首页 理论教育 深度解析核化制度

深度解析核化制度

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:图11.4微晶玻璃的弯曲强度与核化时间的关系11.2.1.3核化温度对微晶玻璃结构的影响图11.5为不同核化温度下微晶玻璃的SEM照片。从图11.7中可以看出,随着核化温度的增加,弯曲强度呈先减小后增大的趋势,当核化温度为690℃时,弯曲强度最小,其值为36.49 MPa。

深度解析核化制度

11.2.1.1 核化时间对微晶玻璃结构的影响

要想得到均匀、细小的晶粒,核化时间是非常重要的。核化时间过长,晶核数量多,在整个微晶玻璃内都是晶体,而没有玻璃相,会严重影响微晶玻璃的性能;核化时间短,晶核数量少,对微晶玻璃的性能产生不利的影响。图11.2为不同核化时间对微晶玻璃结构的影响。

图11.2 不同核化时间的微晶玻璃的SEM照片

由图11.2可知,在核化时间玻璃析出的晶体均为球晶,晶体尺寸约为0.3μm,部分晶粒聚集在一起呈不规则的链状分布,且晶粒之间有逐渐聚合的趋势;随着核化时间的延长,晶体的析出量和晶体的尺寸未发生显著变化,只有当核化时间为105 min时,晶体聚集形成的不规则的链较长,晶体的析出量稍多,析出率大,为56.4%(体积)。这是因为核化开始时,晶核数量少,随着时间的延长,晶核数量逐渐增多,到达一定数量后,通过扩散传质的物质迁移困难,晶核形成的阻力增大,数量很难进一步增长。

图11.3为不同核化时间条件下的微晶玻璃XRD曲线。由图11.3可知,图中两种曲线出现的衍射峰相似,表明样品析出的晶相也相近,这与陆雷和姚强[215]得到的结论一致。

图11.3 不同核化时间条件下微晶玻璃的XRD曲线

经过对照卡片可知,析出的晶相为透辉石(Ca(Mg0.6Fe0.4)(Si1.6Fe0.4)O6,CaMgSi2O6),衍射峰高度基本相同,可以认为晶体的析出量相似,这和SEM分析得到的结果相似,也就是延长核化时间没有显著增加微晶玻璃的成核率。在相同角度的衍射曲线中都出现了“馒头峰”,表明该条件下样品中含有大量的玻璃相。

11.2.1.2 核化时间对微晶玻璃性能的影响

图11.4为不同核化时间下微晶玻璃的弯曲强度。由图可知,随着核化时间的延长,微晶玻璃的弯曲强度呈先增大后减小的趋势,在核化时间为105 min时,弯曲强度达到最大,为93.22MPa。由图11.2可知,晶体的平均尺寸比较接近,当核化时间为105min时,晶体的析出量最大,因此,根据公式(7.1)可知,抗弯曲强度较大。

(www.xing528.com)

图11.4 微晶玻璃的弯曲强度与核化时间的关系

11.2.1.3 核化温度对微晶玻璃结构的影响

图11.5为不同核化温度下微晶玻璃的SEM照片。由图可知,核化温度小于710℃,晶体直径为200 nm左右。当核化温度为670℃,微晶玻璃晶体尺寸细小、均匀,形态为球晶。当核化温度为690℃时,球晶的数量明显增加,尺寸与670℃的样品析出的晶体相似,但分布较致密。当核化温度为730℃时,微晶玻璃的晶体粗化,数量明显减少。这是因为随着核化温度的增加,黏度逐渐减小,会大大提高成核速率,因而球状晶体增加。到730℃时,球状晶体数量减小,尺寸增大是由于在热处理过程中,由粗化过程而导致的晶核数量减小,晶体尺寸增大[109]

图11.5 不同核化温度下微晶玻璃的SEM照片

图11.6为不同核化温度下微晶玻璃的XRD曲线。从图11.6中可以看出,微晶玻璃在核化温度为670℃时,试样的衍射峰非常明显,且衍射峰强度较大,析出的晶相主要为含铁透辉石[Diopside,Ca(Mg0.6Fe0.4)(Si1.6Fe0.4)O6]和链状钙铁硅酸盐[Calcium iron catena-disilicate,CaFe(Si2O6)],而微晶玻璃核化温度为730℃时,试样的衍射峰强度较弱,析出的晶相主要为透辉石[Ca(Mg0.6Fe0.4)(Si1.6Fe0.4)O6,CaMgSi2O6]。由此可以判定出微晶玻璃在670℃的核化温度优于730℃。结合SEM照片可知,核化温度为730℃时玻璃析出的球晶明显少于核化温度为670℃时玻璃析出的球晶数量。因此,较高的核化温度不利于晶核的形成。

图11.6 不同核化温度下微晶玻璃的XRD曲线

11.2.1.4 核化温度对微晶玻璃性能的影响

图11.7为不同核化温度玻璃的弯曲强度。从图11.7中可以看出,随着核化温度的增加,弯曲强度呈先减小后增大的趋势,当核化温度为690℃时,弯曲强度最小,其值为36.49 MPa。

图11.7 微晶玻璃的弯曲强度与核化温度的关系

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