微晶玻璃简述

微晶玻璃简述
微晶玻璃简述

微晶玻璃简要概述

刘帅聪

(无机非金属材料工程1301班,湖南工学院材料与化学工程学院

湖南衡阳 421002)

摘要

微晶玻璃是通过基础玻璃或其它材料在加热过程中进行控制晶化而得到的一种中含有大量微晶体和玻璃体的复合固体材料。由于其机械强度高、热膨胀性可调、抗热震性好、耐化学腐蚀、介电损耗低、电绝缘性好等优越的综合性能,已在许多领域得到广泛的应用。

关键词微晶玻璃特点制备工艺应用发展

Brief Introduction of Glass - Ceramics

Shuai Cong Liu

(Inorganic Nonmetallic Materials Engineering1301class,Hunan Institute of TechnologyDepartment of Material and Chemical Engineering Hunan Hengyang 421002)

Abstract:

Crystalline glass is a composite solid material containing a large amount of microcrystals and vitreous bodies obtained by controlling crystallization during the heating process by the base glass or other materials. Because of its high mechanical strength, adjustable thermal expansion, good thermal shock resistance, chemical resistance, low dielectric loss, good electrical insulation properties such as superior performance, has been widely used in many fields.

Key words: glass - ceramics, characteristics, preparation technology, application development

1 引言

微晶玻璃又名玻璃陶瓷,它是指将加有形核剂(个别可不加)的特定组成的基础玻璃,通过控制结晶变成具有一种或多种微晶体和残余玻璃相的复合材料,即在非晶态的玻璃内均匀分布着大量(体积百分比约占95%~98%)的随机取向的微小陶瓷晶体(通常小于10μm)。其机械强度高,绝缘性能优良,介电损耗少,介电常数稳定,热膨胀系数可在很大范围调节,耐化学腐蚀,耐磨,热稳定性好,使用温度高的良好性能。

微晶玻璃集中了玻璃、陶瓷及天然石材的三重优点,优于天石材和陶瓷,可用于建筑幕墙及室内高档装饰,还可做机械上的结构材料,电子、电工上的绝缘材料,大规模集成电路的底板材料、微波炉耐热列器皿、化工与防腐材料和矿山耐磨材料等等。是具有发展前途的21世纪的新型材料。

2 微晶玻璃的分类

微晶玻璃的分类方法很多。从外观可分为透明微晶玻璃和不透明微晶玻璃;按微晶化原理可分为光敏微晶玻璃和热敏微晶玻璃;按照性能可分为耐高温、耐热冲击、高强度、耐磨、易机械加工、低膨胀、低介电损耗、强磁性和生物相容等微晶玻璃;按基础玻璃组成可分为硅酸盐、铝硅酸盐、硼酸盐及磷酸盐等微晶玻璃。

【1】

3 微晶玻璃的特点

微晶玻璃采用不同于陶瓷的制造工艺,与普通玻璃相近,但特性与陶瓷却迥然不同。因为当玻璃中充满微小晶体后(每立方厘米约十亿晶粒),玻璃固有的性质产生变化,即由非晶形变为具有金属内部晶体结构的玻璃结晶材料。微晶玻璃比高炭钢硬、比铝轻,机械强度比普通玻璃高6倍多,耐磨性不亚于铸石,热稳定性良好(加热900℃骤然投入5℃冷水而不炸裂),电绝缘性能与高频瓷接近,化学稳定性与硼硅酸玻璃相同,不怕酸碱侵蚀。

微晶玻璃板色彩丰富而均匀,无色差,光泽柔和晶莹,外观酷似天然石材,而机械性能1、化学稳定性、耐久性和表面光洁度等方面都超过花岗石。

1、丰富的色泽和良好的质感

通过工艺控制可以生产出各种色彩、色调和图案的微晶玻璃蚀面材料。其表面经过不同的加工处理又可产生不同的质感效果。抛光微晶玻璃的表面光洁度远远高于天然石材,其光泽亮丽,使建筑物豪华和气派。而毛光和亚光微晶玻璃可使建筑平添自然厚实的庄重感,所以微晶玻璃可以在色泽和质感上能很好地满足设计者的要求。

2、色调均匀

天然花岗石难以避免明显的色差,这是其固有的缺陷。而微晶玻璃易于实现颜色均匀,达到更辉煌的装饰效果。尤其是高雅的纯白色微晶玻璃,更是天然石材所望尘莫及的。

3、永不浸湿、抗污染

凡由天然石材装修的墙面,经过雨雪浸淋都会留下湿纹,而且一连数月甚至更长时间都无法恢复原状。这种缺陷是因为天然石材有一定的吸水性,导致其渗水、渗碱,甚至渗泥浆,从而影响其原有色泽甚至产生污染和浸湿石材表面。而微晶玻璃则具有玻璃不吸水的天然特性,所以不易污染,其豪华外观不但不受任何雨雪的侵害,反而还借此“天雨自涤”的机会而备增光辉,能全天候地永葆高档建筑的堂皇。由于易于清洁,从建筑物的维护和保养方面考虑,可以大大降低维护成本【2】。

4、优良的机械性能和化学稳定性

微晶玻璃是无机材料经高温精制而成,其结构均匀细密,比天然石材更坚硬、

耐磨、耐酸碱等,即使暴露于风雨及被污染的空气中也不会变质、褪色。

5、高度的破裂安全性

仿石材的微晶玻璃有多种。某公司生产的一种内部结构像花岗石那样的颗粒状组织的微晶玻璃,即便强力冲击引起破裂,其破裂规律也和花岗石一样,只形成三岔裂纹,裂口迟钝不伤手。而一般的玻璃或其它仿石材微晶玻璃,则会出现蛛网粉碎状,成为不安全因素。

6、高度环保性能

微晶玻璃不含任何放射性物质,确保了环境无放射性污染。尽管抛光微晶玻璃功能达到近似于玻璃的表面光洁度,但光线不论从任何角度照射,都可形成自然柔和的质感,毫无光污染。

7、规格齐全,易加工成型

根据需要可以生产各种规格、厚度的平板和弧形板、由于微晶玻璃可用加热方式加工成型,所以其弧形板加工简单、经济。

微晶玻璃的生产工艺,除具有上述微晶化温度低和晶化速度快的特点外,还具有质地细腻,加工光泽度高,不风化,不吸水,可加工成曲面的特点。微晶玻璃的外观可与玛瑙、玉石、鸡血石等名贵石材相近,装饰效果良好。

4 微晶玻璃的制备工艺

微晶玻璃的制备方法根据其所用原材料的种类、特性、对材料的性能要求而变化,主要有熔融法、烧结法、溶胶-凝胶法、二次成型工艺、强韧化技术等。

4.1 熔融法

微晶玻璃最早采用的制备方法就是熔制法,直到今天熔制法仍是制备微晶玻璃的主要方法。熔制法的主要工艺过程为:将一定量的晶核剂加入到玻璃原料中,充分混合均匀制成玻璃配合料,于1500~1600℃高温下熔制,均化后将玻璃成型,经退火后在一定温度下进行核化和晶化,以获得晶粒细小且结构均匀的微晶玻璃制品。

熔融法可采用技术成熟的玻璃成型工艺来制备复杂形状的制品,便于机械化生产。由玻璃坯体制备的微晶玻璃在尺寸上变化不大,组成均匀,不存在气孔。空隙等陶瓷中常见的缺陷,因而微晶玻璃不仅性能优良且具有比陶瓷更高的可靠性。

4.2 烧结法

烧结法是使玻璃粉末产生颗粒粘结,然后经过物质迁移使粉末产生强度并导致致密化和再结晶的过程,烧结的推动力是粉状物料的表面能大于多晶烧结体的晶界能。

烧结微晶玻璃是将玻璃颗粒通过受控烧结、结晶制得。与普通陶瓷烧结不同的是,烧结微晶玻璃是将玻璃颗粒进行烧结,在加热、烧结过程中,玻璃本身还发生成核析晶现象。析晶有利于提高烧结体的强度和美化外观装饰效果,但同时也增加玻璃的粘度,阻碍粘性流动,甚至使烧结难于进行。因此,烧结法生产微晶玻璃要求基础玻璃在较低的粘度下具有一定的析晶能力,并且其表面析晶速度不宜太大。其目的是为了使烧结时的致密化和晶化过程发生在不同的温度区域,以减少析晶对致密化的干扰。在微晶玻璃的烧结和结晶过程中,控制适当的表面析晶速率是获得低气孔率微晶玻璃的关键。

烧结法制备微晶玻璃的工艺流程如下:

