功能玻璃材料报告课件.ppt

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1、功能玻璃是指与传统玻璃结构不同的、有某一方面独特性能的、有专门用途的、或者制造工艺有明显差别的一些新品种“玻璃”。功能玻璃材料1功能玻璃近年来发展迅速，它除了具有普通玻璃的一般性质以外，还具有许多独特的性质，如磁光玻璃的磁--光转换功能、声光玻璃的声光特性、导电玻璃的导电性、记忆玻璃的记忆特性等。2新型功能玻璃材料的开发主要依赖于如CVD、PVD、等离子溅射、溶胶凝胶、材料复合等各种高新技术、新工艺在玻璃制造中的巧妙运用。3随着材料制备手段的不断提高和发展，新技术、新工艺的出现，玻璃材料的开发日新月异，具有各种探索性能的玻璃不断的涌现出来。新型功能

2、玻璃就是采用高纯原料、新型技术、新的制备方法或在特殊的条件下形成的具有某种特殊功能的玻璃或无机非晶态材料。4新型功能玻璃与通常玻璃相比具有许多明显的特征，主要表现在以下四个方面：(1)玻璃化方面；(2)成型方面；(3)在加工方面；(4)在用途方面。5(1)玻璃化方面通常玻璃是在大气中进行熔融而制得的，而新型功能玻璃是采用超急冷法、溶胶--凝胶法、PVD法、CVD法以及特种气氛等方法而制得的；6(2)成型方面通常玻璃主要产品是板材、管材、成瓶、成纤等，而新型功能玻璃则是微粉末、薄膜、纤维状等；7(3)在加工方面通常玻璃采用烧制、研磨、急冷强化等方法，

3、而新型功能玻璃则采用结晶化、离子交换法、分子溅射、分相、微细加工技术等；8(4)　在用途方面通常玻璃主要用于建筑、容器、光学制品等，而新型功能玻璃主要用于光电子、光信息情报处理、传感显示、精密机械以及生物工程等领域。9第一节　微晶玻璃微晶玻璃是指通过玻璃热处理来控制晶体的生长发育而获得的一种多晶材料。它既有玻璃的基本性能，也有陶瓷多晶体的特征。10将加有成核剂的特定组成的基础玻璃，在一定温度下热处理后，就会变成具有微晶体和玻璃相均匀分布的复合材料。11特殊性能的微晶玻璃材料，如零膨胀、高强度、可切削以及不同电性能的材料，可以通过下面两种方法而制得：

4、１、控制基质玻璃成分的变化；２、控制析出晶相类型及微晶大小。12传统的微晶玻璃为Li2O--Al2O3--SiO2和MgO--Al2O3--SiO2系统，前者在玻璃中形成锂辉石、石英固溶体，这些晶体具有负膨胀系数。通过热处理，控制原始玻璃中的晶相及玻璃相的比例，可制成一系列从负到正膨胀系数的微晶玻璃。13若将晶体尺寸控制在一定范围内，则可制成透明或半透明材料。组成成分在Li2O--SiO2和Li2O--2SiO2区的微晶，利用晶体与玻璃对氢氟酸侵蚀性能的差别，通过光刻可以制成薄板电子元件。14微晶玻璃的发现是玻璃材料发展史上的一个新的里程碑，它大大

5、地丰富了玻璃结构的研究内容，同时也开发了数以千计的微晶玻璃新材料。微晶玻璃作为先进结构材料和高性能功能材料，在国防、运输、建筑、生产、科研及生活等领域内得到了广泛应用。15二、微晶玻璃的核化、晶化与成核剂微晶玻璃的微晶化包括以下几个过程：(1)玻璃结构发生微调；(2)晶核的形成；(3)基本晶相的形成及生长；(4)介稳相转变为稳定晶相及残余玻璃。16(1)玻璃结构发生微调不改变玻璃态，但物理性能发生变化称为“预晶化”，它主要是由近程有序向远程无序微调；17(2)　晶核的形成激起基本结晶相的形成，这一过程是结晶的根本；18(3)基本晶相的形成及生长这一

6、过程，使介稳相接近于玻璃的组成；19(4)介稳相转变为稳定晶相及残余玻璃。20以上四个过程，是由两段热处理完成：第一阶段是玻璃结构微调及晶核的形成；第二阶段为均匀结晶，即核化处理及晶化处理。21微晶玻璃结晶过程中的核化与晶化多数属于非均相核化的类型。其基本原理是：加入玻璃配合料中的成核剂，在熔制过程中，均匀地溶解于玻璃熔融体中。当玻璃处在析晶温度区时，成核剂能降低晶核生成所需要克服的势垒，从而核化可以在较低的温度下进行。22这种晶化类型的特点是核化与晶化在整个玻璃体内均匀地进行，新晶相在成核剂上附析长大成为细小的晶体。微晶玻璃成核剂可分为贵金属及氧

7、化物两大类。23三、微晶玻璃基本生产过程微晶玻璃由于产品种类不同，其具体的工艺路线也各有特点。各种微晶玻璃共同的生产工艺流程如下：24所有上述工序中，热处理是微晶玻璃生产的关键工序。配合料制备玻璃熔融成型加工微晶化处理再加工25微晶玻璃配方及生产工艺条件应满足下面的五个的要求：１、玻璃易熔制且不被污染；２、熔制及成型过程中不析晶：３、成型后的玻璃有良好的加工性能；４、微晶化处理时能迅速实现整体析晶：５、产品能满足设计的理化性能要求。26影响微晶玻璃综合性能的三大因素①原始组成的成份②微晶体的尺寸和数量③残余玻璃相的性质和数量。其中，②和③是由微晶玻

8、璃晶化热处理技术决定。27微晶玻璃生产工序中，热处理是微晶玻璃生产的关键工序。因为微晶玻璃的结构取决于热处理的温度条件。2