微晶玻璃

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微晶玻璃名词解释

微晶玻璃名词解释

微晶玻璃名词解释
微晶玻璃是一种具有特殊性能的玻璃材料,通常由玻璃粉末经过特殊处理而制成。

微晶玻璃具有许多优良的性质,如良好的耐温性、耐腐蚀性以及高透明度等,因此在许多领域都得到了广泛的应用。

微晶玻璃的制备过程通常采用以下步骤:首先将玻璃粉末加热至高温,然后加入适当的助熔剂,使其能够均匀地分散在玻璃粉末中。

接着,将混合物在高温下持续加热,使其不断形成晶核,并且促使玻璃粉末中的长石、石英和二氧化硅等物质发生化学反应,形成微晶结构。

这样就可以在玻璃粉末中形成许多微小的晶核,使得微晶玻璃具有更加均匀的晶粒结构和更加良好的光学性能。

微晶玻璃的主要性能特点包括:
1.高透明度:微晶玻璃具有极高的透明度,可以透过99%的阳光,使得其在光学领域应用广泛。

2.良好的耐温性:微晶玻璃具有出色的耐温性,可以承受温度高达600°C的极端高温环境,因此非常适合用于高温环境下的光学设备。

3.耐腐蚀性:微晶玻璃对于许多化学品和化学物质的耐腐蚀性非常好,因此在化学工业和制药行业中得到了广泛应用。

4.良好的机械性能:微晶玻璃具有出色的机械性能,可以轻松地承受压力和冲击负荷,因此非常适合用于机械部件和设备中。

总结起来,微晶玻璃是一种具有特殊性能的玻璃材料,其良好的光学性能、耐温性、耐腐蚀性和机械性能使得其在许多领域得到了广泛的应用。

微晶玻璃的结构特征

微晶玻璃的结构特征

微晶玻璃的结构特征微晶玻璃是一种具有特殊结构特征的材料,其独特的结构决定了其在光学、电子等领域的广泛应用。

本文将从晶体结构、非晶结构以及微晶结构三个方面介绍微晶玻璃的结构特征。

一、晶体结构晶体结构是指物质中原子或分子的有序排列方式。

晶体结构规整有序,具有周期性重复性。

微晶玻璃的晶体结构主要包括长程有序和短程有序两个部分。

1. 长程有序长程有序是指微晶玻璃中存在一定规则的排列方式,这种排列方式可以延伸到相对较大的距离。

长程有序使得微晶玻璃具有晶体的某些特性,例如热膨胀系数小、热导率高等。

2. 短程有序短程有序是指微晶玻璃中存在的局部有序结构,这种结构的范围较小,一般只涉及几个原子或分子的排列。

短程有序是微晶玻璃的一个重要特征,也是其与晶体和非晶体之间的过渡态。

二、非晶结构非晶结构是指物质中原子或分子的无序排列方式。

与晶体结构不同,非晶结构没有周期性重复性,呈现出类似于无规则堆积的状态。

微晶玻璃的非晶结构主要体现在局部有序和无序混杂的特点上。

1. 局部有序微晶玻璃的非晶结构中会存在一些小的局部有序区域,这些区域由于原子或分子的排列方式相对规整,具有一定的结构特征。

2. 无序混杂除了局部有序区域外,微晶玻璃的非晶结构中还存在大量的无序混杂区域,这些区域中的原子或分子排列方式几乎是随机的,没有明显的规则性。

