第8期 李峰等：TO2对粉煤灰及石英砂制备微晶玻璃组织转变的影响 ·923· 析可以发现，在20=32.0°左右试样S-1、S-2的衍 射图谱中均出现衍射峰值。为确定该峰为何种物相 Si 的衍射峰，又将S一H1号试样在780℃加热5h后进行 X射线衍射分析，分析结果如图3所示. Ca 550 024 68101214161820 400 ◆Ca,Si0, 能量eV 350 ◆◆ 300 图4析出钙长石品体的能谱 250 -1 200 Fig.4 EDS spectrum of precipitated anorthite 150 100 50 为稳定的钙长石相.当T02含量较少时，在780℃ 2025303540455055606570758085 28M) 加热2h形成的晶体主要为Ca2Si04相，而当Ti02 的质量分数达到15%时，形成的晶体主要为钙长石 图3S-1试样在780℃加热5h后的X射线衍射图谱 Fig.3 XRD patterns of S heated at 780 C for 5 h 相，如图2(a)所示.对比图2(b)中试样S-4和S5 衍射峰出现的位置与强度可以看出：对于含有粉煤 由图3可知，位于20=32.0°的衍射峰为 灰较高而T0,含量较低的S-4号试样，X射线衍射 Ca,SiO,相的主峰，而在试样S-3号的X射线衍射 图基本上只有Ca,Si0,相的衍射主峰出现：而在S5 谱中相同位置却未发现有衍射峰出现.对比S一1、 号试样的X射线衍射图中，不但存在Ca,SiO,相的 S-2和S-3试样的X射线衍射谱可以发现，在含有 衍射主峰，而且还出现了钙长石的衍射主峰，从衍射 少量的Ti02的S-1、S-2试样中，位于20=32.0°处 峰相对强度看，钙长石相所占的比例相比Ca2SiO, 均出现Ca,SiO,相的衍射峰，而对于Ti02含量较高 相较少 的S-3试样中却没有相同的现象发生.对于TO2 通过透射电镜的观察，在S-】号试样的原始试 质量分数为5%与15%的S-2、S-3试样在20= 样中出现直径约为10nm的具有Ca2Si0,结构的有 28.0处出现明显较高强度的衍射峰.通过X射线 序微区，而在S-3号试样中出现直径约为8nm的具 衍射与能谱分析确定析出的晶相为钙长石相的主 有钙长石结构的有序微区，如图5所示.在随后的 峰，如图2（©）和图4所示.在随后的晶化热处理 核化、晶化热处理后，各有序微区分别各自转变为 后，所有试样在20=32.0°左右出现的衍射峰都消 Ca,SiO,和钙长石晶体.以上所述的结构规律的变 失，仅出现单一的钙长石衍射峰，如图2(c)所示. 化，都是由于形核剂TO2加入而引起的.形核剂 图2(c)说明试样在晶化处理过程中，在780℃ T02的加入对钙长石的形成具有促进作用，对生成 加热过程中生成的初晶相Ca2SiO,相消失，而转变 Ca,Si0,相却有着抑制的作用 a h 5nm 图5原始试样出现的有序微区.(a)S一1：(b)S-3 Fig.5 Orderly micro-one in original samples:(a)S-:(b)S3 2.2扫描电镜观察 化热处理后的显微组织进行组织观察，结果如图6 对微晶玻璃试样S-1~S-5号在780℃进行晶 所示.从图6中可以发现：在T02的质量分数0%第 8 期 李 峰等: TiO2 对粉煤灰及石英砂制备微晶玻璃组织转变的影响 析可以发现，在 2θ = 32. 0°左右试样 S--1、S--2 的衍 射图谱中均出现衍射峰值． 为确定该峰为何种物相 的衍射峰，又将 S--1 号试样在 780 ℃加热 5 h 后进行 X 射线衍射分析，分析结果如图 3 所示． 图 3 S--1 试样在 780 ℃加热 5 h 后的 X 射线衍射图谱 Fig． 3 XRD patterns of S-1 heated at 780 ℃ for 5 h 由 图 3 可 知，位 于 2θ = 32. 0° 的 衍 射 峰 为 Ca2 SiO4 相的主峰，而在试样 S--3 号的 X 射线衍射 谱中相同位置却未发现有衍射峰出现． 对比 S--1、 S--2和 S--3 试样的 X 射线衍射谱可以发现，在含有 少量的 TiO2 的 S--1、S--2 试样中，位于 2θ = 32. 0°处 均出现 Ca2 SiO4 相的衍射峰，而对于 TiO2 含量较高 的 S--3 试样中却没有相同的现象发生． 对于 TiO2 质量分数为 5% 与 15% 的 S--2、S--3 试样在 2θ = 28. 0 处出现明显较高强度的衍射峰． 通过 X 射线 衍射与能谱分析确定析出的晶相为钙长石相的主 峰，如图 2( c) 和图 4 所示． 在随后的晶化热处理 后，所有试样在 2θ = 32. 0°左右出现的衍射峰都消 失，仅出现单一的钙长石衍射峰，如图 2( c) 所示． 图 2( c) 说明试样在晶化处理过程中，在 780 ℃ 加热过程中生成的初晶相 Ca2 SiO4 相消失，而转变 图 4 析出钙长石晶体的能谱 Fig． 4 EDS spectrum of precipitated anorthite 为稳定的钙长石相． 当 TiO2 含量较少时，在 780 ℃ 加热 2 h 形成的晶体主要为 Ca2 SiO4 相，而当 TiO2 的质量分数达到 15% 时，形成的晶体主要为钙长石 相，如图 2( a) 所示． 对比图 2( b) 中试样 S--4 和 S--5 衍射峰出现的位置与强度可以看出: 对于含有粉煤 灰较高而 TiO2 含量较低的 S--4 号试样，X 射线衍射 图基本上只有 Ca2 SiO4 相的衍射主峰出现; 而在 S--5 号试样的 X 射线衍射图中，不但存在 Ca2 SiO4 相的 衍射主峰，而且还出现了钙长石的衍射主峰，从衍射 峰相对强度看，钙长石相所占的比例相比 Ca2 SiO4 相较少． 通过透射电镜的观察，在 S--1 号试样的原始试 样中出现直径约为 10 nm 的具有 Ca2 SiO4 结构的有 序微区，而在 S--3 号试样中出现直径约为 8 nm 的具 有钙长石结构的有序微区，如图 5 所示． 在随后的 核化、晶化热处理后，各有序微区分别各自转变为 Ca2 SiO4 和钙长石晶体． 以上所述的结构规律的变 化，都是由于形核剂 TiO2 加入而引起的． 形核剂 TiO2 的加入对钙长石的形成具有促进作用，对生成 Ca2 SiO4 相却有着抑制的作用． 图 5 原始试样出现的有序微区． ( a) S--1; ( b) S--3 Fig． 5 Orderly micro-zone in original samples: ( a) S-1; ( b) S-3 2. 2 扫描电镜观察 对微晶玻璃试样 S--1 ～ S--5 号在 780 ℃ 进行晶 化热处理后的显微组织进行组织观察，结果如图 6 所示． 从图 6 中可以发现: 在 TiO2 的质量分数 0% ·923·