Cr2O3微晶玻璃结构分析及影响因素研究

图9.6为添加Cr2O3的微晶玻璃的XRD曲线。由图可知：当添加0.1 wt%Cr2O3时，微晶玻璃析出的晶相为铁透辉石；而添加0.2 wt%～0.4 wt%Cr2O3时，微晶玻璃析出的主晶相为铁透辉石，次晶相为硅灰石。

图9.6　添加Cr2O3微晶玻璃的XRD曲线

随着Cr2O3含量的增加，衍射峰强度明显增加，表明晶体的析出量呈增加的趋势。铬尖晶石的晶格常数为a0＝8.08 nm，透辉石晶格常数为a＝9.73 nm，b＝8.89 nm，c＝5.25 nm，它的a值和b值，特别是b值，几乎与铬铁矿尖晶石的a0值相等，a值与铬尖晶石的a0值接近，如此匹配的晶格常数，在熔体中晶核极易形成透辉石晶体，因此，添加Cr2O3有利于透辉石晶相的析出。微晶玻璃成分中钙和硅的含量是较高的，在析出透辉石晶相后剩余一定比例的钙和硅，这些成分极易聚集而可能形成硅灰石；同时，Cr2O3在促进辉石类晶体析出方面起着非常重要的作用。A.Omar［207］的结论也可以证明，他提出在石英砂—白云石—菱镁矿的混合物中，Cr2O3能够促进辉石晶体的析出。同时还指出，通过添加铁的氧化物可以加速形成像晶核一样的尖晶石结构，可以促进晶体的析出。(www.xing528.com)

图9.7为添加Cr2O3的微晶玻璃的SEM照片。从图9.7中可以看出，添加Cr2O3的微晶玻璃析出的晶体都呈枝状分布。添加0.1 wt%Cr2O3的微晶玻璃的晶体排列规则，但尺寸不均匀；添加0.2 wt%Cr2O3的微晶玻璃的晶体尺寸减小，结构紧凑，晶体排列具有一定的方向性；添加0.3 wt%Cr2O3的微晶玻璃的晶体排列较差，尺寸不均匀；当添加0.4 wt%的Cr2O3时，微晶玻璃的枝晶分布比较杂乱，而且晶体尺寸减小。

图9.7　不同Cr2O3含量条件下微晶玻璃的SEM照片

随着Cr2O3含量的增加，晶体的分布逐渐改变，晶体尺寸呈减小的趋势。这是由于随着Cr2O3含量的增加，在玻璃中形核质点增加，在生长区域和成分不变的情况下，这些变化导致晶体的尺寸减小，形态发生变化。与添加CaF2的微晶玻璃比较，CaF2对改变微晶玻璃晶体形态的作用明显优于Cr2O3。