微晶玻璃发展简史和基础知识
微晶玻璃发展概述
1 绪论1.1 微晶玻璃发展概述微晶玻璃是一种无孔隙致密均质的微晶体与残余玻璃相所组成的复合固态材料，它是由含成核剂的基础玻璃经严格的热处理制度受控晶化制得的.微晶玻璃的晶体含量通常被认为在50％－98％之间,晶体尺寸在10nm到几十个μm[１-４]。
由于微晶的存在使这类材料的性质与原玻璃发生了本质变化。
微晶玻璃的结构和生产方法与玻璃和陶瓷都有差别，又集中了这两者的特点，而其结构又使微晶玻璃兼有玻璃和陶瓷两者所具备的优良性能[５,６].它开辟了一个可以满足各种技术要求的全新领域, 一经问世，就受到广泛瞩目，并得到迅速发展。
实用微晶玻璃发展是比较近代的事,虽然很久就知道多数玻璃在适当的温度下加热足够的时间就可能结晶或失透。
但在早期的玻璃制造业中，人们把玻璃相的析晶现象只作为一种生产中出现的缺陷努力加以克服[７,８]，直到十八世纪30年代，法国化学家鲁米汝尔进行了从玻璃制备多晶材料的早期尝试[５]。
他指出,如果把玻璃瓶安放在沙子和石膏的混合物中经受数天炽热处理,它就将变成不透明的类瓷的物体。
虽然鲁米汝尔能够把玻璃转化成多晶陶瓷,但他没有完成对晶化过程的控制,而这对于制造真正的微晶玻璃是必要的.按照他的工艺过程所制备的材料具有低的机械强度,并且在热处理过程中会产生变形。
在鲁米汝尔的研究之后大约二百年后的二十世纪五十年代,美国Corning Glass Works开始进行研究其研究人员斯徒基申请了第一个微晶玻璃的专利[５], 他把感光后不透明的玻璃加热到比平常在热处理过程中所用的温度更高的温度,获得了重要的发现。
他发现玻璃没有熔化,而是转变为不透明的多晶陶瓷材料。
这种材料具有比原始玻璃高得多的机械强度以及其它的性能,如电绝缘性能,也能显著改善。
在这种从玻璃到陶瓷形态的转变中,制品没有变形,只有微小的尺寸改变，这代表第一批具有真正工程意义的微晶玻璃的问世。
微晶玻璃的出现不仅给我们提供了一种性能优越、应用广泛的新材料，而且给我们提供了玻璃晶化行为的基础研究的的新领域和研究力学性质和电学性质的新材料。
微晶玻璃
色调均匀： 采用天然石材装修墙面、地面，难免色差不一，而微晶玻璃生 产可以精确控制，易于获得类似彩色玻璃那样的颜色均匀性，使建筑物达 到更完美的装修效果。
线膨胀 系数可 调
• 热稳定性好（加热900℃骤然投入5℃ 耐磨
冷水而性能与高频瓷接近；
• 化学稳定性与硼硅酸玻璃相同，不怕酸 碱侵蚀。
优异 的抗 热震
• 可进行车、刨、磨 、钻、锯切和攻丝 等加工。其加工性能类似于铸铁，可加 工成各种形状复杂，精度要求高的产品
微晶 玻璃
良好的 可加工 性能
➢ 耐高温玻璃陶瓷
耐高温玻璃陶瓷是随着烧结法、溶胶一凝胶法等新工艺在玻璃陶瓷 制备中的应用而发展起来的。当玻璃陶瓷中析出如莫来石、尖晶石、 铯榴石等耐高温的晶体且含量较高时，材料可以耐很高的温度。如铯 榴石玻璃陶瓷中，不仅析出了这种耐高温微晶，还析出了一些莫来石 晶体，而且其残余玻璃相为晶体所包裹，所以这种材料在1420℃时的 压强为1012Pa。
➢ 溶胶－凝胶法：
首先将某些金属有机盐作为原料，使其均匀地溶解在乙醇中，并以醋酸作 为催化剂，在规定的温度下恒温加热，随时间变化，一部分溶剂挥发后，有 机金属盐不断水解并缩聚，溶液的浓度和黏度不断增大，并形成一种不可流 动的凝胶状态，然后在逐步进行热处理，最终获得微晶玻璃。
• 优点:其制备低温远低于传统方法；同时可以避免某些组分挥发、侵蚀容器、
枝状结构是由于晶体沿某些晶面或晶格方向生长而形成，它实质上是 种骨架结构，有种光敏玻璃陶瓷中的二硅酸锂晶体就属于这种结构。二硅 酸锂晶体比玻璃基体易溶于氢氟酸中，利用这种特性可进行酸刻蚀并制造 成图案尺寸精度高的电子器件。
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。
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 - CeramicsShuai 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 development1 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）。
微晶玻璃的发展范文
微晶玻璃的发展范文
一、微晶玻璃的介绍
微晶玻璃是一种玻璃制品，其由一种由铝酸盐制成的无机玻璃粉末经
过特殊工艺制成，具有优异的力学性能，在紫外光线作用下易于抛光，有
良好的耐腐蚀性，可对腐蚀性介质或溶液抵抗很好，具有优良的物理机械
性能和化学稳定性，以及无毒无味性。
它广泛应用于许多领域，如轻质材料、激光光学器件等。
二、微晶玻璃的发展历程
微晶玻璃的发展历史可以追溯到20世纪50年代，当时美国航空航天
局（NASA）成功制作出第一种微晶玻璃，它的发展催生了一种新的材料。
此后，微晶玻璃被广泛应用于航空航天、汽车、建筑、医疗、消费品、船
舶等领域，成为各行各业的一种重要材料，并且不断被改进优化。
1、50年代：NASA研制第一种微晶玻璃，并广泛应用于航空航天领域；
2、70年代：由于其优异的性能，微晶玻璃开始被广泛应用于汽车、
建筑、医疗、消费品、船舶等领域；