配料→熔制→水淬→粉碎→过筛→成型→烧结→加工

优点是:(1)基础玻璃的熔制温度与熔融法相比较,熔融温度低且时间短,因此该法适于需要高温才能熔融的玻璃制备微晶玻璃。 (2)烧结法还有一个显著的特点,即玻璃经过水淬后,颗粒细小,表面积增加,比熔融法制得的玻璃更易于晶化,因而有时可以不使用晶核剂。(3)生产过程易于控制,很容易实现机械化、自动化生产,便于目前建筑陶瓷厂的转型。(4)产品质量好,成品率高,厚度及规格可变,能够生产大尺寸制品。其缺点是:(1)在实际生产中,由于晶相和玻璃相结构的不同,在经过高温处理后的冷却过程中,不可避免的会在微晶玻璃制品中产生应力,这种应力的存在,将会给产品带来一定的缺陷。(2)由于烧结法是疏松颗粒烧结,堆积密度小,且这种材料是热的不良导体,造成表面和内部温差大,往往造成表面先封闭,内部气孔难以排除,烧结变形大,表面呈致密化深度浅(2mm左右),这严重影响其外观质量和成品率。模具从室温加热到1200℃总会有或多或少的变形,这些都严重影响该行业的发展。(3)烧结法制备的微晶玻璃材料存在一定的气孔,对其性能带来很不利的影响,也大大降低了产品的成品率【3】。

4.3 溶胶一凝胶法

溶胶-凝胶技术是低温合成材料的一种新工艺,其原理是将金属有机或无机化合物作为先驱体,经过水解形成凝胶,再在较低温度下烧结,得到微晶玻璃。同熔融法和烧结法不同,溶胶-凝胶法在材料制备的初期就进行控制,材料的均匀性可以达到纳米甚至分子级水平。

该方法的好处是:(1)其制备温度远低于传统方法,同时可以避免某些组分挥发、侵蚀容器、减少污染;(2)其组成完全可以按照原始配方和化学计量准确获得,(3)在分子水平上直接获得均匀的材料;(4)可扩展组成范围,制备传统方法不能制备的材料。溶胶-凝胶法的缺点是生产周期长,成本高,环境污染大。另外,凝胶在烧结过程中有较大的收缩,制品容易变形【4】。

5 微晶玻璃的应用

微晶玻璃具有很多优异的性能,如:机械强度高、热膨胀性可调、抗热震性好、耐化学腐蚀、低的介电损耗、电绝缘性好等优越的综合性能;使得这种材料不仅具有较好经济效益,而且有希望代替更具传统性的材料。目前已在许多领域得到广泛的应用。

5.1 机械力学材料上的应用

利用微晶玻璃耐高温、抗热震、热膨胀性可调等力学和热学性能,制造出各种满足机械力学要求的材料。据B. Porher , Amucha 报道,用PVD法把Al2O3—SiO2系微晶玻璃涂层蒸镀到汽车金属轴承上,可提高轴承的耐磨性、表面光滑性和散热性。利用云母的可切削性和定向取向性制备出高强和可切削加工的微晶玻璃。作为机械力学材料的微晶玻璃广泛应用于活塞、旋转叶片、吹具的制造上,同时也用在飞机、火箭、人造地球卫星的结构材料上。

5.2 光学材料上的应用

低膨胀和零膨胀微晶玻璃对温度变化特别不敏感,使其可在随温度改变而要求尺寸稳定的领域得到应用,例如在望远镜和激光器的外壳中的应用。近几年,出现了用锂系微晶玻璃材料制造光纤接头,它比传统使用氧化锆材料相比热膨胀系数和硬度与石英玻璃光纤更为匹配,更易于高精度加工,环境稳定性优良。用

金、银作核化剂的微晶玻璃具有光学敏感性,可起到“显影”作用【5】。同时在灯泡、透红外仪器上得到广泛应用。

5.3 电子与微电子材料上的应用

微晶玻璃的膨胀系数能从负膨胀、零膨胀,直到具有100 ×10- 7/ ℃以上的热膨胀系数,使得它能够与很多材料膨胀特性相匹配,可以制得各种微晶玻璃基板、电容器及应用于高频电路中的薄膜电路和厚膜电路,如MgO—Al2O3—SiO2系堇青石基微晶玻璃已应用于电子材料和航空领域。用溶胶—凝胶法制取的铁电微晶玻璃介电常数随温度的增加而减少然后再增加,并且其居里点具有明显的弥散特征的云母微晶玻璃在电子、精密部件、航空领域有广泛的应用前景【6】。极性微晶玻璃是一种新型的功能材料,含有定向生长的非铁电体极性晶体具有压电性能和热释电性能,在水声、超声等领域有广阔的应用前景。

5.4 生物医学材料上的应用

据报道钙铁硅铁磁体微晶玻璃试样在模拟体液中浸泡后,试样表面的硅胶层上生成了能与人体组织良好结合的碳酸羟基磷灰石,具有良好的生物活性和强磁性能,起到人体骨骼和温热治癌作用。以TiO2(PO4) 3—0. 9Ca3 (PO4) 2为基础的磷酸盐多孔微晶玻璃具有抗菌作用和具有生物梯度的生物微晶玻璃材料。以云母为主晶相的微晶玻璃已成功地应用于脊骨和牙齿的替代物,另有报道,利用抗热冲击微晶玻璃的红外辐射,在医疗保健产品中的应用,利用载有银离子以LiTi2(PO4)3为骨架的磷酸盐多孔微晶玻璃的抗菌剂方面的应用,利用氧化锆增韧的CaO—Al2O3—SiO2系微晶玻璃有望作为一种新型的牙科材料进一步研究。

5.5 化学化工材料上的应用

微晶玻璃的化学稳定性好,几乎不被腐蚀的特性广泛地应用于化工上。如:Na2O—AlO2O3—SiO2系霞石微晶玻璃随酸溶液的变化存在一个极值区域,当碱溶液浓度较大时,失重几乎与浓度变化无关。在控制污染和新能源应用领域也找到了用途,如微晶玻璃用于喷射式燃烧器中消除汽车尾气中的碳氢化合物;在硫化钠电池中作密封剂;在输送腐蚀性液体中作管道和槽等。

5.6 建筑材料上的应用

建筑微晶玻璃作为新型绿色装饰材料,在世界上成为最具有发展前景的建筑装饰材料。广泛应用于大型建筑和知名重点工程,其装饰效果和理化性能均优于

玻璃、瓷砖、花岗石和大理石板材;莫氏硬度615~710,抗弯强度50~60MPa,抗压强度>500MPa,体积密度2165~2170,吸水率0,耐酸耐碱性、抗冻性耐污染性能优异,无放射性污染,镜面效果良好。微晶玻璃具有高的强度,封闭气孔,低的吸水性和热导性,质轻可作为结构材料、热绝缘材料【7】。

5.7 其它材料上的应用

泡沫微晶玻璃作为结构材料、热绝缘材料和纤维复合增韧微晶玻璃都得到了广泛研究和应用。核工业方面,微晶玻璃被用于制造原子反应堆控制棒上的材料、反应堆密封剂、核废料存储材料等方面。另外,1977年Scharch. KE 和Ash2bee.KHG 发现云母微晶玻璃有记忆效果,开辟了微晶玻璃在记忆材料领域的应用。

6 微晶玻璃的发展前景

微晶玻璃作为一类重要的无机非金属材料,其某些独特性能是其它材料不可比拟的。近年来,微晶玻璃在组成、核化、晶化、工艺与应用开发等方面都取得了重大进展,并有一批材料商品化,但与它具有的一些优异性能相比,其应用和产业规模还是很小的。

微晶玻璃作为一种可选择的装饰材料,从短期来看,它仍无法与天然石材的自然属性相比。而天然石材具有资源的有限性,从长远看,存在微晶玻璃部分替代天然石材的可能性。由于微晶玻璃产品成本较高,导致市场价格偏高,加之市场对这种新产品的认识度偏低。因而,将大大制约其使用和发展。目前,微晶玻璃的应用主要局限于公共建设和商业建筑的内外墙及地面,而进入家庭则很少。此外,至今还没有我国的微晶玻璃打入国际市场。因此,要做大微晶玻璃产品这块市场,就必须让更多建筑、设计师、装饰装修企业、施工企业以及广大的业主了解和喜欢上这种产品,并想方设法让其走进寻常百姓家,千方百计抢占国际市场。要实现这个目标,现有的生产企业必须面对地未来市场、联手合作、增加品种、降低成本,进行市场宣传和产品推广,多去国外参加展销等经贸活动,共同做好市场推广培育工作,并不断开发扩展应用领域。同时,正准备上马的企业应停止上马,采取收购,兼并那些已上马而效益不好的微晶玻璃生产企业,整合资源,注入新的成熟技术和经营理念,启动行业发展【8】。这样,微晶玻璃作为一种新型建材产品才会进

一步发展壮大。

参考文献:

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[8] 谭金华. 微晶玻璃的生产工艺, 现状及发展前景[J]. 石材, 2002, 4: 35-38.

