 nm;經(jīng)燒結(jié)法晶化處理后,F-6#微晶玻璃析出的主晶相為鈣長石相(CaAl2Si2O8),晶體尺寸為300~500 nm。隨著熱處理溫度的升高,析出主晶相數(shù)量變多,尺寸變大,但主晶相種類并未改變。由于鈣長石的彈性模量小于基礎(chǔ)玻璃,F-6#無堿玻璃析晶后所得微晶玻璃樣品的彈性模量有所降低。