3、80年代：微晶玻璃的研究和应用进入快速发展阶段，优良的性能
和性价比使其被广泛使用；
4、90年代：镀膜技术在微晶玻璃上的应用技术逐步成熟，优化了微
晶玻璃的性能；。
建筑微晶玻璃的发展与应用
建筑微晶玻璃的发展与应用发布时间：2022-10-18T03:55:57.997Z 来源：《建筑设计管理》2022年11期作者：张佳辉钱韧[导读] 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张佳辉钱韧中建材玻璃新材料研究院集团有限公司安徽蚌埠 233018摘要：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，它们的组织、性能都不同。
微晶玻璃的特性取决于其晶体成分和玻璃的成分和含量。
所以，它既具有玻璃的特性，也有陶瓷的特性。
微晶玻璃最早起源于感光玻璃，后来经过美国康宁玻璃公司的大力发展，成为一种新型的微晶玻璃。
目前，全球已研制出多种微晶玻璃，包括耐高温微晶玻璃、耐磨耐腐蚀微晶玻璃、结构微晶玻璃、压电微晶玻璃、生物微晶玻璃、建筑微晶玻璃等。
在机械，电子，电气，航天、建筑、医药等领域有着广泛的应用前景。
Microcrystalline glass is a polycrystalline composite material with fine grains and evenly distributed in the vitreous body by controlling crystallization of a specific composition of basic glass at a certain temperature. Compared with glass and ceramics, their structure and properties are different. The characteristics of glass-ceramics depend on the composition of the crystal and the composition and content of the glass. So, it has the characteristics of both glass and ceramic. The microcrystalline glass originated from photosensitive glass and later became a new type of microcrystalline glass after the vigorous development of Corning Glass Company. At present, the world has developed a variety of glass-ceramics, including high-temperature glass-ceramics, wear-resistant glass-ceramics, structural glass-ceramics, piezoelectric glass-ceramics, biological glass-ceramics, architectural glass-ceramics, etc. In machinery, electronics, electrical, aerospace, construction, medicine and other fields have a wide range of application prospects.关键词：建筑工程；微晶玻璃；性能特性Key words: construction engineering; Crystalline glass; Performance characteristics微晶陶瓷复合板是一种优良的建材。
微晶玻璃发展简史和基础知识概要
五、工程微晶玻璃
耐磨板
可用矿山尾矿、炉渣、粉煤灰等为主要原料制成耐磨型微晶 玻璃。
Materials Science and Engineering
耐磨板 投资指南
固定资产投资：3800万元 耐磨板每天成品总产量：1500平方米（12mm
厚） 耐磨板成本：60元/m2 耐磨板出厂价：160元/m2 耐磨板市场价：220元/m2 每天毛利：15万元 每年毛利：15万元/天×300天=4500万元
厚） 装饰板成本：80元/m2 红、绿、黑装饰板出厂价：200元/m2 红、绿、黑装饰板市场价：300元/m2 每天毛利：24万元 每年毛利：24万元/天×300天=7200万元
Materials Science and Engineering
五、工程微晶玻璃
微晶玻璃管道
Materials Science and Engineering
五、工程微晶玻璃
微晶玻璃阀门
Materials Science and Engineering
五、工程微晶玻璃
微晶玻璃垫圈
Materials Science and Engineering
六、泡沫微晶玻璃
以炉渣、粉煤灰、尾矿、石粉为主 要原料，制成均匀气孔的轻质陶瓷。