浅谈微晶玻璃

浅谈微晶玻璃 摘要微晶玻璃是通过基础玻璃或其它材料在加热过程中进行控制晶化而得到的一种中含有大量微晶体和玻璃体的复合固体材料。微晶玻璃具有很多优异的性能,这些特性一般都超过了普通的金属材料、有机材料及无机非金属材料。这些优异的性能使微晶玻璃受到了极大的欢迎。 关键词微晶玻璃组成结构制备工艺应用发展 1引言 微晶玻璃(Glass-ceramic)又名玻璃陶瓷,它是指将加有形核剂(个别可不加)的特定组成的基础玻璃,通过控制结晶变成具有一种或多种微晶体和残余玻璃相的复合材料,即在非晶态的玻璃内均匀分布着大量(体积百分比约占95%~98%)的随机取向的微小陶瓷晶体(通常小于10μm)。同原始玻璃相比,微晶玻璃的特点是无脆性、强度高、化学稳定性好、热稳定性和硬度比较高,并具有一些特殊的性能;与大理石、花岗岩相比,由于其组成是均匀细小晶体,因此其机械性能、耐化学腐蚀、硬度等主要物化性能均优于大理石、花岗岩,因此具有广泛的发展前途和应用价值,用它来代替天然和人造大理石已逐步成为时代的趋势[1]。我国对微晶玻璃的研究起步于上世纪的八十年代初,经过二十多年的开发,微晶材料的生产工艺基本上已趋于成熟,进人了实用阶段。它主要用做建筑装饰材料、飞机、火箭、卫星等结构材料,医疗、化工等防腐材料以及军事上,如激光制导材料等。 2 微晶玻璃的组成与结构 2.1 组成 与一般玻璃不同,微晶玻璃的组成应分解为: (1)玻璃的总体化学组成,它应未微晶化的玻璃的化学组成一致; (2)各相的化学组成,它包括析出的各晶相和残余玻璃组的化学组成。首先应指出,仅有一定范围的组成能符合制备微晶玻璃的要求。一般都应含有一定量的玻璃形成剂。SiO2 ,B2O8等。其作用在于使玻璃易于晶化而易于引起分,以间接促进核化与晶化。虽然对分相的作用见解分岐,但一般认为,选择亚稳分相附近的组成有益于微晶化。此外,许多种添加剂的引入,会起到晶核剂的作用,促进玻璃的整体晶化。晶核剂及其作用机理的研究是微晶玻璃组成研究的一个重要问题。而在网络外体中往往需引入具有小离子半径、大场强的Li+,Mg2+和Zn2+等。其作用在于使玻璃易于晶化或易于引起分相,以间接促进核化与晶化,同时选择亚稳分相附近的组成有益于微晶化。此外,许多种添加剂的引入,如TiO2、ZrO2、Cr2O3等,会起到晶核剂的作用,促进玻璃的整体晶化。为了保证重新热处理过程中易于整体晶化,在组成设计时必须使玻璃具有适合的粘度—温度曲线[2]。 2.2 结构 材料的外观性能取决于它的内在结构。微晶玻璃的结构包括晶相和玻璃相的组成、数量和它们的相对比例,因此其性能既取决于玻璃的组成又取决于它的晶化工艺,因为晶体的种类

透明微晶玻璃、黑色微晶玻璃、耐高温微晶玻璃

透明微晶玻璃、黑色微晶玻璃、耐高温微晶玻璃 耐高温玻璃——透明微晶玻璃、黑色微晶玻璃(英文名Glass Ceramic,也称玻璃陶瓷) 材料提供:国产微晶玻璃,常规最大尺寸350*450*4mm,也可以选择进口微晶玻璃,常规最大尺寸1954*1100,2100*1266,厚度4\5。 透明微晶玻璃介绍: 由于其极低的热膨胀度,透明微晶玻璃不会受高温(760℃)的影响,也不受显著温度变化或温度差异的影响,且十分优越的耐热冲击性能。另外,透明微晶玻璃具有良好的热辐射,特别是短波红外辐射透过性。而正是在为火炉燃烧过程中释放的强烈热辐射为我们带了舒适暖意。 因此,微晶玻璃特别知合应用在既有高热能又需要良好透光性的场合,作为室内加热装置(如壁炉和火炉)的观察窗。 图 1 透明微晶玻璃 150 999 63668

产品应用: ?室内加热/取暖器的视窗面板(燃油/燃气室内取暖器/炉、传 统燃料的室内取暖器/炉) ?红外辐射加热/取暖器的面板 ?加热电暖炉的盖板玻璃 ?反光杯和高性能泛光照明灯的盖板 ?红外烘干器的盖板 ?投影仪的保护盖片 ?隔紫外线护罩 ?烤肉/烧烤设备的面板 ?大功率泛光灯和反射器上耐高温的面板 加工:①切割、②倒角、③钻孔、④丝印、⑤镀膜 黑色微晶玻璃面板说明: 由特殊微晶玻璃制成,该材料的最大特点是:可耐高达750℃的急剧升温。微晶玻璃面板非常环保,不含砷、锑等有毒重金属。它的主要原料是石英,这种原料在自然界取之不尽、用之不竭。 黑色微晶玻璃灶具面板非常坚固、耐受冲击,经久耐用。灶具面板横向热传导低,靠近烹调区的地方温度相对较低,热量会直接传导至烹饪锅具。 图 2 黑色微晶玻璃 150 999 63668

微晶玻璃的制备方法与应用

X X X X 大学 材料制备原理课程论文 题目微晶玻璃的制备方法与应用 学院材料科学与工程学院 专业班级无机072 学生姓名 2010 年 6 月11 日

微晶玻璃的制备方法与应用 摘要:微晶玻璃是一种由基础玻璃严格控制晶化行为而制成的微晶体和玻璃相均匀分布的材料。由于其机械强度高、热膨胀性可调、抗热震性好、耐化学腐蚀、介电损耗低、电绝缘性好等优越的综合性能,已在许多领域得到广泛的应用。本文来主要介绍微晶玻璃的制备方法及其应用。 关键词:微晶玻璃;制备;应用 1.引言 微晶玻璃是将加有晶核剂的特定组合的玻璃,在有控条件(一定温度)下进行晶化热处理,成为具有微晶体和玻璃相均匀分布的复合材料。微晶玻璃由玻璃相与结晶相组成。两者的分布状况随其比例而变化:当玻璃相占的比例大时,玻璃相为连续的基体,晶相孤立地均匀地分布在其中;当玻璃相较少时,玻璃相分散在晶体网架之间,呈连续网状;当玻璃相数量很低,则玻璃相以薄膜状态分布在晶体之间。这种结构也决定了其机械强度高,绝缘性能优良,介电损耗少,介电常数稳定,热膨胀系数可在很大范围调节,耐化学腐蚀,耐磨,热稳定性好,使用温度高的良好性能。 微晶玻璃集中了玻璃、陶瓷及天然石材的三重优点,优于天石材和陶瓷,可用于建筑幕墙及室内高档装饰,还可做机械上的结构材料,电子、电工上的绝缘材料,大规模集成电路的底板材料、微波炉耐热列器皿、化工与防腐材料和矿山耐磨材料等等。是具有发展前途的21世纪的新型材料。 2.制备方法 微晶玻璃的制备方法根据其所用原材料的种类、特性、对材料的性能要求而变化,主要的有熔融法、烧结法、溶胶—凝胶法、二次成型工艺、强韧化技术等。 2.1 熔融法 熔融后急冷,退火后在经一定的热处理制度进行成核和晶化以获得晶粒细小、含量多、结构均匀的微晶玻璃制品。热处理制度的确定是微晶玻璃生产的关键技术。作为初步的近似估计,最佳成核温度介于Tg 和比它高50℃的温度之间。晶化温度上限应低于主晶相在一个适当的时间内重熔的温度。通常是25℃~50℃。微晶玻璃的理想热处理制度见图1。 图1 微晶玻璃的理想热处理制度 常用的晶核剂有TiO2,P2O5,ZrO2,CaO,CaF2,Cr2O3、硫化物、氟化物。晶核剂的选择与基础玻璃化学组成有关,也与期望析出的晶相种类有关。Stooky指出,良好的晶核剂应具备如下性能:(1)在玻璃熔融成形温度下,应具有良好的溶解性,在热处理时应具有较小的溶解性,并能降低成核的活化能。(2) 晶核剂质点扩散的活化能要尽量小,使之在玻