三、微晶结构微晶玻璃的微晶结构是指晶体结构和非晶结构的混合状态。

微晶玻璃中的微晶区域由于晶体结构的存在,使得其具有一些晶体的特性,例如硬度较高、热稳定性好等。

微晶玻璃的微晶结构特征主要体现在以下几个方面:1. 微晶区域的大小微晶区域的大小是指微晶玻璃中晶体结构所占据的空间范围。

微晶玻璃中的微晶区域通常较小,一般在纳米到微米的尺度范围内。

2. 微晶区域的分布微晶玻璃中的微晶区域通常呈现分散分布的特点,这种分布方式使得微晶玻璃具有均匀的结构特征。

3. 微晶区域的形状微晶区域的形状可以是球形、棒状等不规则形状,这种形状多样性使得微晶玻璃具有更多的应用可能性。

微晶玻璃

微晶玻璃
不吸水、抗冻和抗渗性优异: 天然花岗岩装修的外墙壁,经长年雨雪淋浸, 会留下阴暗的色斑,原因为花岗岩有一定的吸水性。大理石即使是在室内 使用,也易出现水渍或色斑。而微晶玻璃因吸水率为零,表面干燥光亮, 雨雪洗新表面而不易侵蚀,具有天雨自涤的特点。
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。

2024年微晶玻璃市场发展现状

2024年微晶玻璃市场发展现状

2024年微晶玻璃市场发展现状引言微晶玻璃是一种独特的玻璃材料,具有细致的晶体结构和较高的硬度,因此在众多应用领域中得到了广泛的应用。

本文将对2024年微晶玻璃市场发展现状进行探讨,分析其应用领域和市场前景。

微晶玻璃的性质和特点微晶玻璃是一种非晶态玻璃,其晶体尺寸通常在纳米到微米级别,具有以下特点:1.高硬度:微晶玻璃硬度较高,通常在6-7级(摩氏硬度),相比普通玻璃更加耐磨损。

2.优异的光透性:微晶玻璃具有较高的透光率,可以有效地传递光信号,在光学设备领域有广泛应用。

3.优良的化学稳定性:微晶玻璃具有较低的化学活性,可以抵御大多数化学物质的侵蚀,具有良好的耐腐蚀性。

4.良好的热稳定性:微晶玻璃具有良好的热稳定性,在高温环境下也能保持较好的稳定性。

微晶玻璃的应用领域1.光学器件:由于微晶玻璃具有优异的光学特性,可以用于制造光学透镜、光学窗口等光学器件。

2.电子产业:微晶玻璃可以制成高硬度的显示屏保护层、触摸屏面板等电子产品的关键零部件。

3.医疗领域:微晶玻璃具有良好的生物相容性和耐腐蚀性,可以用于制造人工关节、医疗器械等医疗器械。

4.化工领域:微晶玻璃的化学稳定性使其成为化工设备的理想材料,被广泛应用于化工反应容器、传热设备等。

5.其他领域:微晶玻璃还可以应用于建筑、汽车、航空航天等领域,用于制造建筑玻璃、汽车玻璃、航空航天器件等。

2024年微晶玻璃市场发展现状当前,微晶玻璃市场正在快速发展,主要有以下几个方面的现状:1.市场规模扩大:随着微晶玻璃应用领域的不断拓展,市场需求不断增加,市场规模正在逐年扩大。

