bsts极性微晶玻璃析晶机理及性能优化研究

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1、摘要本研究利用BaO—SrO—Ti0：～si0：作为基础玻璃，系统研究了该系统微晶玻璃的析晶过程和机理，并利用计算机模拟了该过程；并研究了热处理的最佳工艺条件和微晶玻璃的部分性能。借助于扫描电镜和能谱分析，从微观结构和组分变化两方面系统研究了微晶玻璃的析晶机理。微观结构研究发现，BsTs极性微晶玻璃晶粒发育过程为：首先在900℃左右，玻璃的表面开始出现定向排列的析晶层，然后定向后的微晶体逐渐横向发展，最后形成完善的极性微晶玻璃；玻璃析晶过程从玻璃表面开始，向玻璃内部定向生长，逐层推进：并且晶粒的定向方向总是垂直于表面；

2、当保温到达一定时间时，再延长保温的时间生长逐渐开始对材料的性能不利。通过动力学讨论和计算得知：块状和粉状样品的析晶活化能分别为112．7u／坍D，和102．8材／肌D，，稍有差异，这种差异的可以归结为两种试样比表面积的差异。另外，本研究还计算了BsTs微晶玻璃析晶过程的析晶转化速率系数，晶粒的半径和晶体的析晶分数。通过反复的试验和对热处理制度正交实验表的计算发现了BSTs极性微晶玻璃的最佳工艺条件，并且在微晶玻璃的析晶过程中，保温温度和保温时间是两个最重要的影响因素。部分性能的测试表明BsTs极性微晶玻璃在高温区应用方

3、面很有前途，并且是一种比较有前途的sAw基片替代材料。关键词：极性微晶玻璃；析晶机理；模拟；热处理；sAwAbstractInthispaper，basedontheoriginalglasssystemB80—SrO—Ti02一Si02，thepfocessandInechanismofc叫s括lljzationwe揩studjedandH1；spfocesswassimufatedbythecompu把￡工nchefnean廿me，theoptimaltechnicalconditionsofheat-treati

4、ngandsomepropertiesofglaSs-ceramics、verestudied．BymeansofSEMalldenergyanalyzeLthemechanism0fcrystallizationofglass-ceramics、vasdiscussed．_fheresearchofmicrostructuresshowsthattheFowingprocessofgrainscallbedescribed船follows．WhenthetemperaturearriVesac900℃，theorie

5、ntedlayersofcrystallizationbeginto印pearonthesurfkesoftheglasses．Thentheonemedc叫stal酽ainsgmwperpendicuIartothelayefsofcrystallization．Ultimatelytmepo】arglass-ceramicsaref0姗ed．Thecrystallizationpmcess0fgl髂sesbeginsont11esu“keofglaSsesandgrowsdirectionaltothel【1te—

6、orofglassesonelayerafteranotlleLAndt}ledirectionoftheorientedcrystalgrainsisalwaysperpendiculartothesurfkeofthegl髂s．AReratimeofheatpreservation，lheincreasingofdurationwillbehamlfultomeproperciesofmalerials．Thediscussionsandcalculationsofk．meticsshow也attheactiVat

7、ionenergyofcrysta【Uzation()ftheblockandpowders棚plesareseparaIeIy112．7材／mD，a11d102．8Ⅳ，州D，．Andthedi仃erenceoftwoVaIuesisduetOthediscrep蛐cyoftheare髂OfsurfacesoftIles啪ples．Inaddition，thecoe伍ciemofVelocityofcrystaln饥sformation，tIle豫diusofcrystala11dthepercemageofcryst

8、alVoIumearecalculatedinthisp印eLThroughmerepeating“periments锄dmecalculationsofmeormo-踊a1tables，吐leoptimalfechnjcalconditionsofBsTspolaf掣ass嵋eramicsH郴foundandt11ecf)信ta