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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微晶玻璃(CRYSTOE and NEOPARIES)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。

现在,我们做一个微晶玻璃与天然石材的对比实验。

我们把墨水分别倒在大理石和微晶玻璃上,稍等片刻,微晶玻璃上的墨汁可以轻易的擦掉,而大理石上的墨迹却留了下来。

这是为什么呢?大理石、花岗岩等天然石材表面粗糙,可以藏污纳垢,微晶玻璃就没有这种问题。

大家都知道,大理石的主要成分是碳酸钙,用它做成建筑物,很容易与空气中的水和二氧化碳发生化学反应,这就是大理石建筑物日久变色的原因,而微晶玻璃几乎不与空气发生反应,所以可以历久长新。

专家介微晶玻璃陶瓷复合板材[1]绍说,这项发明的突破点主要有两个,分别是原料的配比和工艺的设计。

其中,工艺的设计是技术的关键。

置备微晶玻璃首先要把原材料按照比例配好,放到窑炉里烧熔,等全部融化之后,把熔液倒在冰冷的铁板上,这叫做淬火,淬火之后,原料已经变成了一块晶莹的玻璃,这一步是烧结的过程。

现在,我们把玻璃捣碎,装入模具,抹平,再次放入窑炉,这次煅烧使它的原子排列规则化,是从普通玻璃到微晶玻璃的过程。

一般的废渣土中都含有制作微晶玻璃的大多数成分,我们通过电脑检测,确定现有原料的化学组成,添加所缺部分,大大降低了成本。

微晶玻璃利用废渣、废土做原材料,有利于环境治理,可以变废为宝,与各地环保工作同步进行。

低膨胀系数的微晶玻璃可用于激光导航陀螺、光学望远镜等重要科技领域,我国目前生产激光导航陀螺所用微晶玻璃基本依赖进口,日前,厦门航空工业有限公司称已研制出可适用激光导航陀螺的微晶玻璃,质量可与德国等进口玻璃相媲美。

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。

目前建筑用微晶玻璃均采用烧结法,而且不加入晶核剂。

它的基本原理是,玻璃是一种非晶态固体,从热力学观点看,它处于一种亚稳状态,较之晶体有较高的内能,所以在一定条件下,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。

建筑用微晶玻璃利用了不加晶核剂的非均相结晶化机理,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。

编辑本段微晶玻璃结构微晶体由玻璃相与结晶相组成。

两者的分布状况随其比例而变化。

1.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2.如玻璃相较少时,玻璃相分散在晶体网架之间,呈连续网状。

3.若玻璃相数量很低,则玻璃相以薄膜状态分布在晶体之间。

微晶玻璃制备方法包括整体析晶法(熔融法)、烧结法、溶胶—凝胶法等,目前国内已工业化应用的方法为前两者。

(1)整体析晶法1)利用加入晶核剂或紫外辐照等方法使玻璃内形成晶核2)再经热处理使晶核长大,其他生产工艺与普通玻璃相同。

工艺过程:熔制和成型,结晶化前加工,结晶化热处理,微晶玻璃的加工目前广泛应用到电磁炉的炉灶上,凹型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及家庭用电磁炉上用为主。

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,家庭电磁炉用户的增加。

凹型微晶玻璃的销量也相应增加。

(2)烧结法1)先将玻璃原料熔融在淬火成玻璃粒料2)将玻璃粒料装入模具,然后先经一定热处理核化,再升温晶化获得产品。

工艺过程:原料熔融,淬火成玻璃粒料,筛分、烘干,装入模具,核化,晶化,抛光等加工。

该法目前主要用于生产CAS系微晶玻璃板,由于CAS系微晶玻璃板具有机械强度高、光泽好、耐腐蚀性强、无辐射、装饰效果好以及其与天然大理石类似的花纹等优点,可用于替代天然大理石材。

微晶玻璃图片微晶玻璃的组成把加有晶核剂或不加晶核剂的特定组成的玻璃,在有控条件下进行晶化热处理,使原单一的玻璃相形成了有微晶相和玻璃相均匀分布的复合材料。

微晶玻璃和普通玻璃区别是:前者部分是晶体,后者全是非晶体。

微晶玻璃表面可呈现天然石条纹和颜色的不透明体,而玻璃则是各种颜色、不同程序的透明体。

微晶玻璃的综合性能主要决定三大因素:原始组成的成份、微晶体的尺寸和数量、残余玻璃相的性质和数量。

后两种因素是由微晶玻璃晶化热处理技术决定。

微晶玻璃的原始组成不同,其晶相的种类也不同,例如有β硅灰石、β石英、氟金云母、二硅酸锂等,各种晶相赋予微晶玻璃的不同性能,在上述晶相中,β硅灰石晶相具有建筑微晶玻璃所需性能,为此常选用CaO-Al2O3-SiO2系统为建筑微晶玻璃原始组成系统,其一般成分如表一所示。

表一: CaO-Al2O3-SiO2微晶玻璃组成颜色\组成 SiO2 Al2O3 B2O3 CaO ZnO BaO Na2O K2O Fe2O3 Sb2O3白色 59.0 7.0 1.0 17.0 6.5 4.0 3.0 2.0 0.5黑色 59.0 6.0 0.5 13.0 6.0 4.0 3.0 2.0 6.0 0.5上述玻璃成份在晶化热处理后所析出的主晶相是:β——硅灰石(β——CaO·SiO2)。

