Crystallization characteristics and physico-chemical properties of glass–ceramics based on Li2O–ZnO–SiO2 system
Description
Glass materials based on lithium zinc silicate system of the composition 24Li2O–20ZnO–56SiO2 LZS (mol%) were prepared and converted to glass–ceramics using controlled heat-treatment schedules. The LZS base glass system was modified by addition of Al2O3 and MO/ZnO replacements where MO=CaO, CdO and SrO oxides. Several crystalline phases were developed, including lithium zinc orthosilicate, α-quartz, β-spodumene solid solution, lithium meta and disilicate, Ca-wollastonite, Cd or Sr metasilicate, and Sr-zinc silicate of hardystonite type. The effects of crystallization process on some properties, like thermal expansion coefficient (TEC), chemical stability, and density of glass–ceramics were evaluated. The TEC of crystalline samples varied from 72×10−7 to 149×10−7K−1, 25–600 and density values in the range, 2.67–3.29g/cm3. The addition of Al2O3 and MO/ZnO replacements in the base glass led to improve the chemical durability of the glass–ceramics samples. As a result of the thermal and physico-chemical properties of the studied glass–ceramic, the materials acquire excellent properties and can be used to seal a variety of different metals and alloys.
Availability note (English)
Available doi: 10.1016/j.bsecv.2017.02.002Abstract (Spanish)
Los materiales de vidrio compuestos a base del sistema de silicato de cinc y de litio, de la composición 24Li2O–20ZnO-56SiO2 LZS (mol %), se prepararon y se convirtieron en vitrocerámica con regímenes de tratamiento térmico controlado. El sistema de vidrio de base LZS se modificó mediante la adición de reemplazos de Al2O3 y MO/ZnO, donde MO=óxidos de CaO, CdO y SrO. Se desarrollaron varias fases cristalinas, incluyendo ortosilicato de cinc y de litio, de cuarzo α, solución sólida de espomudeno, metal litio y disilicato, Ca-wollastonita, metasilicato Cd o Sr, y silicato de cinc Sr de tipo hardistonita. Se evaluaron los efectos del proceso de cristalización en algunas propiedades, como el coeficiente de expansión térmica, la estabilidad química y la densidad de las vitrocerámicas. El coeficiente de expansión térmica de las muestras cristalinas varió de 72×10−7 a 149×10−7°K−1 (25-600) y los valores de densidad en el intervalo 2,67-3,29g/cm3. La adición de reemplazos de Al2O3 y MO/ZnO en el vidrio base produjo una mejora de la durabilidad química de las muestras vitrocerámicas. Como resultado de las propiedades térmicas y físico-químicas de la vitrocerámica estudiada, los materiales adquieren excelentes propiedades y pueden utilizarse para sellar una variedad de diferentes metales y aleaciones.Additional details
Additional titles
- Original title (Spanish)
- Características de cristalización y propiedades físico-químicas de los materiales vitrocerámicos compuestos a base del sistema Li2O-ZnO-SiO2
Identifiers
Publishing Information
- Journal Title
- Boletin de la Sociedad Espanola de Ceramica y Vidrio
- Journal Volume
- 56
- Journal Issue
- 5
- Journal Page Range
- p. 205-214
- ISSN
- 0366-3175
- CODEN
- BSCVB9
INIS
- Country of Publication
- Spain
- Country of Input or Organization
- Spain
- INIS RN
- 48089013
- Subject category
- S36: MATERIALS SCIENCE;
- Descriptors DEI
- CERAMICS; CRYSTALLIZATION; GLASS; HARDNESS; THERMAL EXPANSION
- Descriptors DEC
- EXPANSION; MECHANICAL PROPERTIES; PHASE TRANSFORMATIONS