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TiO2BaOSiO2系统高折射率玻璃微珠的研制中

2022-04-28 来源:龙岩机械信息网

TiO2—BaO—SiO2系统高折射率玻璃微珠的研制(中)

2.2 玻璃的析晶

利用梯度炉对制得的玻璃粉进行析晶温度范围的测定,析晶温度范围越窄,工业化生产越易实现。由表2测试结果可以看出,玻璃析晶温度范围随TiO2/BaO摩尔比增大而变宽,理论计算的玻璃折射率也随TiO2/BaO摩尔比增大而提高。

一般情况下,TiO2是以玻璃网络外体存在的,但在含碱玻璃中,它可以以[TiO4]形式参与玻璃网络提高玻璃折射率,但当超过一定值时,发生严重析晶。钡在碱土金属中原子序数最大,离子半径最大,容易被极化,含量在一定范围内可以显著地提高玻璃的折射率。Zn2+多处于八面体配位的[ZnO6],但是[ZnO4]含量会随碱金属含量的增大而增大,形成[ZnO6]结构比形成[ZnO4]时玻璃结构致密,但ZnO含量过高会增大玻璃的析晶倾向。结合对快速淬冷得到的玻璃粉进行XRD分析图谱(见图1),进一步说明随着TiO2/BaO摩尔比的增大,玻璃的析晶倾向增大,特别是当TiO2/BaO摩尔比大于1.92以后,析晶倾向明显增大,因而为了得到容易玻璃化、折射率又高的玻璃微珠,必须选择合理的TiO2/BaO摩尔比。实验结果表明3#配方是较为理想的配方。XRD分析5#玻璃析出的主晶相为Ba2TiSi2O8和BaTi5O11,与文献采用的TiO2—BaO—ZnO—ZnO2玻璃系统析出的晶相是一致的。

2.3 玻璃微珠的成型

本研究采用喷吹法和隔离剂法制备玻璃微珠。将制得玻璃粉按照一定的粒度要求进行球磨,过筛后掺人一定量的石墨粉作为隔离剂(玻璃粉与石墨粉质量比为10:1),混合均匀后送人高温炉内加热熔融,保温一定的时间后,倒入水中进行漂洗,靠表面张力成珠。另将所制得的玻璃粉湿磨过200目筛后采用喷吹法制备玻璃微珠,图2为制备微珠用的喷枪装置图。

喷吹法在制备过程中用空气压缩机将空气送人喷枪中,气缸中的压力维持在0.3MPa以上,使盛玻璃粉的装置中产生负压,将装置中飞扬起来的粉末吸人中间空气喷管,带有粉末的空气到达喷嘴时,与可燃气体乙炔气相遇点燃,喷嘴处的温度可达1300℃以上,在气流的冲击下,粉末颗粒在燃烧区均匀分散和熔化,由于表面张力的作用成球,落入水中冷却后成珠。

(待续)

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