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商用电磁炉为什么要用微晶玻璃 目前大部分的商用电磁炉,都需要用到微晶玻璃,微晶玻璃对于商用电磁炉又有什么特别作用呢? 微晶玻璃又称微晶玉石或陶瓷玻璃。主要应用在商用电磁炉,大功率电磁炉等产品上面。是综合玻璃,它的学名叫做玻璃陶瓷。将加有晶核剂的特定组合的玻璃,在有控条件(一定温度)下进行晶化处理,成为具有微晶体和玻璃相均匀分布的复合材料。 微晶玻璃和我们常见的玻璃看起来大不相同。它具有玻璃和陶瓷的双重特性,普通玻璃内部的原子排列是没有规则的,这也是玻璃易碎的原因之一。而微晶玻璃象陶瓷一样,由晶体组成,也就是说,它的原子排列是有规律的。所以说,微晶玻璃比陶瓷的亮度高,比玻璃韧性强。 商用电磁灶面板采用微晶玻璃的主要原因是:微晶玻璃性能机械强度高,绝缘性能优良,介电损耗少,介电常数稳定,热膨胀系数可在很大范围调节,耐化学腐蚀,耐磨,热稳定性好,使用温度高。平面微晶玻璃目前广泛应用到商用电磁炉上,凹面微晶玻璃即是指形状呈凹型,类似锅的现状的微晶玻璃。该微晶玻璃板主要用途目前以大功率商用电磁炉上用为主。 随着煤气,物价的上升,饮食行业的成本骤增,以及人们对无明火烹饪的理解,商用炉灶用户的增加。凹型微晶玻璃需求也会相应增加。常用厚度12~20mm 商用炉灶采用的平面微晶玻璃板常规尺寸为:250×250mm、300×300mm、350×350mm、450×450mm、500×500mm、600×600mm等。商用电磁炉采用的凹面微晶玻璃常规尺寸为:直径200mm、直径300mm、直径400mm、直径500mm等。 微晶玻璃原来有这么大的不同,您知道了吗?对于商用电磁炉产品上面有任何疑问,您可以在沁鑫商用电磁炉官网咨询: 沁鑫官网:https://www.360docs.net/doc/4417042622.html, 阿里巴巴官网:https://https://www.360docs.net/doc/4417042622.html,

微晶玻璃

二硅酸锂微晶玻璃材料综述 何志龙-3112007045 (金属材料强度国家重点实验室, 西安交通大学材料科学与工程学院,西安710049) 摘要:微晶玻璃以其优异的力学、化学、生物等性能,在国防、航空、建筑、电子、光学、化工、机械及医疗等领域作为结构材料、技术材料、光学材料、电绝缘材料等而获得广泛应用,吸引了许多研究者的关注。本文在参考学习了诸多相关文献的基础上,对微晶玻璃材料的制备、性能、应用及研究进展进行了论述,列举了人们在该领域取得的重要研究进展,以及微晶玻璃材料领域存在的研究难题。 关键词:晶化,微晶玻璃,综述,非均匀成核 1 研究背景与意义 自从1957年,美国康宁公司著名玻璃化学家S.D.Stookey研制出第一种微晶玻璃以来,微晶玻璃就凭借其组分广泛、性能优异、品种繁多而著称。由于析出的晶粒尺寸可控,与界面结合强度高,抗弯强度可以达到200MPa以上,大量微晶玻璃体系涌现出来,它们的形成机制也得到大量深入研究。 微晶玻璃又称玻璃陶瓷,它是将某些特定组成的基础玻璃,在一定温度下进行控制晶化,制得的一种同时含有微晶相和玻璃相的多晶固体材料。在热处理过程中,基础玻璃内部产生晶核及晶体长大,因为析出的晶体非常小,被称作微晶玻璃。 微晶玻璃既不同于陶瓷,也不同于玻璃。微晶玻璃与陶瓷的不同之处是:玻璃微晶化过程中的晶相是从单一均匀玻璃相或易产生相分离的区域,通过成核和晶体生长而产生的致密材料;而陶瓷材料中的晶相,除了通过固相反应出现的重结晶或新晶相以外,大部分是在制备陶瓷时通过组分直接引入的。微晶玻璃与玻璃的不同之处在于微晶玻璃是微晶体(尺寸为0.1-0.5μm)和残余玻璃组成的复相;而玻璃则是非晶态或无定形体。微晶玻璃可以是透明的或呈各种花纹和颜色的非透明体,而玻璃一般是各种颜色、透光率各异的透明体。 2 微晶玻璃分类 按照基础玻璃的组成,微晶玻璃主要有以下四大类: (1)硅酸盐类微晶玻璃 由碱金属、碱土金属的硅酸盐晶相组成,主晶相有:透辉石、顽辉石、硅灰石、二硅酸锂等,这些晶相的种类影响微晶玻璃的性能。其中,最早研究的矿渣微晶玻璃和光敏微晶玻璃属此类。

微晶玻璃

微晶玻璃 摘要:本文介绍了微晶玻璃与普通玻璃和陶瓷的区别,通过分析组成将其分类。 同时描述了微晶玻璃的制备,性质,应用,浅析其发展趋势。 关键词:微晶玻璃组成制备性能应用 Abstract:This paper introduces the difference between microcrystalline glass and common glass and ceramics. Through the analysis of composition classified microcrystalline glass. At the same time, also describe microcrystalline glass’s preparation, property and application. Analysisthe trend of its development. Keywords: Microcrystalline glass preparation property application trend 1 前言 微晶玻璃又称微晶玉石或陶瓷玻璃,是综合玻璃,是一种外国刚刚开发的新型的建筑材料,它的学名叫做玻璃水晶。微晶玻璃和我们常见的玻璃看起来大不相同。它具有玻璃和陶瓷的双重特性,普通玻璃内部的原子排列是没有规则的,这也是玻璃易碎的原因之一。而微晶玻璃象陶瓷一样,由晶体组成,也就是说,它的原子排列是有规律的。所以,微晶玻璃比陶瓷的亮度高,比玻璃韧性强。但晶玻璃既不同于陶瓷,也不同于玻璃。微晶玻璃与陶瓷的不同之处是:玻璃微晶化过程中的晶相是从单一均匀玻璃相或已产生相分离的区域,通过成核和晶体生长而产生的致密材料;而陶瓷材料中的晶相,除了通过固相反应出现的重结晶或新晶相以外,大部分是在制备陶瓷时通过组分直接引入的[1]。微晶玻璃与玻璃的不同之处在于微晶玻璃是微晶体(尺寸为0.1~0.5μm)和残余玻璃组成的复相材料;而玻璃则是非晶态或无定形体。另外微晶玻璃可以是透明的或呈各种花纹和颜色的非透明体,而玻璃一般是各种颜色、透光率各异的透明体。 2分类及其组成 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(用工矿业废渣等为原料);按外观分为透明微晶玻璃和不透明微晶玻璃;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 晶玻璃的组成在很大程度上决定其结构和性能。按照化学组成微晶玻璃主要分为四类:硅酸盐微晶玻璃,铝硅酸盐微晶玻璃,氟硅酸盐微晶玻璃,磷酸盐微晶玻璃。 2.1 硅酸盐微晶玻璃 简单硅酸盐微晶玻璃主要由碱金属和碱土金属的硅酸盐晶相组成,这些晶相的性能也决定了微晶玻璃的性能。研究最早的光敏微晶玻璃和矿渣微晶玻璃属于 这类微晶玻璃。光敏微晶玻璃中析出的主要晶相为二硅酸锂(Li 2Si 2 O 5 ),这种晶 体具有沿某些晶面或晶格方向生长而成的树枝状形貌,实质上是一种骨架结构。

