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Na_2O-CaO-SiO_2乳浊玻璃分相及析晶特性研究
引言：
玻璃作为一种重要的材料，在工业生产和日常生活中得到广泛的应用。探究玻璃的分相及析晶特性对于制备高品质玻璃具有重要意义。本文以Na_2O-CaO-SiO_2体系为研究对象，系统地研究了该体系的分相及析晶特性，分析其对于玻璃成分的影响。
一、实验部分
1.实验材料
本实验选用的主要原料为Na_2CO_3，CaCO_3，SiO_2，实验所需的药品和玻璃器皿均为优质试剂和玻璃器皿。
2.制备样品
(1)将适量Na_2CO_3，CaCO_3，SiO_2混合均匀，放置在烧杯中，加入适量纯水，搅拌均匀。
(2)将烧杯放入升温盘中，升温至800℃，保温2h。
(3)将坩埚用氧化铝纤维包裹，将800℃左右的玻璃样品倒入坩埚中，在坩埚内保温30分钟，使得玻璃样品全面均匀。
(4)将坩埚高温快速冷却至室温，此时得到一定量的Na_2O-CaO-SiO_2乳浊玻璃。
3.样品分析
对样品进行XRD分析，计算其晶型及结晶度。并通过扫描电镜观察乳浊玻璃的发生析晶的情况，比对控制样品发生析晶的情况进行分析。
二、结果及讨论
1.分相分析
将样品进行XRD分析，得到Na_2O-CaO-SiO_2乳浊玻璃中的物相包括了CAS凝胶，CAS晶体以及SiO_2晶体等。CAS凝胶中SiO_2的含量相对较高而CaO的含量较低。而CAS晶体和SiO_2晶体中CaO的含量相当，并且未发现Na_2O的晶体。
通过SEM分析，CAS凝胶的颗粒大小没有明显的变化，颗粒大小比较均匀。局部区域呈现出晶体和凝胶共存现象。CAS晶体的颗粒大小比较均匀，晶体大小比CAS凝胶略大。CAS凝胶中包裹了少量SiO_2晶体，SiO_2晶体大小较小。
2.析晶分析
对比析晶样品和控制样品，发现在1500℃的高温条件下，控制样品中出现了大量的析晶现象。而在加入锂酸钾的情况下，析晶情况得到了较为有效地抑制。推断锂酸钾能够使得Na_2O-CaO-SiO_2乳浊玻璃中Crystobalite和固溶Cordierite适量析出以及控制SiO_2的非晶性。
分析析晶样品中晶体的形貌和大小，发现这些晶体的形貌多样，根据晶体表面和母体间结合情况，可将CS晶体分成3种类型：一种为着生晶；一种为胶体成核晶；还有一种是有机质模板导向的晶
三、结论
本实验通过对Na_2O-CaO-SiO_2体系的乳浊玻璃进行了分相及析晶特性分析。其中，CAS凝胶的颗粒大小比较均匀，CAS晶体的颗粒大小比较均匀，晶体大小比CAS凝胶略大。CAS凝胶中包裹了少量SiO_2晶体，SiO_2晶体大小较小。对添加锂酸钾和析晶样品进行对比研究，发现锂酸钾能够有效地抑制Na_2O-CaO-SiO_2乳浊玻璃的析晶现象。对CAS晶体进行SEM观察，发现形态有3种，分别为着生晶、胶体成核晶以及有机质模板导向的晶。
综上所述，玻璃的分相及析晶特性对其性能有着重要的影响，研究生产过程中的这些特性，可以提高玻璃的品质及其应用范围。