Bi2O3-SiO2系統高溫熔體電導率測試與研究.pdf

1、近年來通過科學研究發(fā)現了熔融Bi2O3-SiO2系統具有各項異性的性質，但是目前對該系統的全面研究仍十分欠缺，晶體生長規(guī)律探索與完善、晶體性能的不斷改善與提升，晶體生長最佳條件的確定、熔體奇異現象及其對結晶的影響因素還未研究透徹，諸多的現象仍然無法解釋。因此開展該系統熔體結構特性、高溫反應過程和結晶行為的研究，對發(fā)展該系統新功能晶體材料具有迫切而現實的意義。
　　 本文以Bi2O3，SiO2為原料，通過固相合成法制備了不同配比B

2、i2O3-SiO2粉體，研究了不同粉體制備的最佳工藝，通過自主設計設備重點研究了其在熔融狀態(tài)下升溫與降溫階段的電導率變化，主要內容如下：
　　 設計研發(fā)了一種專門測試高溫熔體電導率的裝置。重點考察了設備的加熱裝置，隔熱保溫材料，熔體溫度的實時測定，電極的選擇等幾個方面。該設備加熱最高溫度可到1600K，特點在于其操作方便，溫度控制精確，數據收據準確等，利于研究高溫熔體的電導率。
　　 通過固相法分別合成了Bi12SiO2

3、0，Bi2SiO5與Bi4Si3O12粉體；通過研究結果表明：Bi12SiO20，Bi2SiO5與Bi4Si3O12最佳合成溫度分別為1016K，1083K與1160K，最佳配比分別為6.1：1、1.05：1與2.05:3，當粉體配比低于或高于此配比時，由于Bi2O3高溫揮發(fā)性固相反應無法達到平衡，產物粉體中均會出現雜相。
　　 通過自主設計研發(fā)電導率測試設備分別研究分析了Bi2O3、Bi12SiO20、Bi2SiO5與Bi4S

4、i3O12在熔融狀態(tài)下，在升溫和降溫過程中電導率的變化情況，研究結果表明不同配比Bi2O3-SiO2粉體高溫熔融后，電導率隨著溫度的變化不斷升高，當溫度到達一定階段，由于體系內官能團與粒子的熱運動達到平衡，電導率達到穩(wěn)定值，溫度升高不會影響電導率的增加。在冷卻過程中，由于Bi2O3-SiO2體系熔體具有較大的過冷度，結晶趨勢較強，故降溫階段電導率相對升溫階段變化率較大。
　　 通過經典熔體模型與熔體結構理論研究了熔融后熔體內部結