微晶石各项指标

微晶石是新型的装饰建筑材料,其中复合微晶石称为微晶玻璃复合板材,是将一层3—5mm的微晶玻璃复合在陶瓷玻化石的表面,经二次烧结后完全融为一体的高科技产品。微晶石厚度在13—18mm,光泽度大于95。 特点 质感 微晶石是在与花岗岩形成条件类似的高温下,经烧结晶化而成的材料。在外观质感方面,其抛光板的表面光洁度远高于石材(光度可达90-120光泽度单位),更重要的特点是,其特殊的微晶结构,使得光线无论从任何角度射入,经过精细微晶微粒的漫反射,都能将光线均匀分布到任何角度(而不再是像镜面那样仅仅是集中在反射角度),使板材形成柔和的玉质感,比天然石材更为晶莹柔润,使建筑更加流光溢彩。 性能 比天然石更具理化优势:微晶石是在与花岗岩形成条件相似的高温状态下,通过特殊的工艺烧结而成,质地均匀,密度大、硬度高,抗压、抗弯、耐冲击等性能优于天然石材,经久耐磨,不易受损,更没有天然石材常见的细碎裂纹。 质地 板面光泽晶莹柔和:微晶石既有特殊的微晶结构,又有特殊的玻璃基质结构,质地细腻,板面晶莹亮丽,对于射入光线能产生扩散漫反射效果,使人感觉柔美和谐。 色彩 微晶石的制作工艺,可以根据使用需要生产出丰富多彩的色调系列(尤以水晶白、米黄、浅灰白麻四个色系最为时尚、流行),同时,又能弥补天然石材色差大的缺陷,产品广泛用于宾馆、写字楼、车站机场等内外装饰,更适宜家庭的高级装修,如墙面、地面、饰板、家具、台盆面板等。 耐酸碱度 微晶石作为化学性能稳定的无机质晶化材料,又包含玻璃基质结构,其耐酸碱度、抗腐蚀性能都甚于天然石材,尤其是耐候性更为突出,经受长期风吹日晒也不会褪光,更不会降低强度。

卓越的抗污染性,方便清洁维护 微晶石的吸水率极低,几乎为零,多种污秽浆泥、染色溶液不易侵入渗透,依附于表面的污物也很容易清除擦净,特别方便于建筑物的清洁维护。 异性 微晶石可用加热方法,制成顾客所需的各种弧形、曲面板,具有工艺简单、成本低的优点,避免了弧形石材加工大量切削、研磨、耗时、耗料、浪费资源等弊端。 不含放射 微晶石的制作已经人为的剔除了任何含辐射性的元素,不含像天然石材那样可能出现对人体的放射伤害,是现代最为安全的绿色环保型材料。 缺点 1、微晶石表面晶玉层莫氏硬度为5-6级,强度低于抛光砖的莫氏硬度6-7级。 2、微晶石表面光泽度高,可以达到90%,如果遇划痕会很容易显现出来。 3、微晶石表面有一定数量的针孔,遇到脏东西很容易显现。 鉴别 透明度 透明玻璃的光学性能就是具有透明的性质。企业正是利用它的这一性质,才将透明玻璃陶瓷印花砖复合板产品印制的精美艺术花纹得到充分的展现,并增加了这种花纹的立体感和光亮度。 微晶玻璃,除极个别的主微晶相极小品种外,其光学性质都是半透明到不透明的。这是微晶玻璃与玻璃之间最大的外观差异。 纹样 透明玻璃陶瓷印花砖复合板所呈现的艺术纹样是靠丝网印刷、胶辊印刷、喷墨打印等现代印刷工艺在陶瓷砖上实现的。表层覆盖的透明玻璃只是加强了这些花纹的立体和光亮的视觉效果,起到了画龙点睛或锦上添花的作用。这种产品的艺术装饰性主要靠印花的艺术纹样与色彩来提升,即需要在制版、色彩的选择、印刷设备等方面下功夫。从建筑陶瓷业界的技术水平与生产能力来说,研制和生产这种产品的技术门槛相对还是比较低的,技术含量也相对不高的。印花陶瓷砖几乎所有陶瓷厂都可以实现生产。

微晶玻璃成分

微晶玻璃的化学组成 微晶玻璃的化学组成包括基础玻璃成分和成核剂两部分.为了满足玻璃的形成和工艺要求,基础玻璃成分一般都含有一定量的SiO2、B2O3、P2O5和以【AlO4】形式存在的Al2O3等玻璃网络形成体,以【AlO6】形式存在的Al2O3和ZnO等玻璃网络中间体及包括碱金属与碱土金属氧化物在内的玻璃网络调整体。而为了获得无气泡的基础玻璃,通常在基础玻璃组分中引入一定量的澄清剂(如Na2SO4/C、Sb2O3、Na2SiF6等)。此外,为了诱导或促进基础玻璃在热处理过程中的晶核形成,促进玻璃的整体晶化,通常需要引入成核剂。根据基础玻璃成分,可将微晶玻璃分为硅酸盐、铝硅酸盐、硼硅酸盐、硼酸盐和磷酸五大系统。成核剂可以分成三大类:一类是Au、Ag、Cu、Pt、Ru等贵金属盐类物质,当这里物质与玻璃配合料一起熔融时,贵金属元素在高温时以离子状态存在,而在低温下则分解还原成贵金属原子,这些原子经过一定的热处理将在玻璃结构中形成高度分散的金属晶体颗粒,从而实现诱导析晶。另一类是阳离子电荷高、场强大、积聚作用强的氧化物,如ZrO2、TiO2、P2O5等,这三种物质对玻璃的成核作用有所不同。一般认为,ZrO2的成核作用是先从母体玻璃中析出富含锆氧的微不均匀区,进而诱导母体玻璃成核;TiO2的成核作用是先从母体玻璃中析出富含钛酸盐相(无定形态),在一定条件下,这种液相将转变成结晶相,进而使母体玻璃形成晶核;P2O5与前两种成核剂的作用机制不同,由于P5+的场强比Si4+大,有加速硅酸盐玻璃分相的作用,从而促使玻璃核化。ZrO2、TiO2与P2O5是制备微晶玻璃最常用的三种成核剂,除此之外,Cr2O3、Fe2O3等也可作为成核剂使用,但由于它们能使玻璃着色,故很少采用。还有一类成核剂是氟化钙(CaF2)、冰晶石(Na2AlF6)、氟硅酸钠(Na2SiF-6)和氟化镁(MgF2)等氧化物。一般认为氟的加入起减弱玻璃结构的作用,用F-取代O2-造成硅氧网络结构的断裂,这是氟化物诱导玻璃成核的主要原因。另外,当氟含量大于2%~4%时,氟化物就会在冷却(或热处理)过程中从熔体中分离出来,形成细结晶状的沉淀物而引起玻璃乳浊(分相),从而促使玻璃成核。

微晶玻璃

海南大学2012-2013学年度第2学期《功能材料学》论文 题目:微晶玻璃的光学应用 姓名: 学号: 20100607310014 学院:材料与化工学院 专业班级: 10理科实验班

微晶玻璃的光学应用 刘涛 20100607310014 摘要:微晶玻璃也叫做玻璃陶瓷,是玻璃经过晶化处理得到的部分结晶态的物质,它兼具玻璃和陶瓷的优良性质,比陶瓷的亮度高,比玻璃韧性强,因而广泛用于建筑、航天等各个领域。中国稀土资源丰富,由于稀土离子特殊的4f电子层结构使其具有许多优越的性能,目前稀土发光材料引起了全世界的广泛关注。微晶玻璃的高透过性和优越的机械性能使其能够做为稀土元素的良好基质,制成的稀土掺杂发光微晶玻璃广泛应用于荧光设备、激光、波导激光、上转换材料等领域,具有重要的现实意义。 关键词:微晶玻璃稀土元素光学应用 一、固体发光过程 发光是物体不经过热阶段而将其内部以某种方式吸收的能量直接转换为非平衡辐射的现象。当物质受到外界能量(如光照、外加电场或电子束轰击等)的激发后,吸收外界能量而处于激发态,它在跃迁返回基态的过程中,吸收的能量会通过光或热的形式释放出来,如果这部分能量以光的电磁波形式辐射出来,即为发光。图1所示即为发光的过程[1]: 图1:发光的过程示意图 激活剂A吸收激发光的能量被激发(EXC),由基态A变为激发态A*,然后又回到基态(R),并发出光(EM)[2]。 二、发光材料的应用及稀土掺杂微晶玻璃的优点