2.技术创新:微晶玻璃制备技术和加工技术在不断创新,使得微晶玻璃的制造成本不断降低,产能不断提升。

3.行业竞争激烈:由于微晶玻璃市场前景广阔,吸引了众多企业的关注,行业竞争激烈,需要不断提高产品质量和技术水平来保持竞争力。

4.地区分布不均:微晶玻璃市场的地区分布不均,目前国内一些发达地区的微晶玻璃产业比较集中,但其他地区的发展也逐渐加快。

微晶玻璃的定义

微晶玻璃的定义

微晶玻璃的定义微晶玻璃是一种新型的玻璃产品,也被称为粉晶玻璃、微晶质玻璃或云母玻璃。

它是一种由各种硼酸、氧化物和氟化物组成的玻璃陶瓷材料,主要通过高温烧制和快速冷却而形成。

与传统的玻璃相比,微晶玻璃具有更高的硬度、耐热性和耐腐蚀性,可以广泛应用于建筑、家居装饰、电子、医疗、航天等领域。

微晶玻璃的制作微晶玻璃的制作过程包括原料配比、混合、烧结和加工四个步骤。

原料配比微晶玻璃的主要原料包括氧化硅、碱金属氧化物、硼酸、氟化物、氧化钇、氧化镁等。

这些原料需要严格按照一定比例混合,以保证后续加工过程的稳定性和产品质量。

混合将原料混合在一起,并使用球磨机等装置将它们粉碎,以便更好地进行后续的烧结加工。

烧结将混合好的原料在高温下进行烧结,以形成微晶玻璃颗粒。

加工经过烧结后的微晶玻璃颗粒需要进行加工,以便制成各种形状和大小的产品。

加工方式包括切割、打磨、抛光等。

微晶玻璃的特性微晶玻璃具有以下主要特性:高硬度微晶玻璃比普通玻璃更硬,更耐划伤和磨损。

它的硬度接近于天然石英,可以有效降低产品的维护成本,延长寿命。

耐腐蚀性微晶玻璃的表面光洁度高,不易吸附污垢和油脂。

它还对酸、碱、盐溶液等腐蚀性物质具有很好的抵抗能力。

耐热性微晶玻璃的熔点较高,耐高温性能好,可以承受较高温度的蒸汽和火焰,不易变形和炸裂。

透明性微晶玻璃透明度高,可以通过调整成分和加工工艺改善其光学性能,使其具有更好的透光性和透明度。

微晶玻璃的应用微晶玻璃具有广泛的应用前景,可以用于以下方面:建筑微晶玻璃可以用于制作高档玻璃幕墙、楼梯扶手、实验室设备和医疗设备等。

它的高硬度、耐热性和耐腐蚀性可以有效保护建筑物和设备,延长使用寿命。

家居装饰微晶玻璃可以用于制作高档灯饰、花瓶、工艺品等家居装饰品。

它的优美外观和透明度可以为家居带来更高的精致感和品位。

电子微晶玻璃可以用于制造电容器、电池隔膜和触摸屏等电子产品。

它的高硬度和透明度可以使电子产品更加耐用和美观。

医疗微晶玻璃可以用于制作手术器械、人工器官、医疗设备和药品包装等医疗用品。

微晶玻璃透明的原理

微晶玻璃透明的原理

微晶玻璃是一种特殊的玻璃材料,其透明性能取决于其化学成分和微观结构。

以下是微晶玻璃透明的原理:
1. 纯净的化学成分:微晶玻璃通常采用高纯度的玻璃原料,如二氧化硅(SiO2)、硼三氧化物(B2O3)等,以确保玻璃中没有显著的杂质和不均匀性。

