初探MgO-SrO-SiO2系列之相圖

Translated title of the thesis: Exploring the Possible Phase Diagram within the System of MgO-SrO-SiO2
  • 陳 婷婷

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

矽酸鹽礦物在地球上是含量最多的礦物,因此最常應用於工業上。合成鹼土族元素之正矽酸鹽類是現今最主要的發光材料之一。鹼土族正矽酸鹽類系列中,Sr2SiO4 與Mg2SiO4在工業上做為螢光材料的寄主體。(Ca Ba Sr)2SiO4為同結構之完全固熔體;在Mg2SiO4-Ca2SiO4系列中,發現bredigite (Ca7Mg(SiO4)4)、merwinite (Ca3MgSi2O8)以及monticellite ((Ca Mg)2SiO4)等結構出現,而Mg2SiO4-Sr2SiO4系列中,只發現merwinite (Sr3MgSi2O8)產物。由於鎂與鈣、鍶之離子半徑相差甚大,本研究探討Mg2SiO4-Sr2SiO4系列是否可形成合成(Mg Sr)2SiO4完全化學之固熔體。如合成成?,依據不同溫度與化學比例,探討β-K2SO4結構與橄欖石結構兩相之間的變化。或除了β-K2SO4、橄欖石以及merwinite三種結構以外,是否也會出現bredigite與monticellite結構或兩者之外的結構產生。也探討合成Mg2SiO4-Sr2SiO4系列成分,是否會出現化學組成偏移之現象。 樣品分成不同粒徑之原料二氧化矽,燒結900℃、1200℃與1400℃,持溫2至24小時,合成不同之化學成份而生成產物主要結構為HT-Sr2SiO4(K2SO4結構)、LT-Sr2SiO4、merwinite (Sr3MgSi2O8)、akermanite (Sr2MgSi2O7)與鎂橄欖石(Mg2SiO4)等不同結構。依不同溫度及MgO莫耳百分比所產生之以上結構而製作成相圖。以及部分樣品尚有燒結後反應未完全之原料二氧化矽(SiO2)、碳酸鍶(SrCO3)與氧化鎂(MgO)。由EDS化學分析顯示,並無多餘之鎂離子及鍶離子進入上述結構中,出現化學偏移現象。且未發現bredigite與monticellite結構產生。而本研究顯示,改變原料二氧化矽粒徑大小,會造成結構比例改變,以及趨於反應完全產生的merwinite、akermanite與鎂橄欖石結構。 關鍵字: (Mg Sr)2SiO4、MgO-SrO-SiO2、相圖、結晶結構、化學組成
Date of Award2016 Sep 2
Original languageChinese
SupervisorHui-Chen Kung (Supervisor)

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初探MgO-SrO-SiO2系列之相圖
婷婷, 陳. (Author). 2016 Sep 2

Student thesis: Master's Thesis