发光材料在人们日常生活中有着重要的应用,从照明、显像到医学、放射学等领域,无不存在着发光材料的身影。在发光材料的发展中,稀土掺杂的发光材料格外引人注目,由于稀土离子特殊的4f电子层结构,决定其具有许多优越的性能:物理化学性质稳定、耐高温、可承受大功率电子束、高能辐射和强紫外光的作用;荧光寿命宽泛,可以跨越纳秒到毫秒6个数量级;发光颜色度纯、转换效率高、发射波长分布区域宽等。这些优异的性能使得稀土发光材料广泛应用于荧光设备、激光、波导激光、上转换材料等领域[3]。 稀土掺杂的基质材料一般为晶体,也可以是非晶态玻璃材料,晶体和玻璃作为稀土掺杂发光材料的基质各有优缺点,发光玻璃保证了发光光材料的稳定性,但是与同组成的晶体材料相比,发光玻璃的发光强度弱,转换效率也比较低[4],而微晶玻璃作为一种晶态和非晶态共存的材料,兼具了晶体发光材料优异的发光性能及玻璃材料的优异特性,其内部晶相能够保持发光晶体材料原有的发光性能,其熔制时的液体状态亦能够保证其均匀性,微晶玻璃亦具有良好的稳定性及可加工性,具有重要的研究价值。 三、微晶玻璃的分类、制备及显微结构 1、微晶玻璃的分类 按照玻璃陶瓷的化学组成来讲,玻璃陶瓷分为四大类:硅酸盐玻璃陶瓷、铝硅酸盐玻璃陶瓷、氟硅酸盐玻璃陶瓷、磷酸盐玻璃陶瓷[12] 。 1.1 硅酸盐玻璃陶瓷 硅酸盐玻璃陶瓷主要是由碱金属和碱土金属两部分组成,主晶相为硅酸盐,晶相可以决定玻璃陶瓷的性能[13]。硅酸盐玻璃陶瓷可分为两种:光敏玻璃陶瓷和 矿渣玻璃陶瓷。光敏玻璃陶瓷是以二硅酸锂(Li 2Si 2 O 5 )为主晶相的,这种晶体是 一种骨架结构[14],形貌像树枝,因为它的晶体生长方向是沿某些晶面,或者晶格 方向。而矿渣玻璃陶瓷主晶相则为硅灰石(CaSiO 3)和透辉石[Ca Mg(SiO 3 ) 2 ]。透 辉石因为其结构的特殊性,比硅灰石更加耐磨,耐腐烛,强度也更高。 1.2 铝硅酸盐玻璃陶瓷 铝硅酸盐玻璃陶瓷包括Li 2O—Al 2 O 3 —SiO 2 系统、MgO—Al 2 O 3 —SiO 2 系统、Na 2 O

可加工微晶玻璃

微晶玻璃陶瓷性能指标 可加工微晶玻璃陶瓷是以合成云母为主晶相的氟金云母微晶玻璃,主要成分是氟金云母(Mg3K[AlF2O(SiO3)3]).和以二氧化硅为主要成分的玻璃组成。材料类似MACOR。性能基本一致。 可加工陶瓷性能表:(Machinable Glass Ceramic)

可加工陶瓷,其定义为:可以用对金属加工的工具和器械对其进行钻孔、车削、铣削、攻丝等加工并获得精密尺寸的陶瓷材料。 我公司生产的可加工陶瓷MACRE㊣是一种多晶复相材料,是以合成云母微晶为主晶相的微晶玻璃。该材料又叫微晶玻璃陶瓷。这种材料颜色洁白,组织致密。微晶量占总体积的50%以上,微晶颗粒在5ν—20μ之间。它是七十年代出现的新材料,有一系列优良特性,有广泛的用途。可加工陶瓷有较高的机械强度,优良的介电性质和热性能,良好的化学稳定性。可加工陶瓷的最突出的特点是良好的可加工性。它可采用通用的金属加工设备进行车、铣、刨、锯、磨、切、攻丝等加工成形状复杂的各种零件,且能达到相当高的加工精度。不需要特殊的刀具和设备。 可加工陶瓷材料有优良的电绝缘性能(电击穿达到40KV/A每毫米),较高的机械强度,耐急冷急热性(耐零下200度到800度急冷急热,在焊接夹具、光学玻璃成型模具等方面广泛使用)。其耐腐蚀性也优于普通陶瓷,其优良耐腐蚀性使其应用于各类化工设备中,相对聚四氟乙烯,它更耐腐蚀,不老化,使用寿命长。可加工陶瓷真空放气率极低(广泛应用于各类真空设备、光伏真空镀膜设备等),另可加工陶瓷在电磁方面也性能优良,现已大规模用做各类线圈骨架,典型应用在导弹陀螺仪器线圈骨架,我公司已为二炮提供各类导弹陀螺仪线圈骨架十多年。获得多家军工单位一致好评。 可加工陶瓷最突出的特点在于它的可加工性,能满足高精度技术要求,无需开模,直接加工成型,大大缩减设计及加工周期。可加工陶瓷能灵活的应用于各种需要形状复杂、精度要求高、成型难度大、(如各种陶瓷薄壁、陶瓷螺纹等)的结构陶瓷件之场合。

微晶玻璃

微晶玻璃的生产制备 1.微晶玻璃概述 新型微晶材料的开发研制最先起于美国,亚洲的日本紧随其后,成为目前世界上新型微晶材料的生产大国,此后西欧和亚太地区的经济发达国家不甘落后,也加紧开发研制。而我国则起步于上世纪的八十年代初,经过二十年的开发,微晶材料的生产工艺基本上已趋于成熟,进入了实用阶段。它主要用做建筑装饰材料、飞机、火箭、卫星等结构材料,医疗、化工等防腐材料以及军事上,如激光制导材料等。 微晶玻璃是新型微晶材料的一种,它是通过基础玻璃或其它材料在加热过程中进行控制晶化而得到的一种中含有大量微晶体和玻璃体的复合固体材料。更具体说,它是在高达1500℃高温条件下,从含特殊成份的玻璃液中析出的特殊晶相及硅灰石晶体和玻璃相结合致密整体结晶材料。其颜色多种多样。生产方法可分为烧结法、压延法、浇铸法。产品按配方可分为两大类,一类是矿渣类。所用原料为矿渣、石英砂、长石、石灰石、萤石、白云石、滑石等;第二类为泥沙类。所用原料为泥沙、石英砂、长石、纯碱、石灰石、白云石、重晶石、萤石等。 由于微晶玻璃是硅灰石相和玻璃相相结合的致密整体结晶材料,颜色上是以金属氧化物为着色剂,因而其表面特征既有陶瓷的特征,又与天然石材极其相似,加之材料形状多为板材,因而许多人又将其称作为微晶板材、微晶石材、微晶玉石、玻璃陶瓷、结晶化玻璃或人造石材等等。由于其结构极为致密并用作表面装饰材料。因此,又有人将其归为实体面材。与建筑陶瓷及天然石材制品相比,由于微晶玻璃具有特定性能的晶相析出。因而,在机械强度、表面硬度、热膨胀性能、耐酸碱及抗腐蚀等方面具有一些独特的优点。 1.1微晶玻璃的分类 微晶玻璃可按不同的标准分类,从外观看,有透明微晶玻璃和不透明微晶玻璃;按微晶化原理可分为光敏微晶玻璃和热敏微晶玻璃;按照性能分为耐高温、耐热冲击、高强度、耐磨、易机械加工、易化学蚀刻、耐腐蚀、低膨胀、零膨胀、低介电损失、强介电性、强磁性和生物相容等种类;按基础玻璃组成可分为硅酸盐、铝硅酸盐、硼硅酸盐、硼酸盐及磷酸盐等五大类;按所用材料则分为技术微晶玻璃和矿渣微晶玻璃两类。 2.微晶玻璃的性质及应用 2.1力学性质 (1)机械强度,微晶玻璃的机械强度比一般玻璃、陶瓷材料以及某些金属材料高很多。抗压强度为0.59~1.02GPa,弯曲强度为88.2~220.5GPa,拉伸强度为49~137.2MPa;特殊的或增强的微晶玻璃,弯曲强度高达411.6~548.5MPa。微

微晶玻璃简述

微晶玻璃简要概述 刘帅聪 (无机非金属材料工程1301班,湖南工学院材料与化学工程学院 湖南衡阳 421002) 摘要 微晶玻璃是通过基础玻璃或其它材料在加热过程中进行控制晶化而得到的一种中含有大量微晶体和玻璃体的复合固体材料。由于其机械强度高、热膨胀性可调、抗热震性好、耐化学腐蚀、介电损耗低、电绝缘性好等优越的综合性能,已在许多领域得到广泛的应用。 关键词微晶玻璃特点制备工艺应用发展 Brief Introduction of Glass - Ceramics Shuai Cong Liu (Inorganic Nonmetallic Materials Engineering1301class,Hunan Institute of TechnologyDepartment of Material and Chemical Engineering Hunan Hengyang 421002) Abstract: Crystalline glass is a composite solid material containing a large amount of microcrystals and vitreous bodies obtained by controlling crystallization during the heating process by the base glass or other materials. Because of its high mechanical strength, adjustable thermal expansion, good thermal shock resistance, chemical resistance, low dielectric loss, good electrical insulation properties such as superior performance, has been widely used in many fields. Key words: glass - ceramics, characteristics, preparation technology, application development

