21104

۲۱۱۰۴

بررسي عوامل موثر بر خواص فيزيكي شيشه سراميك شوك پذير سيستم CuO-Al2O3-SiO2

كارشناسي ارشد

سراميك

۱۳۹۵

۱۳۹۸/۶/۳۰

دكتر بيژن افتخاري يكتا

دكتر جعفر جواد پور

مواد و متالورژي

سيستم شيشه سراميك آلومينو سيليكات مس Cu2O-Al2O3-SiO2 به عنوان شيشه سراميكي با ضريب انبساط حرارتي پايين و گاهي با مقدار منفي شناخته مي‌شود. حضور فاز بلورين بتا اسپيدومن را مي‌توان علت اصلي در پايين بودن ضريب انبساط حرارتي در نمونه‌هاي اين شيشه دانست. در اين پژوهش هدف دست‌يابي به شيشه سراميك CuAS با ضريب انبساط حرارتي پايين قابل مقايسه با شيشه‌سراميك‌هاي مشابه بوده است. بدين منظور ابتدا توسط روش ذوب و ريخته‌گري شيشه‌ي مورد نظر تهيه و سپس توسط عمليات حرارتي ، به شيشه سراميك تبديل شد. سپس ، رفتار انبساط حرارتي نمونه‌ها درمحدوده دماي تبلور مورد بررسي قرار گرفت. همچنين نقش اكسيد قلع و اكسيد كلسيم بر رفتار تبلور و انبساط حرارتي شيشه‌هاي حاصله مورد بررسي قرار گرفت. به منظور بررسي رفتار تبلور نمونه‌ها از آزمايش‌هاي پراش پرتو ايكس XRD ، براي شناسايي فازهاي متبلور شده و تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي SEM ، جهت بررسي ريزساختار شيشه‌ي متبلور شده و در نهايت از دستگاه ديلاتومتر جهت تعيين ضريب انبساط حرارتي استفاده شد. نتايج بدست آمده از XRD و SEM حاكي از آن بود كه كاهش دماي عمليات حرارتي به ميزان 100 درجه سانتي‌گراد منجر به تبلور فازهايي با ضريب انبساط حرارتي پايين شده است . اين فازها اغلب فاز كريستالين بتا اسپيدومن مي‌باشد. افزودن اكسيد قلع منجر به كاهش ويسكوزيته و دماي ذوب و اكسيد كلسيم اثر مخربي در حذف فاز بلورين بتا اسپيدومن و تشكيل فاز مخرب آلفا كوارتز داشته است. ضريب انبساط حرارتي شيشه سراميك سيستم CuAS عميات حرارتي شده در دماي 912 درجه سانتي‌گراد برابر با C-1 10-7×5 و شيشه سراميك سيستم CuAS+SnO2+CaO برابر با C-1 10-7×16 بود. همچنين ضريب انبساط حرارتي نمونه‌ي شيشه سراميك سيستم CuAS عمليات حرارتي شده در دماي 800 درجه سانتي گراد ، به ميزان C-1 10-7× 7/2 تقليل يافت.

1398/07/08

study the thermal expansion properties of CuO-Al2O3-SiO2 glass ceramics

9/30/2019 12:00:00 AM

Cu2O-Al2O3-SiO2 glass ceramic system is known as a glass ceramics with low or sometimes negative thermal expansion coefficient. CuAS glass ceramics has lower melting temperature and lower Liquidous temperature than the similar system (LAS) , and because of this , has advantages in making it easier to build . The presence of crystalline phase , beta-spodomene can be attributed to the low coefficient of thermal expansion in the samples of this system. In this research, the purpose is to obtaining glass ceramic of the CuAS system and studying the effect of reducing the temperature of thermal treatment and adding oxides on the thermal expansion behavior of the samples of this system. For this purpose, we first developed the glass by the melting and casting method and then turned it into glass ceramic by thermal treatment. Then, the thermal expansion behavior of the samples was studied at crystallization temperatures and 100 ° C lower than that. Also, in the subsequent melting, we used the CuAS base glass system plus the addition of tin oxide and calcium oxide, and examined the thermal expansion behavior of the samples. In order to investigate the thermal expansion behavior of the samples, XRD test was used to identify the formation of optimal phases in order to decrease the thermal expansion coefficient and SEM images to prove the presence of phases and finally to use the dilatometric test to report the coefficient of thermal expansion. The results indicated that the reduction in the temperature of the thermal treatment resulted in the improvement of the crystalline phases formed in the direction of the lower coefficient of thermal expansion, the addition of tin oxide reduced the viscosity and the melting temperature and calcium oxide had a destructive effect on the removal of the crystalline beta-spodomene phase and the formation of alpha quartz phase . The thermal expansion coefficient for the CuAS glass ceramic is 5 × 10-7 and for the CuAS + SnO2 + CaO glass ceramic system, is 16 × 10-7. Also the CTE for CuAS Glasss-Ceramic heat treated in 800 ℃ is 2/7 × 10-7 .