添加Bi2O3对SiO2-Al2O3-MgO系玻璃结构与性能的影响
2021-12-15杨自豪陈汉生陈莹莹王焕平徐时清曹永盛
杨自豪,陈汉生,陈莹莹,高 任,王焕平,徐时清,曹永盛
(1.中国计量大学材料科学与工程学院,杭州 310018;2.浙江丹斯登生物材料有限公司,嘉兴 314400)
0 引 言
随着现代工业的不断发展,玻璃纤维的应用范围越来越广,性能要求也在不断提高。作为增强材料,提高力学性能一直是玻璃纤维发展的主要方向之一[1]。高强度高模量玻璃纤维通常以SiO2-Al2O3-MgO三元系为主要组分;与传统E玻璃纤维相比,该类纤维在抗弯性能、抗压性能、抗冲击性能、耐高温性能、耐腐蚀性能、电绝缘性和介电性能等方面都具有明显的优势[2]。但是,SiO2-Al2O3-MgO系玻璃的制备温度高、高温黏度大,非常容易在制备过程中析晶,因此在生产过程中工艺操作难度大。目前,有关该体系玻璃的研究大都集中在优化玻璃的基质组分以提高其力学性能,或采用天然矿石原料来降低其生产成本等方面[3]。其中,通过添加其他组分来降低玻璃软化点,同时提高其热稳定性、结构稳定性以及力学性能,对于SiO2-Al2O3-MgO系玻璃获得更广泛的应用具有重要意义。
Bi2O3常被用作改善玻璃某些性能的有效掺入剂和澄清剂,应用范围相当广泛。BALE等[4]研究发现,随着Bi2O3添加量的增加,Bi2O3-SiO2-Al2O3系玻璃的透过率升高,结构稳定性呈先提高后降低的趋势,当Bi2O3质量分数为20 %时,玻璃的结构稳定性最好。RANI等[5]研究发现,当Bi2O3质量分数小于30%时,Li2O-ZnO-Bi2O-SiO2系微晶玻璃的力学性能和热稳定性随着Bi2O3添加量的增加而升高,玻璃的高温黏度和软化点降低。路平等[6]在等离子处理和连续浸渍法相结合的基础上,通过添加Bi2O3制备了一种界面结合良好的玻璃纤维复合材料;……
