关于微晶玻璃的制备工艺及应用探讨
建材发展导向
2018年第18期
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1 微晶玻璃的制备工艺
目前，微晶玻璃的制备工艺主要包括三种，分别是在熔融法的基础上对玻璃进行热处理，所得到的微晶玻璃方法叫做熔融法；通过溶胶-凝胶法，利用干凝胶对玻璃进行热处理，所得到的微晶玻璃方法叫做溶胶-凝胶法；通过对原料进行混压、干燥，得到的微晶玻璃方法叫做烧结法。
1.1 熔融法
制作微晶玻璃最早的方法是熔融法，该方法一直沿用至今，各种生产玻璃的方法如压延法、浮法等都可以生产微晶玻璃。熔融法要求基础玻璃具备析晶能力，一般情况下，将适当的形核剂加入到玻璃原料中，混合均匀后在1400~1600℃高温下熔制成型，这样当对玻璃进行退火，玻璃完成形核持续加温，最终使晶核转化为微晶体。通过熔融法制作微晶玻璃，一般都要经过形核和晶化这两个步骤。但有些析晶能力比较强的玻璃在加热阶段就能够完成核化，这种情况下，将其加热至晶化温度便能得到微晶玻璃。
对于给定成分的玻璃选择合适的晶核剂非常重要。贵金属、贵金属氧化物、硫化物、氟化物等都可以作为制备过程中的晶核剂。晶核剂要具备这几点性能之一：其一，在玻璃熔融过程中具有分散性高，能诱导主晶相的异相成核。其二，促进基础玻璃行程亚稳分相，降低晶核形成的壁垒。其三，具有两种价态的氧化物，如V 2O 5、Fe 2O 3、Cr 2O 3等，可以成为价电子的接受者，使得玻璃中的能量产生变化引发核化。
1.2 溶胶-凝胶法
相关学者对于溶胶-凝胶法的研究起步较晚，因此这种方式在制备微晶玻璃中并不常见。溶胶-凝胶法从金属的有机化合物溶液出发，在溶液中通过化合物的水解、聚合，把溶液制成溶于金属氧化物或氢氧化物为粒子的溶液，进一步反应使之凝胶化，对凝胶进行干燥处理进而得到干凝胶，再将其通过热处理，使之成为预想的固体材料。
1.3 烧结法
烧结法属于传统制作方法，最早是在1962年提出的，其制作工艺类似陶瓷的制作工艺。具体工艺流程是：配料→熔制→水淬→粉碎→过筛→成形→烧结→加工。2 不同工艺生产的微晶玻璃的优缺点分析
2.1 熔融法的优缺点分析
通过熔融法制备微晶玻璃具备以下优势：其一，对于玻璃成形的方式要求不高，使得这种方法能够生产形式多样的微晶玻璃，方便大规模生产；其二，对于玻璃成分调剂范围没有特殊要求；其三，通过熔融法得到的微晶玻璃品质上乘，没有气孔存在，还具备较高的密度性。虽然优势不少，但同样具备不足的一面：熔融法需要在1400℃以上才能制备微晶玻璃，需要消耗大量能源，因此很难控制热处理的时间。
2.2 溶胶-凝胶法的优缺点
目前溶胶-凝胶法主要应用在玻璃、陶瓷等领域，通过这种方法制备的微晶玻璃具备以下优点：其一，原材料能够在液态中进行分子混合，使得材料具备更好的均匀性；其二，溶胶-凝胶法能够在温度较低的环境下完成微晶玻璃制备工作，不需
要熔融法那样的高温；其三，通过溶胶-凝胶法得到的微晶玻
璃具备更高的纯度；其四，溶胶-凝胶法能够很好的对材料结构进行控制，能够得到多种复相材料。但溶胶-凝胶法也有一切缺点，那就是需要长时间的生产周期，而且需要花费较多的成本，在烧结时微晶玻璃容易发生变形。
2.3 烧结法的优缺点烧结法具备以下优点：其一，熔融时间相比熔融法短，熔融温度低；其二，经过水淬工艺后，颗粒小，表面积增加，易晶化，甚至有些都可以不用晶核剂；其三，烧结法容易控制生产过程，能够实现大规模自动化的机械生产；其四，通过烧结法得到的微晶玻璃质量能够得到保障，产品缺陷率较低，这种特性对生产大尺寸的微晶玻璃有利。但烧结法还是存在缺陷：其一，在冷却时，玻璃相与晶相容易发生应力，会使得产品存在一些缺陷；其二，使用烧结法，使产品内部空气难以排除，会发生烧结变形现象，影响产品的外观和成品率。3 不同方法工艺生产的微晶玻璃的应用
3.1 熔融法微晶玻璃的应用
熔融法制备的氟硅碱钙石为主晶相的压延微晶玻璃建材装饰板。此板具有较高的机械强度与韧性、天然玉石质感强等特点，可以任意加工成各种工艺品。熔融法制备的生物活性玻璃成功应用于各种临床应用已有十多年，但熔融法有一定的局限性。
3.2 溶胶-凝胶法微晶玻璃的应用
溶胶-凝胶法微晶玻璃目前在电子陶瓷、光学、热学、化学、功能材料及复核材料等方面得到广泛应用。例如，采用溶胶-凝胶法将金属单质Au、Ag 等在SiO 2玻璃中均匀析出形成具有复相结构的材料，具有良好的电性能；化合物半导体复相微晶玻璃在非线性光学、光致发光、场致发光等领域具有优良的性能；溶胶-凝胶法在铁磁复相微晶玻璃的研究在磁光控制、吸波材料、微波器件具有重要的应用前景。溶胶-凝胶法制备LAS 微晶玻璃超细粉，取得了熔融法和烧结法更好的效果。制品的均一性好、纯度高并且烧结温度比传统的固相反应低。溶胶-凝胶法烧成温度远远低于这类玻璃的熔化温度，有利于改善玻璃的生物活性，因此在生物微晶玻璃上有着一定的优势。
4 烧结法微晶玻璃的应用
用烧结法制备的微晶玻璃集中在Li 2O-Al 2O 3-SiO 2，MgO- Al 2O 3-SiO 2，CaO-Al 2O 3-SiO 2，PbO-B 2O 3-ZnO 等系统。如主晶相为硅灰石的微晶玻璃装饰材料；利用烧结法生产的CaO- Al 2O 3-SiO 2系统微晶玻璃广泛用作建筑装饰材料。5 结语
通过分析，了解了微晶玻璃制备的三种方式以及在不同领域中的应用，目前国家对微晶玻璃的重视日益提高，要加大对微晶玻璃的研究，使之能够更好的服务于社会。参考文献：
[1] 刘志杰.微晶玻璃的制备,分类及应用评述[J].河南科学,2014(08): 60-62.
关于微晶玻璃的制备工艺及应用探讨
王伟峰 唐 登 陈哲颀
（中国新型建材设计研究院有限公司，浙江 杭州 310000）
摘 要：微晶玻璃也称为玻璃陶瓷，是一种综合玻璃。微晶玻璃与我们日常生活中所见的玻璃并不相同，既具备玻璃的特性，还
具备陶瓷的特性。文章将对微晶玻璃的主要制备工艺进行分析，并对不同工艺生产的微晶玻璃的优缺点进行分析并对其应用进行探讨。
关键词：微晶玻璃；制备工艺；熔融法；溶胶凝胶法；烧结法；应用