微晶石分类及优缺点

微晶石培训资料 微晶石是一种采用天然无机材料,运用高新技术经过两次高温烧结而成的新型绿色环保高档建筑装饰材料。具有板面平整洁净,色调均匀一致,纹理清晰雅致,光泽柔和晶莹,色彩绚丽璀璨,质地坚硬细腻,不吸水防污染,耐酸碱抗风化,绿色环保、无放射性毒害等优质素质。这些优良的理化性能都是天然石材所不可比拟的。各种规格的、不同颜色的平面板、弧型板可用于建筑物的内外墙面、地面、圆柱、台面和家具装饰等任何需要石材建设、装饰的地点。 微晶石作为新型建筑材料,逐渐走入人们的家庭,根据微晶石的原材料及制作工艺,可以把微晶石瓷砖为三类:无孔微晶石、通体微晶石、复合微晶石。 无孔微晶石 无孔微晶石也称人造汉白玉,是一种多项理化指标均优于普通微晶石、天然石的新型高级环保石材,其色泽纯正、不变色、无辐射、不吸污、硬度高、耐酸碱、耐磨损等特性。其最大的特点是:通体无气孔、无杂斑点、光泽度高、吸水率为零、可打磨翻新。祢补了普通微晶石,天然石的缺陷。适用于外墙、内墙、地面、圆柱、洗手盆、台面等高级装修场所。 通体微晶 通体微晶石亦称微晶玻璃,是一种新型的高档装饰材料。它是以天然无机材料、采用特定的工艺、经高温烧结而成。具有无放射、不吸水.不腐蚀.不氧化.不褪色.无色差.不变形、强度高、光泽度高等优良特性。 微晶石之所以性能优于天然花岗石、大理石、合成石及人造大理石,与他所含的物质成分及成型有关。花岗石是由石英、长石、云母等颗粒组成。石英的硬度很高,但云母的强度却很低,受自然形成的限制,颗粒之间缺少强力的结合物质。因此,花岗石的强度受到影响,而表面颗粒的剥落又降低了石材的光泽度,而且易滑。 大理石是沉积岩,组成大理石的细微颗粒之间没有熔融结合物质,所以强度更低。另外,大理石的主要成分是碳酸钙,大气中的二氧化碳和化学湿气、酸雨等都会侵蚀。因此,大理石不但易破损,更易污染,出现色差、色斑。 人造大理石、合成石是以有机高分子树脂为基料,混入石粉压制成型,因此,易磨损、易老化、易褪色、温度变化后易变形,强度低。 微晶石是选取花岗石中的几种主要成分经高温,从特殊成分的玻璃液中析出特殊的晶相。因此,具有很高的硬度和强度,在成型过程中又经过二次的高温熔融定型,因此,没有天然石材形成的纹理,所以既不易断裂、不吸水,又不怕侵蚀和污染,光泽度也高.装饰后不会出现色差、泛碱、吐汁等现象。不需保养维护。

微晶玻璃 第一章

1 绪论 1.1 微晶玻璃的定义 1.1.1 定义及特性 微晶玻璃(glass-ceramic)又称玻璃陶瓷,是将特定组成的基础玻璃,在加热过程中通过控制晶化而制得的一类含有大量微晶相及玻璃相的多晶固体材料。 玻璃是一种非晶态固体,从热力学观点看,它是一种亚稳态,较之晶态具有较高的内能,在一定的条件下,可转变为结晶态。从动力学观点看,玻璃熔体在冷却过程中,黏度的快速增加抑制了晶核的形成和长大,使其难以转变为晶态。微晶玻璃就是人们充分利用玻璃在热力学上的有利条件而获得的新材料。 微晶玻璃既不同于陶瓷,也不同于玻璃。微晶玻璃与陶瓷的不同之处是:玻璃微晶化过程中的晶相是从单一均匀玻璃相或已产生相分离的区域,通过成核和晶体生长而产生的致密材料;而陶瓷材料中的晶相,除了通过固相反应出现的重结晶或新晶相以外,大部分是在制备陶瓷时通过组分直接引入的。微晶玻璃与玻璃的不同之处在于微晶玻璃是微晶体(尺寸为0.1~0.5μm)和残余玻璃组成的复相材料;而玻璃则是非晶态或无定形体。另外微晶玻璃可以是透明的或呈各种花纹和颜色的非透明体,而玻璃一般是各种颜色、透光率各异的透明体。 尽管微晶玻璃的结构、性能及生产方法与玻璃和陶瓷都有一定的区别,但是微晶玻璃既有玻璃的基本性能,又具有陶瓷的多相特征,集中了玻璃和陶瓷的特点,成为一类独特的新型材料。 微晶玻璃具有很多优异的性能,其性能指标往往优于同类玻璃和陶瓷。如热膨胀系数可在很大范围内调整(甚至可以制得零膨胀甚至是负膨胀的微晶玻璃);机械强度高;硬度大,耐磨性能好;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组成的设计来获取特殊的光学、电学、磁学、热学和生物等功能,从而可作为各种技术材料、结构材料或其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晶相的种类、晶粒尺寸和数量、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量,而且在某些系统中导致主晶相的变化,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用。微晶玻璃的原始组成不同,其主晶相的种类不同,如硅灰石、β-石英、β-锂辉石、氟金云母、尖晶石等。因此通过调整基础玻璃成分和工艺制度,就可以制得各种符合性能要求的微晶玻璃。 1.1.2 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(用工矿业废渣等为原料);按外观分为透明微晶玻璃和不透明微晶玻璃;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。表1-1列出了常用微晶玻璃的基础组成、主晶相及其主要特性。 表1-1常用微晶玻璃的组成、主晶相及主要特性

电磁炉微晶玻璃面板市场分析要点

近年来,随着电磁炉市场的发展,微晶玻璃面板供求也较为紧俏,但是从2006年开始,由于多方面原因,电磁炉微晶玻璃面板的开始供大于求,从而也导致了2007年上半年电磁炉微晶玻璃面板价格暴跌。未来,电磁炉微晶玻璃面板市场又将如何呢? 市场需求及供应状况 从2000年开始,电磁炉市场以每年70%以上的市场增长率高速增长,从刚开始的100余万台猛增到了2005年的近4000万台。中怡康统计资料显示,2005年电磁炉市场零售量增长55.85%,市场零售额增长51.67%。当时,电磁炉市场被业界一致看好,预测在2006年市场容量将接近6000万台。 在电磁炉市场高速发展的同时,上游原材料特别是微晶玻璃面板也处于供不应求的状态。2004年和2005年,中国微晶玻璃面板行业有限的产能遇到电磁炉井喷式的市场增长,供应十分紧张,特别是到了每年9月份的市场旺季,购买微晶玻璃,甚至一板难求。当时,微晶玻璃面板市场出现了专业的“倒板户”,而且经济效益十分可观。 出于整个电磁炉行业的乐观估计,微晶玻璃行业开始了大规模的产能扩张。据不完全统计,2006年,中国微晶玻璃企业已经超过10家,窑炉数量37个,不算其他正在上马的企业,仅37个窑炉的年产能就超过1亿片。 “在2006年9月电磁炉的旺季前,大多数电磁炉企业对市场充满期待,制订了宏大的发展规划,同时为防止货源不足,还采购了大量的原材料,大量囤积微晶玻璃面板。”浙江湖州岱兴电器制品有限公司一位产品经理回忆一年前的场景时说。 但是,预期火爆的电磁炉市场却没有如期而至。2006年10月,重新审视市场后的电磁炉企业开始减少或者停止采购微晶玻璃面板,有的小电磁炉企业为了防止资金链断裂,开始低价抛售之前储备的原材料。于是,从2006年底到2007年上半年,在供应量加大、市场需求速度减缓、低价抛售、竞争激烈等多方面因素的影响下,电磁炉微晶玻璃面板的供求形势发生逆转。图1显示了2004年至今电磁炉用微晶玻璃面板的价格走势,与2006年10月相比,如今每片微晶玻璃面板每片的价格都有大幅度下降。 广东东莞市金业电子科技有限公司生活电器部项目经理邱明勇介绍说,随着微晶玻璃面板价格在2007年上半年降到最低点,一些小型或者新进入的面板行业的企业开始退出这个市场。 “经历了一次洗牌以后,微晶玻璃面板企业也开始理性对待市场。一些企业开始关停部分生产线,力求让整个行业供求得到平衡。”邱明勇称,2007年下半年微晶玻璃面板的单价开始止跌回升,上涨到20元左右。同时,曾经困扰微晶玻璃面板生产企业的原材料问题也得到了缓解,也减轻了微晶玻璃面板企业的经营压力。据了解,生产微晶玻璃的主要原材料之一碳酸锂曾经出现断货,令微晶玻璃面板企业颇为苦恼。作为电池材料、特种玻璃、陶瓷添加剂及各种锂化合物原料,碳酸锂需求量大,中国本地产能有限,需要从智利和澳大利亚等国进口。供不应求的形势使碳酸锂的价格节节攀升,2004年每吨为3万元,2006年1 月涨到每吨4万元,5月更是达到每吨6万元。不仅是价格上涨,而且供应严重不足,不少

