热分析法在材料方面的应用

在玻璃相变中的应用

玻璃的分相、核化和晶化都属于玻璃的相变,被很多人接纳的玻璃结构是近程有序性和远程无序性,由于它的无序性,导致不能有效地将晶体结构研究中的方法直接运用于玻璃结构的研究中。玻璃内部的结构由于其探测手段非常有限而很难被直接观察到,因此不能够给出玻璃结构的定义。而差热分析是一种量热分析方法,与玻璃的热效应、热变化等紧密相关,是一种常用的研究晶态/非晶态转变的量热分析方法,广泛应用于玻璃相变研究中。

对差热分析的基本原理、在玻璃研究中的应用及对玻璃的相变做了简单的介绍。主要论述了DTA在玻璃析晶转变中的应用,包括利用其研究析晶动力学、求其析晶活化能、测定析晶过程的热效应和核化速率、确定玻璃析晶的核化和晶化温度以及在玻璃分相中的应用。殷海荣等[18]人也介绍了差热分析在玻璃研究中的应用,与匡国忠不同的是他还讨论了影响差热分析的具体因素,包括升温速率、样品剂量、样品粒度、样品的性质及填充量等。使人们对玻璃相变有了更深一层的认识,为研究玻璃的性能提供了良好的基础。王慧娟[19]采用高温熔融法和-步法微晶化热处理制备了MgO-Al2O3-SiO2-TiO2-La2O3(MASTL)微晶玻璃,研究了TiO2含量对MASTL玻璃析晶相变过程、显微结构和微波介电性能的影响。结果显示在玻璃热处理过程中先后有硅钛铈矿、金红石(TiO2)、镁铝钛酸盐、尖晶石(MgAl2O4)和堇青石(Mg2Al4Si5O18)5种晶相析出。其中,镁铝钛酸盐含量相对较低,尖晶石是一个亚稳过渡相。随着TiO2含量的增多,原始玻璃的析晶倾向增大,初晶相硅钛铈矿和主晶相金红石的析晶温度显著降低,而尖晶石的析晶温度升高,材料的介电常数和谐振频率温度系数均显著增大,分析原因主要由样品中具有高介电常数(100.0)和较大正温度系数(400×10-6/℃)的金红石相含量增多引起,同时由于高品质因数相堇青石(40000GHz)的析出量略有减少,品质因数有所降低。