2. 均匀的微观结构:微晶玻璃的制备过程中需要严格控制玻璃的结晶和微观结构,使得玻璃内部的晶粒尺寸均匀,没有明显的气泡和夹杂物。

3. 光的透射和折射:由于微晶玻璃内部没有明显的结构不均匀性和杂质,光线在玻璃中的传播受到较小的散射和吸收,因此可以实现较高的透明度。

4. 表面处理:微晶玻璃的表面经过精细加工和抛光处理,可以减少表面粗糙度对光线的散射,提高玻璃的透明性能。

总的来说,微晶玻璃透明的原理是通过优化材料的化学成分、微观结构和表面处理,最大限度地减少光线在玻璃中的吸收和散射,从而实现较高的透明度。

微晶玻璃分类

微晶玻璃分类

微晶玻璃分类微晶玻璃是一种具有特殊纹理和光泽的玻璃材料。

它具有高质量的透明度和耐磨性,被广泛应用于建筑、家居装饰、电子产品和汽车等领域。

本文将从微晶玻璃的制备工艺、特点和应用方面进行分类介绍。

一、微晶玻璃的制备工艺微晶玻璃是通过特殊的制备工艺制成的。

首先,将玻璃坯料加热至高温状态,然后迅速冷却。

这一过程使得玻璃内部的晶体结构发生变化,形成微晶体。

随后,对玻璃进行进一步的热处理和加工,使其表面呈现出独特的纹理和光泽。

二、微晶玻璃的特点1. 纹理独特:微晶玻璃具有独特的纹理和光泽,能够使其与普通玻璃材料相区别。

2. 高透明度:微晶玻璃具有较高的透明度,能够有效传递光线,增加室内采光亮度。

3. 耐磨性强:微晶玻璃的表面硬度较高,具有较强的耐磨性,不易被刮花。

4. 耐腐蚀性好:微晶玻璃能够抵抗多种化学物质的腐蚀,具有较好的耐候性。

5. 防紫外线:微晶玻璃能够有效阻挡紫外线的侵入,对室内物品起到保护作用。

三、微晶玻璃的应用1. 建筑领域:微晶玻璃常用于建筑的外墙、隔断、天花板等装饰材料。

其独特的纹理和光泽可以增加建筑的美观度和现代感。

2. 家居装饰:微晶玻璃可以用于制作家具、橱柜、灯具等家居装饰品。

其高透明度和耐磨性能使得家居空间更加明亮和耐用。

3. 电子产品:微晶玻璃常用于电子产品的显示屏、触摸屏等部件。

其高透明度和防紫外线特性可以提升电子产品的显示效果和使用寿命。

4. 汽车领域:微晶玻璃广泛应用于汽车的前挡风玻璃、车窗等部件。

其耐磨性和防紫外线特性可以保护驾乘人员的安全和健康。

微晶玻璃是一种具有独特纹理和光泽的玻璃材料,具有高透明度和耐磨性的特点。

它广泛应用于建筑、家居装饰、电子产品和汽车等领域,为这些领域的产品增添了美观度和实用性。

随着科技的不断发展,微晶玻璃的制备工艺和应用领域也在不断创新和拓展,为人们的生活带来了更多便利与美好。

微晶玻璃的概念及分类

微晶玻璃的概念及分类

微晶玻璃的概念及分类玻璃是一种无规则结构的非晶态固体。

从热力学观点出发,它是一种亚稳态,较之晶态结构具有较高的内能,在一定条件下可转变为结晶态;但从动力学观点来看,玻璃熔体在冷却过程中,粘度的快速增加抑制了晶核的形成和长大,使其来不及转变为晶态,最终将玻璃熔体的无定形结构保留下来,形成一种具有硬度、刚性和脆性的固体形态的过冷液体。

微晶玻璃(glass-ceramics)是由特定组成的母玻璃在可控条件下进行晶化热处理,在玻璃基质上生成一种或多种晶体,使原来单一、均匀的玻璃相物质转变成了由微晶相和玻璃相交织在一起的多相复合材料。

美国常将微晶玻璃称为微晶陶瓷,日本称为结晶化玻璃,我国多称微晶玻璃。

微晶玻璃和普通玻璃的区别在于:在结构方面,前者具有多相结构,包含晶体相和玻璃相,后者仅为均质的玻璃体;在透光性方面,前者既可制备成透明体,也可制成具有各种纹理和色泽的不透明体,而后者一般是透明体;在力学性能方面,前者具有韧性,抗折强度大、抗冲击能力强,而后者具有脆性,易碎。

按母玻璃的基础成分,一般可将微晶玻璃分为硅酸盐系统、铝硅酸盐系统、硼硅酸盐系统、硼酸盐系统和磷酸盐系统等五大类。

应用较广的是铝硅酸盐系统,低膨胀和高抗弯强度Li2O-Al2O3-SiO2系统透明微晶玻璃是其中重要的一种,人们对该系统微晶玻璃的研究也最为透彻。

此外,同属铝硅酸盐系统的CaO-Al2O3-SiO2系统硅灰石质烧结法建筑装饰用微晶玻璃、MgO-Al2O3-SiO2和CaO-Al2O3-SiO2系统的矿渣微晶玻璃也被深入研究和广泛应用。

按微晶玻璃的特征性能,又可分为耐热微晶玻璃、耐磨微晶玻璃、耐腐蚀微晶玻璃、压电微晶玻璃、生物微晶玻璃等。

从整体上看,微晶玻璃具有结构致密、机械强度高、耐磨、耐腐蚀、抗热震、抗冻、抗风化等许多优良性质,已被广泛用于建筑、化工、电子、电工、生物医学、机械工程、航天、军事等领域。