1.3.1阅读文献资料—5.微晶玻璃的制备与应用重点

微晶玻璃的制备与应用 【摘要】玻璃陶瓷(glass-ceramics)又称微晶玻璃。是综合玻璃,玻璃陶瓷和我们常见的玻璃看起来大不相同。它具有玻璃和陶瓷的双重特性,普通玻璃内部的原子排列是没有规则的,这也是玻璃易碎的原因之一。而玻璃陶瓷像陶瓷一样,由晶体组成,也就是说,它的原子排列是有规律的。所以,玻璃陶瓷比陶瓷的亮度高,比玻璃韧性强。 【关键字】玻璃陶瓷;可切削玻璃陶瓷;分相;结晶化;晶核剂 微晶玻璃是将加有晶核剂的特定组合的玻璃,在有控条件(一定温度)下进行晶化热处理,成为具有微晶体和玻璃相均匀分布的复合材料。微晶玻璃由玻璃相与结晶相组成。两者的分布状况随其比例而变化:当玻璃相占的比例大时,玻璃相为连续的基体,晶相孤立地均匀地分布在其中;当玻璃相较少时,玻璃相分散在晶体网架之间,呈连续网状;当玻璃相数量很低,则玻璃相以薄膜状态分布在晶体之间。这种结构也决定了其机械强度高,绝缘性能优良,介电损耗少,介电常数稳定,热膨胀系数可在很大范围调节,耐化学腐蚀,耐磨,热稳定性好,使用温度高的良好性能。 微晶玻璃集中了玻璃、陶瓷及天然石材的三重优点,优于天石材和陶瓷,可用于建筑幕墙及室内高档装饰,还可做机械上的结构材料,电子、电工上的绝缘材料,大规模集成电路的底板材料、微波炉耐热列器皿、化工与防腐材料和矿山耐磨材料等等。是具有发展前途的21世纪的新型材料。 1制备方法 微晶玻璃的制备方法根据其所用原材料的种类、特性、对材料的性能要求而变化,主要的有熔融法、烧结法、溶胶—凝胶法、二次成型工艺、强韧化技术等。 1.1熔融法 熔融后急冷,退火后在经一定的热处理制度进行成核和晶化以获得晶粒细小、含量多、结构均匀的微晶玻璃制品。热处理制度的确定是微晶玻璃生产的关键技术。作为初步的近似估计,最佳成核温度介于Tg 和比它高50℃的温度之间。晶化温度上限应低于主晶相在一个适当的时间内重熔的温度。通常是25℃~50℃。 常用的晶核剂有TiO2,P2O5,ZrO2,CaO,CaF2,Cr2O3、硫化物、氟化物。晶核剂的选择与基础玻璃化学组成有关,也与期望析出的晶相种类有关。Stooky指出,良好的晶核剂应具备如下性能:(1)在玻璃熔融成形温度下,应具有良好的溶解性,在热处理时应具有较小的溶解性,并能降低成核的活化能。(2) 晶核剂质点扩散的活化能要尽量小,使之在玻璃中易与扩散。(3) 晶核剂组分和初晶相之间的界面张力愈小,它们之间的晶格参数之差愈小(σ<±15%),成核愈容易。复合晶核剂可以起到比单一晶核剂更好核化效果,它主要是起到双碱效应。 熔融法制备微晶玻璃可采用任何一种玻璃的成形方法,如:压制、浇注、吹制、拉制,便于生产形状复杂的制品和机械化生产,但也存在一些问题有待于解决:(1) 熔制温度过高,通常都在1400~1600℃,能耗大。(2) 热处理制度在现实生产中难于控制操纵。(3) 晶化温度高,时间长,现实生产中难于实现。 1.2烧结法 烧结法制备微晶玻璃材料的基本工艺为将一定组分的配合料,投入到玻璃熔窑当中,在高温下使配合料熔化、澄清、均化、冷却,然后,将合格的玻璃液导入冷水中,使其水淬成

实验八玻璃材料的制备与性能测试

玻璃材料的制备与性 能测试 学校:吉林化工学院 班级:材化1001 姓名:+++++ 学号:+++++++ 指导教师:陈+++

题目:建筑装饰用微晶玻璃的研制 文献综述 摘要:微晶玻璃是一种由基础玻璃严格控制晶化行为而制成的微晶体和玻璃相均匀分布的材料。由于其机械强度高、热膨胀性可调、抗热震性好、耐化学腐蚀、介电损耗低、电绝缘性好等优越的综合性能,已在许多领域得到广泛的应用。本文来主要介绍微晶玻璃的制备方法及其应用。 关键词:微晶玻璃;制备;应用 前言 微晶玻璃是将加有晶核剂的特定组合的玻璃,在有控条件(一定温度)下进行晶化热处理,成为具有微晶体和玻璃相均匀分布的复合材料。微晶玻璃由玻璃相与结晶相组成。两者的分布状况随其比例而变化:当玻璃相占的比例大时,玻璃相为连续的基体,晶相孤立地均匀地分布在其中;当玻璃相较少时,玻璃相分散在晶体网架之间,呈连续网状;当玻璃相数量很低,则玻璃相以薄膜状态分布在晶体之间。这种结构也决定了其机械强度高,绝缘性能优良,介电损耗少,介电常数稳定,热膨胀系数可在很大范围调节,耐化学腐蚀,耐磨,热稳定性好,使用温度高的良好性能。 微晶玻璃集中了玻璃、陶瓷及天然石材的三重优点,优于天石材和陶瓷,可用于建筑幕墙及室内高档装饰,还可做机械上的结构材料,电子、电工上的绝缘材料,大规模集成电路的底板材料、微波炉耐热列器皿、化工与防腐材料和矿山耐磨材料等等。是具有发展前途

的21世纪的新型材料。微晶玻璃是由特定组成的基础玻璃在一定温度下控制结晶而制得的晶粒细小并均匀分布于玻璃体中的多晶复合材料。与玻璃、陶瓷相比较,其结构和性质均不相同, 微晶玻璃的性质由其中的结晶相矿物组成与玻璃的化学组成及其数量决定的[ 1 ]。因此,它集中了玻璃、陶瓷两者的特点,故又称之为玻璃陶瓷或结晶化玻璃。 一、微晶玻璃在国内外应用和市场情况 建筑微晶玻璃自1959年试验成功后,在世界各国得到了飞速发展。在欧美,最先作为建筑装饰材料而进行工业化生产的是矿渣微晶玻璃和岩石微晶玻璃[ 2 ]。前苏联于20世纪60年代中期就报导了炉渣微晶玻璃作为建材已实用化; 捷克斯洛伐克于20世纪70年代初,通过熔融铸造玄武岩,制成了耐磨性地板材料;美国于20世纪70年代初生产出了建筑岩石微晶玻璃装饰板。在亚洲,日本是开发建筑用微晶玻璃最早的国家,主要采用熔融烧结法进行建筑用微晶玻璃人造大理石的生产,生产技术和产品质量都代表了微晶玻璃装饰板的世界先进水平。韩国紧跟日本之后生产出了高档微晶玻璃装饰板。我国对微晶玻璃装饰材料的研制开发始于20世纪70 年代中期, 发展较快, 现已初具规模。在研发初期,大多采用浇注法整体晶化的方法来生产微晶玻璃板, 但发现热处理过程中易出现变形和开裂, 产品质量很不稳定, 生产成本高[ 3 ]。20世纪90年代初,在借鉴国外发达国家( 主要是日本)的先进经验的基础上, 采用熔融烧结法研5 1宝钢技术2010年第制开发的微晶玻璃装饰板生产技术取得了突破性进展,成功地解决

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