【摘 要】
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熔融石英陶瓷是以熔融石英玻璃粉体为原料，采用传统陶瓷的粉末成型、烧结工艺制备出的非晶态产品。它最早由佐治亚理工学院开发出来，因其极小的热膨胀系数和介电常数、较高的硬
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熔融石英陶瓷是以熔融石英玻璃粉体为原料，采用传统陶瓷的粉末成型、烧结工艺制备出的非晶态产品。它最早由佐治亚理工学院开发出来，因其极小的热膨胀系数和介电常数、较高的硬度和高温粘度，广泛应用于冶金、航空等领域。熔融石英陶瓷克服了传统玻璃生产工艺对大尺寸产品成型困难及熔制冷却过程中内应力不易消除的缺点，但是需要在高温下烧结，容易析出方石英相。方石英在降温过程中不可避免地发生相转变，而造成很大的体积变化，使得熔融石英陶瓷容易开裂失效。选择合适的添加剂可以化解致密化和析晶的矛盾，特别是引入低熔点的酸性氧化物如B2O3玻璃形成体，不仅可以包覆在熔融石英表面，和破损的网络体重新熔制，修复缺陷，起到较好的抑制析晶作用，而且可以引入液相烧结机制促进熔融石英的致密化。本文以引入B2O3熔体为线索，通过XRD、SEM、密度、强度测试等分析手段，研究多种添加剂对熔融石英的烧结性能与析晶性能影响。研究结果表明:添加B4C氧化引入B2O3熔体，具有比添加B2O3更好的抑制结晶的效果；添加3.5wt.%B4C、1150℃×4h烧结样品室温抗弯强度可达112MPa。添加TiB2引入B2O3熔体同样可以起到助烧、抑制析晶的效果，生成金红石微晶相在高温长时间烧结容易转变为缺氧的蓝绿色Ti7O13晶体。添加ZnO在一定程度阻碍致密化，对析晶影响不大；添加ZnO-B2O3玻璃可以起到较好的助烧效果，但是显著促进析晶。添加Bi2O3或Bi2O3基玻璃料显著促进析晶，对致密化影响不大。添加Si粉在高温下烧结可显著促进熔融石英陶瓷的致密化，且对析晶影响不大，但是烧结过程后样品容易出现弯曲变形；另外引入一定量的B2O3熔体可以缓解样品变形。
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