其中,将微晶玻璃应用于建筑装饰领域,是微晶玻璃研发和应用的一个重要方向。

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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(Li2Si2O5)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(CaSiO3)和透辉石[Ca Mg(SiO3)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Li2O—Al2O3—SiO2系统、MgO—Al2O3—SiO2系统、Na2O—Al2O3—SiO2系统和ZnO—Al2O3—SiO2系统[15]。

上述四种系统是比较常见的铝硅酸盐玻璃陶瓷系统,应用比较广泛。

从这些系统中可以得到膨胀系数低,超细晶粒,较高的机械强度,良好的抗热震性,良好的热稳定性的玻璃陶瓷,应用于各种领域的材料中。

1.3 氟硅酸盐玻璃陶瓷氟硅酸盐玻璃陶瓷包括两种主晶相类型的玻璃陶瓷。

第一种是片状氟金云母型,第二种是链状氟桂酸盐型[16]。

链状氟硅酸盐玻璃陶瓷可以析出两种晶相,氟钾纳钙镁闪石(KNaCaMg5Si8O22F2)和氟硅碱概石[Na4K2Ca5Si12O30(0H, F)]。

1.4 磷酸盐玻璃陶瓷磷酸盐玻璃陶瓷可以从含有氟离子的钙铝磷酸盐玻璃,或者碱镁钙铝硅酸盐玻璃中制取出来[17],磷酸盐玻璃陶瓷最大的特点是可应用于生物领域,因为其具有生物活性,可以被人植入生物体中。

2、微晶玻璃的制备微晶玻璃是通过受控晶化的材料,在热处理过程中,玻璃经过晶核形成、晶核生长,最后转变为结构不同于原始玻璃的微晶玻璃。

因此,热处理及其工艺是微晶玻璃制备的技术关键。

热处理过程一般分为两个阶段进行[5] :即核化阶段和晶化阶段。

核化阶段就是将退火后的玻璃加热至晶核形成温度,并保温一定时间。

晶化阶段就是玻璃中出现大量稳定的晶核后再升温到晶体生长温度,使玻璃转变为具有亚微米甚至纳米晶粒尺寸的微晶玻璃,基于此的热处理制度归为阶梯温度制度(图2—a所示)。

而等温温度制度(图2—b所示)是在成核速率和结晶速率都较大的温度段对玻璃进行热处理,晶核一旦形成,立即就会在核的周围开始生长晶体的这一次升温晶化制度。

图2:微晶玻璃两种不同热处理制度微晶玻璃制备方法主要有整体析晶法、烧结法和溶胶一凝胶法。

这三种方法都可以用于制备发光微晶玻璃。

2.1 整体析晶法整体析晶法是目前制备微晶玻璃的主要方法。

其工艺过程为:在原料中加入一定量的晶核剂并混合均匀,经熔制、均化过程后将玻璃熔体成型,退火后在一定的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。

工艺流程图如下图3:图3:整体析晶法的工艺流程图2.2 烧结法烧结法制备微晶玻璃的一个显著特点是玻璃经过淬冷后颗粒细小、表面积增加,通过表面或界面晶化而形成微晶玻璃,更易于晶化,不必使用晶核剂,但是烧结法制备的微晶玻璃中或多或少都存在气孔,因此制备出的材料致密性比整体析晶法差。

工艺流程图如下图4:图4:烧结法的工艺流程图2.3 溶胶一凝胶法溶胶一凝胶法制备微晶玻璃原理是将金属有机或无机化合物作为前驱体,经水解形成凝胶,再在较低温度下烧结,得到微晶玻璃。

用此种方法制备微晶玻璃,烧结温度低、均匀性好。

但生产周期长、成本高、环境污染大。

3、微晶玻璃的显微结构在微晶玻璃材料中可以观察到许多类型的显微结构,其结构与特点如下表1[20]:表1:微晶玻璃的显微结构及其特点四、发光微晶玻璃的制备发光玻璃按照其制备工艺的不同可以分为整体发光玻璃和局部发光玻璃两大类。