容重轻、强度高、隔音、耐火以及 保温性能优越等特点，可作为墙体 的砌块或内外墙体的保温层，其外 表面还可粘贴瓷砖，具有节能、降 耗的作用。
四、华清玉的衍生
华清玉
瓮安玉
桦田玉
红山玉
Materials Science and Engineering
红山玉装饰板
Materials Science and Engineering
红山玉地面板
微晶玻璃
第三节 制备工艺
生产方法
• 压延法： 是将生料融成玻璃液，然后将玻璃液压 延，经热处理再切割成板材。 • 烧结法 是先将生料熔融成玻璃液，淬冷成碎料， 然后将碎料倒人模具铺平，放人窑炉中热处 理得到微晶玻璃板材。 • 两者各具优缺点，前者能连续流水生产、热 耗低，但品种单一；后者能做到品种多样， 但工艺复杂，对模具要求高，成品气泡多是 其主要的弱点。
实例——矿渣微晶玻璃：
• 矿渣微晶玻璃的主要原料是： 高炉矿渣(62％一78％ 高炉矿渣(62％一78％) 硅石(22％一38％ 硅石(22％一38％)和其他非铁冶金渣等。 • 一般需要由下列化合物组成： 二氧化硅40％一70％， 二氧化硅40％一70％， 三氧化二铝5％一15％， 三氧化二铝5％一15％， 氧化钙15％一35％， 氧化钙15％一35％， 氧化镁2％一12％， 氧化镁2％一12％， 氧化钠2％一12％， 氧化钠2％一12％， 晶核剂5％一10％。 晶核剂5％一10％。
烧结法原理：
• 目前建筑用微晶玻璃均采用烧结法； • 基本原理是：玻璃是一种处于一种亚稳状态的非晶态固 体， 从热力学观点看，在一定条件下，可以转化为结晶 态。 从动力学观点来看，玻璃熔体在冷却过程中，粘度 急剧增加，抑制晶核的形成和晶体长大，阻止了结晶体 的成长壮大。 建筑用微晶玻璃充分应用了热力学上的可能和动力 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。
这块玻璃究竟发生了什么变化？
在显微镜下观察到： 这块玻璃中析出了大量的 微小晶体，这就是后来大名 鼎鼎的微晶玻璃。
性能由此改变：
• 当玻璃中充满微小晶体后（每立方厘 米约十亿晶粒），玻璃固有的性质发 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。 • 它近似于硬化后不脆不碎的凝胶，是 一种新的透明或不透明的无机材料， 即所谓的结晶玻璃、玻璃陶瓷或高温 陶瓷。
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红山玉 镂空屏风
Materials Science and Engineering
红山玉 桌面
Materials Science and Engineering
华清玉 宝瓶（酒瓶）
Materials Science and Engineering
华清玉雕大酒瓶（3公斤装） 投资指南
固定资产投资：3800万元 酒瓶成品总产量：6吨/天 酒瓶每只平均重量：2kg 酒瓶每只平均成本：100元 酒瓶每只平均出厂价：200元 酒瓶每只平均市场价：500元 每天毛利：30万元 每年毛利：30万元/天×300天=9000万元
七、琉璃玉装饰板
Materials Science and Engineering
琉璃玉装饰板 投资指南
300吨浮法线固定资产投资：2.7亿 （1）18mm厚产品成本：90元/m2 18mm厚产品出产价：200元/m2 18mm厚产品市场价：300元/m2 每天毛利：66万元 每年毛利：66万元/天×300天= 1.98亿 （2）5mm厚产品成本：25元/m2 5mm厚产品出厂价：60元/m2 5mm厚产品市场价：100元/m2 每天毛利：75.6万元 每年毛利：75.6万元/天×300天= 2.268亿元
Materials Science and Engineering
微晶玻璃进展
Materials Science and Engineering
微晶玻璃进展
材料科学与工程系
2013年1月
Materials Science and Engineering
微晶玻璃介绍
Materials Science and Engineering
一、花岗岩型微晶玻璃板
Materials Science and Engineering
二、大理石型微晶玻璃板
五、工程微晶玻璃
耐磨板
可用矿山尾矿、炉渣、粉煤灰等为主要原料制成耐磨型微晶 玻璃。
Materials Science and Engineering
耐磨板 投资指南
固定资产投资：3800万元 耐磨板每天成品总产量：1500平方米（12mm厚） 耐磨板成本：60元/m2 耐磨板出厂价：160元/m2 耐磨板市场价：220元/m2 每天毛利：15万元 每年毛利：15万元/天×300天=4500万元
Materials Science and Engineering
华清玉小酒瓶（1公斤装） 投资指南
固定资产投资：3800万元 酒瓶成品总产量：20吨/天 酒瓶每只平均重量：0.5kg 酒瓶每只平均成本：10元 酒瓶每只平均出厂价：20元 酒瓶每只平均市场价：40元 每天毛利：40万元 每年毛利：40万元/天×300天=12000万元
四、华清玉的衍生
华清玉
瓮安玉
