高BI2O3低B2O3含量的PBO—BI2O3—B2O3系统研究

２ －４３ ． ７
２ ５ｌ ． ｌ ２ ３ ． ７５
２ １
ｌ １ ７
２ ２ ．９ ８
２ ８ｌ ５ ２ １ ．７ １
２ ３
ｌ ０ ５ ８
２ ５ ．７ ２
２ ４ｌ ２ ２ ０３ ． １
３１ ，
２ Ｏ ３ ０
１ ３７ ．６
１ ００ ．６ １ ３５ ５
o对玻璃形成的作用可从红外光谱分析结果看出oa引入量的摩尔分数为45或小于45时b以弧立bo三角体形式存在这种三角体具有d对称3条bo键均匀分布这表明此时熔体在冷却过程中主要表现为pbbi的积聚作用ep撷弱的
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元系 统 其 它 组 成 点 的 研 究 也 获 得类 似 的 结 果 ， 的 散 射 峰 底 部 很 宽 ， 峰 顶 尖 锐 ， 微 晶玻 璃 有 但 与 的衍 射 谱 形 状 上 相 似 ．
衰 ２ Ｐ Ｏ， ｉ 一氧 化物 和二 元 系统氧 化物 的 ｘ射 线衍 射实验敷 据及 抽相 ｂ Ｂ： 单 ０
２ 结 果 与分 析 讨论
２ １ ×射 线衍射研 究 ． 表 ２列 出 了 由 Ｐ ， ｉ 单 一 氧 化 物 获 得 物 质 的 Ｘ 射 线 衍 射 实 验 数 据 及 物 相 鉴 定 结 ｂＯ。Ｂ Ｏ 果． 为便 于 比较 ， ２ Ｐ Ｏ ・ ０ ｉ 。 成获得 物质的 ｘ射线衍射实验数据和 可能 的物相也 列 由 ０ ｂ ８Ｂ 组 Ｏ 于 表 ２参 照文献 Ｅ］ 该可能的物相 为 Ｐ ｉ ５ ｂ ・ ， ｓ， ｂＢ （Ｐ Ｏ ０． ４ ｉ ． Ｂ ） 从表 ２所 列 ｘ射线衍射 实验 数据 来看 ， ｂＯ 经 Ｏ Ｐ ａ
收穑 日期 １ ９＋ ９２ 第 １ 者 卢 安赞 、 ，４岁 ， ９ ４１ —６ 作 男 ３ 副教授 １ ）湖 南省 白掂科学 基金和 中国有 色金属 工业 总公 司开放 实验 室基 金 贷助 项 目 ２ ）中 南工 业大 学粉 末冶金 研究所 ３ ）卢安 贤 ， 谢佑 卿 ， 仁伟 ． 卢 步量 ＢＯ； （ ） ｚ ３ （ ０ ） ｂ ・ ５ 一 Ｂ ２ ｚ 对 红 Ｂ Ｏ ・ ５ 一ｘ Ｐ Ｏ （０ ） Ｉ 系统形 成玻 璃的 作用． Ｏ 中国 有色金 属
／ ４
．
ｃ 皇 再与 卢 ７ 中 南 墨兰 献 仁 奎 一
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抽
要
通过传 统熔 体冷 却 方法确 定 了高 Ｂ： 低 Ｂ Ｏｓ 量的 Ｐ Ｏ— ｉ０ 一 ｚ ｉ Ｏｓ ： 音 ｂ Ｂ： ｜Ｂ ０｜系统 成玻 璃的
ｉ 少 ｔ Ｏ；引入 量 ； 用 Ｘ 射 线 衍 射 分 析 和 红 外 光 谱 分 析 方 法 研 究 了由 Ｐ ３ ， 利 ｂＯ Ｂ： 单 一 氧 化 抽 、 ｉ Ｏ；
２ ｌ ０ Ｏ ６ ４
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１ ６ １ ７ １ ０
试 样 的 最大 散 射 峰 位 置 与 Ｐ ｉ ｂＢ ０ 晶体 的 晟 强 衍 射 峰 位 置 相 近 ， 说 明 ， 璃 无 定 形 结 构 中 这 玻
的 Ｐ —Ｏ，ｉ 键 距与 Ｐ ｉ ｂ Ｂ—ｏ ｂＢ 中相 应 阳离子 与氧离子 间的键距 相近． ０ 从图 ｌ 发现 ， 号试 ７ 样的 ｘ射线衍射谱线上 有一些细 弱的衍射 峰 ， 这表 明这种非 晶态结构 中存在 一些原子规 则排 列的晶面或微晶体 ， 也就 是说 ， 该组成在熔 体冷 却过 程 中无定 形结构形成 不完全． 者对 该三 作
