锂铝硅系透明微晶玻璃的制备及其光学性能研究-材料加工工程专业论文.docxVIP

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2018-05-05 发布于上海
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锂铝硅系透明微晶玻璃的制备及其光学性能研究-材料加工工程专业论文.docx

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锂铝硅系透明微晶玻璃的制备及其光学性能研究-材料加工工程专业论文

AbstractLi2O-Al2O3-SiO2(LAS)systemtransparentglass-ceramicshaveexcellentpropertiessuchaslowthermalexpansioncoefficient,highvisiblelighttransmittanceandhighmechanicalstrength.Theyhavebeenextensivelyappliedinelectronicpackaging,fireproofdoorsandwindows,opticalelements,radarantennacoveretc.Inthisthesis,LAStransparentglass-ceramicswerepreparedbythemelting-crystallizationtechnique.Theinfluenceofcomponents,formingproceduresandthermaltreatmentconditionsonthethestructureandopticalpropertiesoftransparentLASglass-ceramicswereinvestigatedindetail.Inaddition,LASglass-ceramicsdopedwithtransitionmetalionsandrareearthionswereexaminedwithrespecttotheirtransparencyandfluorescentproperties.ANSYSanalysisindicatedthatatemperaturegradientfieldwasformedduringthemeltingprocess,withhighertemperaturearoundthecruciblewallandlowertemperatureinthemedium.Themassconvectioncausedbythetemperaturedifferencewasbeneficialtotheuniformityandclarificationofglassmelt.Inthemelt-formingprocessthesurfacetemperatureofthickglasswaslower,whiletheinternaltemperaturewashigherthanthatofnucleationinglass(700℃).Asaresult,theglassinteriorwaspronetoformprimarycrystalnuclei.Themeltformingexperimentsshowedthat,withlowcoolingratestheprimarycrystalnucleiweregeneratedintheglassinterior,leadingtotheabnormalgrowthofcrystalnucleiinthefollowingcystallizationprocess.Hence,theglassinteriorturnsopalescentafterthethermaltreatment.ThermalstabilityinvestigationdemonstratesthatLASglass-ceramicswithaβ-quartzsolidsolutionphaseshowedexcellentlong-termstabilitybelow900℃.However,above900℃thecrystallinephasewasconvertedintoanopalescentβ-spodumenephase.Inthepreparationofglass-ceramicsMgF2playsdualrolesasbothanucleatingagentandafusingagent.UsingZrO2/TiO2asacomplexnucleatingagent,acertainamountofMgF2wasaddedintoLASglass-ceramics.WiththecontentofMgF2increasing,theglasscrystallizationtemperaturewasdecreased,andthecrystallitesizefirstlydecreasedandthenincreased.Thecrystallizationactivationenergywasintendedtoincrease,andthecrystallizationindexfi