微晶玻璃论文

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1、微晶玻璃［摘要］微品玻璃问世已近50年了，这种性能优越的新空材料的应用领域在这50年里有了惊人的增长.近年来，随着微品玻璃工业化的迅速发展，其应用范围已从军事国防、航空航天、光学器件、及电子工业等领域扩大到人们的LI常生活领域。［关键词］微晶玻璃原理性能种类制备工艺应用微晶玻璃乂称微晶玉石或陶瓷玻璃，把加有晶核剂或不加晶核剂的特定纽成的玻璃，在有控条件卜•进行品化热处理，使原单一的玻璃相形成了有微品相和玻璃相均匀分布的复合材料。微品玻璃是山玻璃的控制品化制得的多品固体。品化就是通过把适当的玻矚经受仔细制定的热处理制度使玻璃中

2、成核及结晶相生长。在许多情况下，晶化过程儿乎可以全部完成，通常只存在小部分的剩余玻璃相。在微晶玻璃中，晶相是全部从一个均匀玻璃和屮通过晶体生长而产生，这和传统陶瓷材料不同。在陶瓷材料屮，虽然由于固相反应可能出现某些重结晶或新的晶体，但大部分结晶物质是在制备陶瓷纽分时引入。微晶玻璃和普通玻璃区别是：前者部分是品体，后者全是非品体。微品玻璃表面可呈现天然石条纹和颜色的不透明体，而玻璃则是各种颜色、不同程序的透明体。微晶玻璃的基本原理玻璃是一种非晶态固体，从热力学观点看，它处于一种亚稳状态，较之晶体有较高的内能,所以在一定条件下，

3、可以转化为结晶态。从动力学观点來看，玻璃熔体在冷却过程中，粘度急剧增加，抑制晶核的形成和品体长大，阳•止了结品体的成长壮大。建筑用微品玻璃利用了不加品核剂的非均相结品化机理，充分应用了热力学上的nJ能和动力学上的抑制，在一定条件下，使这种相反相成的物理过程，形成一个新的平衡，而获得的一种新材料。微晶玻璃的显微结构与相组成微晶玻璃由晶相和残留玻璃相构成。晶相（）：成分（堇青石、卩-锂辉石、锂霞石（及具固溶体）、尖品石、金红石、锂硅酸盐、硅灰石、钙长石辉石等）、含量50〜90%、品粒度0.02^1um,通常不超过2为陶瓷中品粒尺

4、寸的十分Z几到百分Z几）。玻璃相：含量从10%~50%,存在于品粒间。无气孔或体积缺陷存在微晶玻璃的性能微晶玻璃具有很多优界的性能，其性能指标往往优于同类玻璃和陶瓷。如热膨胀系数叮在很大范围内调整（哄至可以制得零膨胀英至是负膨胀的微晶玻璃）；机械强度高；硬度人，耐桝性能好；具有良好的化学稳定性和热稳定性，能适应恶劣的使用环境：软化温度高，即使在高温环境下也能保持较高的机械强度；电绝缘性能优良，介电损耗小、介电常数稳定；与相同力学性能的金属材料相比，其密度小但质地致密，不透水、不透气等。并且微晶玻璃还可以通过纟fl成的设计来获

5、取特殊的光学、电学、磁学、热学和生物等功能，从而可作为各种技术材料、结构材料或具他特殊材料而获得广泛的应用。微晶玻璃的性能主要决定于微品相的种类、品粒尺寸和数量、残余玻璃相的性质和数量。以上诸因素，又取决于原始玻璃的组成及热处理制度。热处理制度不但决定微晶体的尺寸和数蜃，而且在某些系统屮导致主晶相的变化，从而使材料性能发生显著变化。另外，晶核剂的使用是否适当，对玻璃的微晶化也起着关键作川。微晶玻璃的原始组成不同，其主品相的种类不同，如硅灰石、石英、锂辉石、氟金云母、尖品石等。因此通过调整基础玻璃成分和工艺制度，就可以制得各种

6、符合性能要求的微品玻璃。微晶玻璃的种类目前，问世的微晶玻璃种类繁多，分类方法也有所不同。通常按微晶化原理分为光敏微晶玻璃和热敏微晶玻璃；按基础玻璃的组成分为硅酸盐系统、铝硅酸盐系统、硼硅酸盐系统、硼酸盐和磷酸盐系统；按所用原料分为技术微晶玻璃（用一般的玻璃原料）和矿渣微晶玻璃（用工矿业废滋等为原料）；按外观分为透明微品玻璃和不透明微品玻璃；按性能又可分为耐高温、耐腐蚀、耐热冲击、高强度、低膨胀、零膨胀、低介电损耗、易机械加工以及易化学蚀刻等微晶玻璃以及压电微晶玻璃、生物微晶玻璃等。微晶玻璃的主要特性与具他材料相比，微晶玻璃的

7、主要特性具体表现在以下儿个方面。①综合性能优异熔融玻璃可以得到均匀的结构状态，而且析品过程能够严格控制，因而可获得具有微细品粒、儿乎没有孔隙等其他缺陷的均匀结构，使得微晶玻璃比一般陶瓷、玻璃具有更好的强度、侦度、耐磨性以及热学性能和电学性能等。②尺寸稳定通常陶瓷在干燥和烧结过程中会发生较大的体积收缩，从而容易产生变形，而微晶玻璃在生产过程屮，尺寸变化较小，并且可加以控制。③制备工艺简单微晶玻璃的生产是以成熟的玻璃制造工艺为基础的，可以制备各种形状复杂的制品。④性能可设计微晶玻璃适川于广阔的组成范围，具热处理过程也可梢确控制，

8、因此品体的类型、含量以及品粒的尺寸有可能按需要产牛出來，从而使微品玻璃的性能可以通过组成和结构的控制來进行设计。⑤可与金属或其他材料封接由于微晶玻璃是由玻璃制得的，它在熔融状态下能够“湿润”其他的材料，因此可用较简单的封接方法和金属等材料结合在一起。⑥原料来源广泛非常广泛，特别是生产矿渣微