体 阳 离 子 （ Ｓ” ， 等 ） 氧 离 子 的 配 位 方 式 复 杂 【 这 使 得 人 们 对 这 类 玻 璃 的 形 成 规 律 和 如 ｉ Ｂ 与 ， 结 构 的 认 识 仍 然 不 清 楚 ． 而 给 重 金 属 氧 化 物 玻 璃 性 能 的 改 进 带 来 困 难 ． 究 Ｐ Ｏ一 Ｏｒ 进 研 ｂ Ⅸ： ＢＯ。 统 在 低 ＢＯ。区随 ＢＯ 引 入 量 的 增 加 而 引 起 的 结 构 变 化 及 少 量 ＢＯ 引入 对 玻 璃 结 ： 系 ： ： ： 的 构 形 成 的 作 用 ， 于 认 识 Ｐ Ｏ— ｉ 基 重 金属 氧 化 物 玻 璃 的 形成 规律 ， 对 ｂ Ｂ： Ｏ。 丰富 玻 璃 结构 学说 以及
８ ０℃烧 结 １ ｎ后 ， ２ ｍｉ ５ 获得 的物 质 为 Ｐ Ｏ（ ） 交 晶 系 晶 ｂ 黄 正 体 ， ｉ 在 ８ ０℃下 熔 融 后 自然 冷 却 到 室 温 得 到 的物 质 为 Ｂ Ｏ。 ２ ＹＢ －ｉ Ｏ 立 方 晶 系 晶 体 ， 据 立 方 晶 系 晶体 的衍 射 特 征 及 面 根 间 距 与 米 勒 指 数 间 的关 系 ，Ｃ ＤＳ卡 片 上 未 出现 而 实 验 得 ＪＰ 到 的 ｄ值 为 ５ ０ ２＾ 的谱 线 应 为 （ ０ ） （２ ） （ ０ ） ．５ ２０ 或 ０ ０ 或 ０ ２ 晶 面 的 特 征衍 射 线 ，＿ Ｏ ｙ 为 室 温 稳 定 相 的 结 果 与 Ｐ Ｏ— ｂ Ｂ ｉ Ｏ。二 元 系 统 相 图给 出 的结 果 （－ ｉ 不 同 一可 能 是 ａＢ ） Ｏ ，
高 Ｂ ： 含 量 的 Ｐ Ｏ－ ｉ ０ ｂ Ｂ Ｏ 二
元 系境和 高 Ｂ 低 ＢＯ。 量 ｉ Ｏ， ２ 奢
的 Ｐ Ｏ－ 一 ２ ｂ Ｂ Ｏ３Ｂ Ｏ，三 元 系 统
Ｘ 射 线 衍 射 谱
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中Ｗ －业 大 学学 报 ｊｒ
获 得物 质 的 ｘ射 线衍 射谱与 Ｐ Ｂ ． （ ｂ ・ Ｂｚ 晶体 的 ｘ射 线衍 射谱 一致 ； Ｂ０ａ ｂ ｉ０ Ｐ Ｏ ６ ｉ ） 。 ０ 当 ２ 引 入 量 的 摩 尔 分 数 为 ２ ． ５ 时 ， 得 物 质 显 示 出 明 显 的 非 晶 态 特 征 ． 形 状 看 ， 衍 射 谱 与 石 ｊ Ｏ 获 从 该 英玻璃的衍射谱相似 ， 这表 明 ７ 号试样 中形 成 了类似 于石英玻璃 的无定形结构 ； 最大散射峰 从 位置看 ， 者的 ２ 前 口角为大 约 ２ｏ而石英玻璃 最大散射峰对应的 ２ 角大约为 ２ 这表 明 Ｐ Ｏ ７， 口 ｒ， ｂ— Ｂ Ｏｒ 玻 璃 与 石 英 玻 璃 中 网络 形 成 体 阳离 子 与 氧 离子 之 间 的键 距 不 同． Ｂ Ｏ 比较 发现 ， ７号
加速这类玻璃 实际 应用的进 程 ， 都具有重要意义
由于 Ｐ Ｏ． ｉ ｂ Ｂ ＯｒＢＯ 系 统 的 复 杂性 ， 不 同 Ｐ Ｏ，ｉ 在 ｂ Ｂ。 ０ 含量 基料 中 引 入 Ｂ０ ， 得物 ２ 后 获 质包 含 的 晶 体 类 型 不 同 ， 量 ＢＯａ 引 入对 无 定 形 结 构 形 成 的 作 用 也 有 差 异 ”． 此 ， 文仅 少 ： 的 因 本
以高 Ｂ ＢＯ 含量的 Ｐ Ｏ— ｉ ｉ 低 ： Ｏ ｂ Ｂ。 — Ｏ 系统 为研 究对 象 ， 究该 系统 随 ＢＯ 引入量 的增 Ｏ Ｂ 研 ２
加而 引起 的结 构 变 化及 ＢＯ 。 对 玻 璃 结 构 形 成 的 作 用 ．
１ 实 验 过 程
１ １ 熔 制 试 验 和 密 度 测 定 ． 按 表 １ 列 设计 成分 计 算 并制 备 配 合 料 ， 混 合 均 匀 的 配 合 料 放 入 刚 玉坩 埚 内 ． ８ ０℃ 所 将 在 ２
因为冷却速度不 同所致． ０ ｂ ・ ０ ｉ ２ Ｐ Ｏ ８ Ｂ。 组成经熔 融冷 却 Ｏ 获 得 的 物 质 的 ｘ 射 线 衍 射 实 验 数 据 与 文 献 报 道 的 Ｐ ｉ 晶体 的 实验 数据 ［基 本 符 合 ． ｂＢ。 Ｏ ５
