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1、低熔点可加工微晶玻璃的研究第33卷第6期1999年6月西安交通大学学报JOURNALOFXIcANJIAOTONGUNIVERSITYVol.3316Jun.1999马新沛，李光新，沈莲'周惠久（西安交通大学,710049,西安）摘耍:采用同类型组分替代法,用适量B2O3、ZnO等代替可加工微晶玻璃中部分对应组分,使可加工微晶玻璃的熔融温度得到较大幅度下降（1300e以下），并研究和使用了简化的晶化工艺，在600-650e进行晶化，使材料获得了优良的加工性能和较高的强度（可达152MPa）.关键词:低熔点;可加工微晶玻璃;晶化中国图书资料分类法分类号:TQ171.
2、782LowMeltingTemperatureGlassOCeramicwithGoodMachinabilityMaXinpei,LiGuangxin’ShenLian,ZhouHuijiu（XicanJiaotongllniversity,Xican710049,China）Abstract:ReplacementofglassceramicconstituentswasmadeusingB2O3andZnO,andthemeltingtemperaturewasloweredsigrdficantlytolessthanl300e.Thecrystalli
3、zing(600"650e)processwassimplifiednotablyandtheresultsshowanimprovementinmachinabilityandhigherstrengthuptol52MPa.Keywords:lowmeltingtemperature;machinableglass-ceramic;crystallizing可加工微晶玻璃由于其独特的加工性能，自出现以来便引起了人们的广泛关注•时至今已人们已对其进行了广泛的研究•然而，在目前众多的研究中，各种可加工微晶玻璃的熔融温度都在1500e以匕晶化的温度也相应较高川寸间较
4、长，这给可加工微晶玻璃的生产带来很多不便，并在一定程度上提高了生产成本•本文研究的冃的是在保证微晶玻璃的可加工性能和机械性能的前提下，通过对材料成分的分析，调整和降低可加工微晶玻璃的熔融温度和晶化温度，达到简化生产工艺、降低生产成［1,2］本，从而扩展英生产和应用的领域.1成分的分析与设计可加工微晶玻璃良好的可加工性能在于其具有独特的与天然云母类似的云母相组织结构•其云母相结构中碱金属离子层(001)面的结合力-
5、•分薄弱，原因是结构中的碱金属离子间不能建立起紧密的结合•在外力作用下，晶体中裂纹很容易通过薄弱面进行传播，而晶体框架控制着裂纹运行方向，抑制［3］收稿
6、日期:1998010013,作者简介:马新沛，女)952年2月生，材料科学与工程学院，在职博士生，副教授.基金项目:西安交通大学研究牛院博士学位论文基金资助项目・了裂纹的自由扩展•因此可以说，晶体的云母相框架结构是可加工微晶玻璃的内在本质•可加工微晶玻璃的成分组成通常为R2OOMgOOAI2O3OSiO2OF体系(R表示碱金属)•常见的云母相结构有:氟金云母(KMg3AlSi3O10F2);锂云母[(Na2O/K2O)Li(Mg,Fe)[AISi3Oll]F2]和四硅酸云母F2),其中以氟金云母最常见丄1成分分析可加工微晶玻璃成分的调整应保证玻璃晶化时形成云母相晶
7、体并组成框架结构.由于上述成分体系中各组分在云母组成中均占有重要地位，因此本研究是采用同类型组分替代法降低熔融和晶化温度的尝试•可加工微晶玻璃体系的成分根据其在玻璃结构中的作用可分为：1玻璃形成体氧化物SiO2、B2O3等;o网络调整体氧化物碱金属、碱土金属氧化物;？中间体氧化物，如AI2O3及形核剂F.从玻璃结构的观点出发，降低玻璃熔融温度可以从以下几方面入手.⑴以适量的B2O3代替SiO2•因B2O3是玻璃形成的氧化物，能与SiO2共同组成网络结构，所以在高温时能降低玻璃的粘度，具有一定的助熔作用.此外,B2O3还可以提高玻璃的热稳定性、化学稳定性及玻璃的机械
8、性能.(2)用多种网络调整体代替一种网络调整体，可以削弱连网作用'增强断键的积聚作用•本文以Li2O+Na2O+K2O取代K20或Li20.(3)变换中间体氧化物•研究时选用ZnO,ZnO无毒,属中间氧化物•当玻璃中的游离氧足够多时,ZnO可以形成ZnO4,而进入玻璃结构网络•当游离氧不足时,ZnO处于网络之外，有积聚作用.ZnO进入玻璃的组分，能形成相当易熔的玻璃⑸•此外，它也具有提高热稳定性和化学稳定性的作用，但是过量的ZnO会使玻璃易于析品丄2成分确定经多种配方熔融试验分析，确定以表1成分为[4]试验用材料成分.表1低熔点可加工微晶玻璃原料的化学成分质量分数
9、/%wSi