1、整体发光玻璃整体发光玻璃是将稀土离子激活剂直接与配合料均匀混合,经高温熔融之后,成型、退火,经过一定的热处理,稀土离子引发形成具有缺陷能级的晶体结构,在激发阶段,缺陷能级捕获空穴或电子,激发停止之后,电子或空穴将能量缓慢传递给发光中心,导致发光,得到的整体均匀发光玻璃。

整体发光玻璃发光性能良好,但是其制备工艺较为复杂。

工艺流程图如下图5[19]:图5:整体发光玻璃制备工艺流程图2、局部发光玻璃局部发光玻璃是釆用机械方法将玻璃材料与发光材料研磨混合均匀,高温熔融而制得的一种发光玻璃。

在局部发光玻璃内部发光材料不均匀的分布在基质玻璃材料中,局部发光玻璃的发光源于分散在其内部的发光材料的发光,由此导致局部发光玻璃的发光性能较差,很难形成发光均匀的玻璃,但是相对于整体发光玻璃,其制备工艺简单,易于控制,更容易实现产业化。

工艺流程如下图6所示:图6:局部发光玻璃制备工艺流程图发光微晶玻璃是指将特定组分的玻璃配合料和稀土激活剂混合均匀经高温熔制、澄清、均化、缓慢冷却得到透明的玻璃,然后按一定要求的热处理制度对玻璃进行晶化热处理,使之得到大量微小晶体,与微晶玻璃的制备过程相同。

四、稀土离子掺杂发光玻璃研究现状元素周期表中的稀土元素如下图7[18]中几种,目前主要报道的发光材料激活离子主要有Tb3+ 、Eu2+、Eu3+ 、Sm3+ 、Pr3+ 等,基质玻璃可以采用不同的系统,包括硅酸盐、磷酸盐、氟化物玻璃等[6] 。

在这些整体发光玻璃的报道中,有部分属于长余辉发光玻璃。

尤其是Eu2+作为激活剂的玻璃是近几年长余辉发光玻璃的研究热点。

而对于飞秒激光照射含稀土离子的玻璃,Miura等[7]人认为由于飞秒激光具有高的能量密度及光子密度,使原本不吸收光子的玻璃可以通过多光子吸收过程而吸收光子,形成色心、产生缺陷,从而产生长余辉发光。

图7:元素周期表中的稀土元素由于稀土离子包裹在基质晶体中,故基质晶体对发光性能的影响较大,为了在玻璃中形成晶体以得到良好的发光性能,发光微晶玻璃的研究近年来开始受到了关注。

Chengyu Li[8]发现Eu2+,Nd3+掺杂的钙铝硼玻璃本无长余辉现象,但经微晶化处理后发现了蓝色长余辉,其微晶相为α—CaAl2B2O7。

黄浪欢等[9]人则制得了以SrAl2O4为主晶相的硼铝酸锶长余辉发光玻璃。

A.Buch[10]发现Cr掺杂的Li2O一Al2O3—SiO2,MgO一Al2O3一SiO2,ZnO2一Al2O3一SiO2微晶玻璃比未经微晶处理的玻璃发光效率高50%~100% 。

M. Itoh[11]则研究了掺杂Eu2+的SiO2一A12O3一CaO一CaF2系微晶玻璃,发现晶化后的微晶玻璃主晶相为CaF2光强与光效大幅提高。

目前研究现状总结与分析:发光玻璃的研究近年来开展较多,激活离子主要集中在Eu2+、Th3+等离子上。

发光的强弱与激活离子所处的机制环境有很大关系,一般地,晶体发光材料的发光强度与光效高于相应的玻璃,但是发光晶体材料不具有发光玻璃的稳定、耐久、可切割等优点。

因此兼具两者优点的发光微晶玻璃将会是发光材料的一个新的研究动向。

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