硼硅酸鹽微晶玻璃的制備及其在SiO2f-SiO2基體上的涂覆工藝研究.pdf

1、二氧化硅纖維增強(qiáng)熔石英(SiO2f/SiO2)陶瓷材料具有良好的介電性能和力學(xué)性能，但易吸潮，耐濕性能較差。本課題通過熔融法和固相法制備硼硅酸鹽釉料，并在釉料中添加助溶劑ZnO和機(jī)械合金化法降低釉料的共熔溫度及釉層的燒成溫度，以期在SiO2f/SiO2復(fù)合材料的表面形成一層致密的硼硅酸鹽微晶玻璃釉層。采用X射線衍射、掃描電鏡、激光粒度分析、熱重-差熱分析等測試方法深入研究釉料粉末及其塊體的微觀結(jié)構(gòu)、燒結(jié)工藝以及所制備的硼硅酸鹽微晶玻璃釉

2、層的微觀形貌及其力學(xué)性能。
　　在1400℃下把氧化硅-氧化硼-氧化鋁(SiO2-B2O3-Al2O3)三元體系燒成硼硅酸鹽玻璃。本文采用機(jī)械合金化提高粉體的燒結(jié)活性。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，機(jī)械合金化20h后，晶化峰強(qiáng)度降低；機(jī)械合金化40h后，原來的晶化峰幾乎全部變成非晶峰。隨著機(jī)械合金化時(shí)間的延長，粉體粒徑分布越來越集中，但由于合金化過程中的粉體之間的焊接行為導(dǎo)致測量的粉體粒徑增大。
　　為了使?jié){料具有良好的分散性能，選用乙醇:二甲

3、苯(E:X)為50:50的溶劑配比作為制備漿料的溶劑組分。在沒有添加分散劑的情況下，玻璃粉體的等電點(diǎn)為2.5左右，Zeta電位的最大值發(fā)生在PH為11處。在漿料中添加分散劑蓖麻油，等電點(diǎn)都向酸性方向稍微偏移，粉體Zeta電位值增大，漿料的穩(wěn)定性得到提高。隨著粘結(jié)劑PVB含量的增大，漿料的粘度先降低再升高，PVB含量為1.0％時(shí)，漿料具有最低的粘度。
　　熔石英復(fù)合材料經(jīng)過正硅酸乙酯預(yù)處理2~3次，基體的吸水率從14.17%降低到2

4、.7%，基體表面的縫隙被不同粒徑的二氧化硅顆粒填充。先后研究了施釉溫度、釉料組分以及機(jī)械合金化對釉層性能的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，助熔劑ZnO的含量在2.5%左右釉料的燒結(jié)性能最佳，玻璃相在表面均勻鋪展。升高至5%時(shí)，釉料粉體的燒結(jié)性能變差，釉層的致密度有所下降，低于不添加助熔劑釉料的致密度。隨著高能球磨時(shí)間的延長，燒結(jié)活性也相應(yīng)提高，釉層的致密度提高、孔隙率降低，而且反應(yīng)生成的玻璃相鋪展更加均勻。耐濕性能最佳的釉料組分為 Z2.5，吸水率為3