稀土鋁矽酸鹽玻璃具有高的玻璃轉換溫度﹑玻璃軟化溫度、硬度﹑折射率 ﹑彈性模數與良好的化學耐蝕性等優良性質,是近來深受注目的耐高溫材 料。本研究以氧化鈰、氧化鋁、氧化矽粉末為起始原料並以氟化鈣為助熔 劑,探討氧化鈰的含量對氧化鈰─氧化鋁─氧化矽(簡稱CAS)系列玻璃性 質之影響及其經熱處理的結晶相變化。實驗結果顯示:組成含量 為(15-30)氧化鈰-23氧化鋁-(62-47)氧化矽(莫耳分率)之 CAS系混合的粉 末與組成含量為(10-30)氧化鈰-23氧化鋁-(67-47)氧化矽(莫耳分率)-5氟 化鈣(重量分率)的CASF系混合粉末分別經1600C﹑1530C熔融3h並急冷後能 形成玻璃。CAS及CASF系玻璃之轉移溫度﹑軟化點及莫耳體積隨氧化鈰含 量的增加而降低;熱膨脹係數﹑體密度及微硬度隨氧化鈰含量的增加而增 大。氟化鈣的添加能降低粉末的共融點溫度,但亦使CASF系玻璃的諸性質 劣於CAS玻璃。玻璃經熱處理時,先析出的結晶相為氧化鈰﹑莫來石,接 著是白矽石﹑鈰矽酸鹽與未知相的生成。熱處理溫度高達1250C-1300C 時 ,鈰矽酸鹽﹑白矽石與未知相有分解﹑熔融的現象。玻璃中鈰含量愈少時 ,經熱處理時析出的晶相愈易以鈰矽酸鹽晶相析出;鈰含量愈多,則愈以 氧化鈰晶相析出。氟化鈣的添加能降低CAS系玻璃之結晶相析出溫度,抑 制鈰矽酸鹽晶相的析出及促進未知相的形成。
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