桦田玉
红山玉
Materials Science and Engineering
红山玉装饰板
Materials Science and Engineering
红山玉地面板
Materials Science and Engineering
红山玉墙面板
Materials Science and Engineering
Materials Science and Engineering
华清玉 餐具茶具
Materials Science and Engineering
华清玉 餐具茶具
Materials Science and Engineering
华清玉雕餐具 投资指南
固定资产投资：2800万元 餐具成品总产量：4吨/天 每只平均重量：0.5kg 每只平均成本：20元 每只餐具礼品平均出厂价：50元 每只餐具礼品平均市场价：200元 每天毛利：24万元 每年毛利：24万元/天×300天=7200万元
Materials Science and Engineering
华清玉 工艺品
Materials Science and Engineering
华清玉 殡葬文化
Materials Science and Engineering
华清玉 文化用品
Materials Science and Engineering
图案丰富多彩，仿天然大理石 。
性能均优于陶瓷砖、天然大理石等石材。
该系列产品及技术工艺已获得国家专利。
性能指标：略
Materials Science and Engineering
二、大理石型微晶玻璃板
Materials Science and Engineering
三、玉石型微晶玻璃板——华清玉
固定资产投资：5800万元 每天成品总产量：4000平方米（50mm厚） 泡沫微晶玻璃成本：60元/m2 泡沫微晶玻璃出厂价：120元/m2 泡沫微晶玻璃市场价：200元/m2 每天毛利：24万元 每年毛利：24万元/天×300天=7200万元
Materials Science and Engineering
Materials Science and Engineering
五、工程微晶玻璃
微晶玻璃管道
Materials Science and Engineering
五、工程微晶玻璃
微晶玻璃阀门
Materials Science and Engineeringterials Science and Engineering
Materials Science and Engineering
华清玉钢化餐具 投资指南
固定资产投资：3800万元 餐具成品总产量：20吨/天 每只平均重量：0.5kg 每只平均成本：6元 每只餐具平均出厂价：12元 每只餐具平均市场价：20元 每天毛利：24万元 每年毛利：24万元/天×300天=7200万元
Materials Science and Engineering
六、泡沫微晶玻璃
泡沫保温墙体
Materials Science and Engineering
六、泡沫微晶玻璃
泡沫保温内外墙（福建晋江豪山陶瓷）
Materials Science and Engineering
泡沫微晶玻璃 投资指南
六、泡沫微晶玻璃
以炉渣、粉煤灰、尾矿、石粉为主 要原料，制成均匀气孔的轻质陶瓷。 容重轻、强度高、隔音、耐火以及 保温性能优越等特点，可作为墙体 的砌块或内外墙体的保温层，其外 表面还可粘贴瓷砖，具有节能、降 耗的作用。 具有较好的可加工性，施工方便简 单，还能加工成不同的尺寸及形状。 该产品是国家积极发展的新型墻体 材料，市场前景良好。
Materials Science and Engineering
耐磨板 投资指南
主要原料：钢铁炉渣或粉煤灰或煤矸石或各 种工业尾矿 应用领域：矿山、水泥、电厂等
Materials Science and Engineering
高炉渣装饰板 投资指南
固定资产投资：5800万元 装饰板每天成品总产量：2000平方米（18mm厚） 装饰板成本：80元/m2 红、绿、黑装饰板出厂价：200元/m2 红、绿、黑装饰板市场价：300元/m2 每天毛利：24万元 每年毛利：24万元/天×300天=7200万元
Materials Science and Engineering
微晶玻璃特点
不含有对人体有害的有机物。 原材料来源广泛，成本低廉。 可加工切削，用于内外墙及地 面等装潢，也可制作家具，台 面、灶面等。
具有广阔的市场前景和巨大的
市场效益和社会效益。
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红山玉窗台板
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红山玉窗台板
阳光下的窗台面
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红山玉 橱柜台面板
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红山玉 洗面台板
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