Y_2O_3和Gd_2O_3掺杂对硼硅酸盐玻璃耐海水性能的影响  被引量:2

Effects of Y_2O_3 and Gd_2O_3 on Seawater Resistance of Borosilicate Glass

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作  者:刘芬[1] 柳召刚[1] 王觅堂[1] 李梅[1] 胡艳宏[1] 张晓伟[1] 杨佳[1] 方龙[1] 

机构地区:[1]内蒙古科技大学材料与冶金学院,内蒙古包头014010

出  处:《材料科学与工程学报》2016年第3期454-459,共6页Journal of Materials Science and Engineering

基  金:国家杰出青年基金资助项目(51025416);国家自然科学基金资助项目(51202104;51362019);内蒙古自然科学基金资助项目(2012MS0807);内蒙古草原英才资助项目;内蒙古高等学校青年科技英才支持计划资助项目;内蒙古科技大学创新基金资助项目(2014QNGG02);内蒙古科技大学材料与冶金学院人才孵化计划资助项目(2014CY012)

摘  要:本文通过高温熔融法制备了Y_2O_3和Gd_2O_3掺杂的硼硅酸盐玻璃,借助SEM、ICPAES、XRD和pH计等分析手段,探究了稀土掺杂对该玻璃耐蚀性能的影响及其在海水中的腐蚀机理。结果表明:单独掺杂不同量的稀土氧化物对玻璃耐海水性能的影响不同,理想的单独掺杂量分别为1.00mol%的Y_2O_3(ZBY4)和0.25mol%的Gd_2O_3(ZBG1);混合掺杂的试样在耐海水性能上均得到提高,其中最佳掺杂量为0.5mol%Y_2O_3+0.5mol%Gd_2O_3;基础试样腐蚀后表面析出Mg_4Al_2(OH)_(12)(CO_3)·_3H_2O晶体,ZBY4、ZBG1试样及所有混合掺杂试样表面均没有晶体产生。此外,玻璃在海水中的腐蚀与玻璃在去离子水中的腐蚀过程存在较大差别。Borosilicate glasses doped with Y_2O_3 and Gd_2O_3 were prepared by high temperature melting method.Corrosion mechanism and effects of Y_2O_3 and Gd_2O_3 on the seawater resistance of the borosilicate glass were explored by means of Scanning Electron Microscopy(SEM),Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry(ICP-AES),X-Ray Diffraction(XRD)and pH measurement.The results show that addition of different amounts of rare earth oxides has different effects upon the resistant performance,and the ideal doping amounts are 1.00 mol% Y_2O_3(ZBY4)and 0.25 mol% Gd_2O_3(ZBG1),respectively,Y_2O_3andGd_2O_3co-doping in samples all improves the seawater resistance,and the optimal doping amount is 0.5mol% Y_2O_3+ 0.5mol% Gd_2O_3.Mg_4Al_2(OH)_(12)(CO_3)·3H_2O is precipitated on the corrosion surface of basic sample,and no crystal is found on corrosion surface of ZBY4、ZBG1.In addition,the corrosion process of borosilicate glass in seawater is different from that in deionized water.

关 键 词:稀土 硼硅酸盐玻璃 耐海水性能 

分 类 号:TQ171.73[化学工程—玻璃工业]

 

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