在 这 个 二 元 系 统 中 引 入 ＢＯ 后 ， 晶相 和物 质形 态变 其 化 见 图 １ 当 ＢＯ ， 引入 量 的 摩 尔 分 数 为 ２５ 和 ４５ 时 ， ． ．
学 报 ，９ ９ ５ ２ ， 发 表 １ ９ ， （ ）待
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第 ２ 卷第 ２ ６ 期
卢安 贤等 ： Ｂ ２ ３ Ｂ ０ 含量 的 Ｐ Ｏ Ｂ … Ｂ ０ａ 高 ｉ 低 ２ａ Ｏ ｂ — Ｏ ２ 系统 研 究
２１ ０
下熔 融 １ ｎ， 熔 体 （ 烧 结 体 ） 注 （ 倒 入 ） ｍｉ 将 ５ 或 浇 或 到铁 模 内成 型 ， 自然 冷 却 到 室 温 ． 据 玻 璃 的 根
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３２０ ．３
３１３ ．９ ３１２ ．３
３ ０ ９ ． ７ ３ ００ ． ２ ２ ９４ ． ８
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１ ５ ．８ ０
１ ４ ．８ ５ １ ９ ．７ ７
１ ２ —７ ４ １ １ ．７ ９ １ ４０ ．６
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高 Ｂ： ｉ ０ 音量 的 Ｐ Ｏ－ ｉ 二 元 系统厦 高 Ｂ２ 诋 Ｏ ｂ Ｂ： ０ｓ ｉ ０ 音 量的 Ｐ Ｏ— ｉ ｂ Ｂｚ ０ Ｂ ０ 三 无 系统 经熔 舢
Ｐ Ｏ Ｂ： ｂ — ｉ 基重 金属氧化物 玻璃 因具有优异 的透 红外 光 、 Ｏ 发射荧 光和非 线性 光学性 能等 特点 而在许多领域 有着 潜在的应用 ］成为 当前玻璃科学 中的热 门课题 之一． ， 由于这种玻璃 以 Ｐ Ｏ， ｉ 作 为 网络 形 成 体 氧化 物 ， ｂ ，ｉ 与氧 离 子 配 位 的 方 式 远 比传 统 玻 璃 网 络 形成 ｂ Ｂ： Ｏ Ｐ Ｂ
第２ ６卷 第 ９期 １ ９ ９ ５年 ４月
中南 工业 大学学 报
Ｊ ．ＣＥＮＴ． Ｓ ＯＵＴＨ ＵＮＩ Ｖ．ＴＥＣＨＮＯ Ｌ
Ｖｏ ． Ｎｏ． １ ９６ ９ Ａｐｉ ｒｌ １ ９ ９ ５
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高 Ｂ２ 低 Ｂ ０３ 量 的 ｉ Ｏ３ ２ 含 Ｐ Ｏ— ｉ 一 ２ 系 统 研 究 ’ ｂ Ｂ ２ Ｂ ０３ ０３
表 １ Ｐ Ｏ， ｉ 基单 元 、 元和 Ｐ Ｏ— ｉ — ， 三元 系境 ｂ Ｂ２ ０Ｉ 二 ｂ Ｂ ｊ Ｂ Ｏ３ ＯＩ
的 组 成 、 度 和 玻 璃 形 成 能 力 密
１ ２ ×射线衍射分析 ．
采 用 日本 理 学公 司 ３ １ ０４型 ｘ 射 线 衍 射 仪 测 定粉 末 试 样 的 ｘ 射 线 衍 射 谱 １ ３ 红 外 光谱 分 析 ． 采 用 ７ ０Ｆ Ｒ红 外 光谱 仪 测 定 波 数 为 ４ ０ ４０ ０ｃ 问的 红 外 吸 收 ． ５一 ＴＩ ０ ～ ０ ｍ
２ ７ ０ ２
１９３ ． ９ ｌ ４ ９ ９
１ ２ ．９ ９ ｌ ５８ ８ １ ４４ ７
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典型性 能—— 透 明性 来初步判断 是否 形成 了玻璃．
将冷 却 后 的试 样 进 行 切 割 、 磨光 及 抛 光 处 理 制 成 １ ０ｍｍ×１ ０ｍｍ×５ｍｍ 的块 状 样 品 ， 恒 重 后 采 用 Ａｒｈｍｅｅ 法 测 定 其 密 度 ， 组 分 的玻 璃形 成 能 力及 密度 值 列 于 表 １ ｃ ｉ ｄ ｓ方 各 ．