微晶玻璃在天文光学上的应用由于微晶玻璃的物理特性不容易受温度影响,所以可以运用在天文望远镜的主镜和副镜上。

从而提供更好的热平衡适应时间。

因其物理性质稳定可以加工出更好的光学表面。

热处理是使微晶玻璃产生预定结晶相和玻璃相的关键工序。

组成确定后,微晶玻璃的结构与性能主要取决于热处理制度(热处理温度与保温时间)。

在热处理过程中,玻璃中可能产生分相、晶核形成、晶体生长及二次结晶形成等现象。

对于不同种类的微晶玻璃,上述各过程进行的方式也不同。

一般可把热处理过程分为两个阶段:第一阶段是玻璃结构的微调及晶核形成,第二阶段为晶体生长。

微晶玻璃的成核与晶体生长通常是在转变温度Tg以上、主晶相熔点以下进行的。

一般在相当与10~10Pa·s粘度的温度下保持一定时间来进行核化处理,使母体玻璃中形成一定数量且分布均匀的晶核。

对于一些极易析晶的玻璃(如熔体粘度较小、碱金属氧化物含量较多的体系),也可以省去核化阶段而将其直接加热到晶体生长温度,因为这些玻璃在升温过程中就可以完成核化,产生大量晶核。

通常,晶体长大温度约高于成核温度150~200℃。

[3]编辑本段微晶玻璃显微结构微晶玻璃的显微结构主要由组成和热处理工艺所决定,对于微晶玻璃的物理特性如机械强度、断裂韧性、透光性、抗热震性等有很大影响。

微晶玻璃的显微结构主要有枝晶结构、超细颗粒、多孔膜、残余结构、积木结构、柱状互锁结构、孤岛结构、片状孪晶等。

枝晶结构是由晶体在某一晶格方向上加速生长造成的。

枝晶的总轮廓与通常晶体形貌相似,在枝晶结构中保留了很高比例的残余玻璃相。

枝晶在三维方向上连续贯通,形成骨架。

由于氢氟酸对亚硅酸锂的侵蚀速度要比铝硅酸盐玻璃相更快,亚硅酸锂枝晶有容易被银感光成核,可将复杂的图案转移到微晶玻璃上。

高度晶化微晶玻璃的晶粒尺寸可以控制在几十纳米以内,得到超细颗粒结构。

在锂铝硅透明微晶玻璃中,由于充分核话,基础玻璃中形成大量的钛酸锆晶核,β-石英固溶体晶相在晶核上外延生长,形成平均晶粒尺寸约60nm均匀的超细颗粒结构。

由于晶粒尺寸远小于可见光波长,并且β-石英固溶体的双折射率较低,该微晶玻璃透光率很高。

在许多微晶玻璃中,残余玻璃相可以形成多孔膜结构。

以β-锂辉石固溶体为主晶相的锂铝硅不透明微晶玻璃中,残余玻璃相中SiO2含量较高,黏度较大,因而能够阻碍铝离子膜网络。

因此,锂铝硅微晶玻璃在高温下具有非常好的颗粒稳定性,可以在1200℃的高温下长时间使用。

所谓残余结构式指微晶玻璃如实地保留了基础玻璃中原有的结构。

微晶玻璃成核的第一步往往是液-液分相,形成液滴。

如在二元铝硅玻璃中,从高硅基质中分离出组成类似于莫来石的高铝液滴。

热处理时,高铝液滴晶化成为莫来石微晶体,其外形继承了母体液滴的球形外貌。

由于微晶体尺寸很小,只有几十纳米,尽管莫来石与硅质玻璃之间的折射率相差较大,对可见光的散射很小,是一种透明微晶玻璃。

云母类硅酸盐矿物在二维方向上结晶能够产生一种互锁的积木结构,是可切削微晶玻璃的典型显微结构。

由于云母晶相较软,而且能使切削工具尖端引起的裂纹钝化、偏转和分支而产生碎片剥落,不会产生灾难性破坏,因此即使晶相体积分数仅40%也具有良好的可切削性,此外,云母相的连续性也使此类微晶玻璃具有很高的电阻率和介电强度。

具有柱状或针状互锁显微结构的微晶玻璃具有最高的机械强度和断裂韧性。

以钾氟碱锰闪石为主晶相的闪石微晶玻璃的显微玻璃的显微照片。

柱状互锁显微结构具有类似于晶须补强陶瓷中晶须随机排列的结构特征。

这种微晶玻璃的弯曲强度达150Mpa,断裂韧性大(3.2±0.2)Mpa·m。

以链状硅酸盐矿物氟硅碱钙石为主晶相、晶化程度更高的氟硅碱钙石微晶玻璃具有柱状互锁显微结构,其弯曲强度接近300Mpa,断裂韧性高达5.0Mpa·m.当平衡相沿着各种亚稳相的界面形成时,便产生了典型的孤岛结构。

在存在莫来石晶体和残余玻璃相的硅酸铯微晶玻璃产生的铯榴石晶相就具有孤岛显微结构。

几种微晶玻璃的晶相如顽辉石、钙长石和白榴石在冷却过程中发生结构转变,生产聚合孪晶,生产一种能够提高断裂韧性的片状孪晶显微结构。

顽辉石开始形成原顽辉石,当冷却到1000℃时,顽辉石发生马氏体相变转变位斜顽辉石,顽辉石颗粒高度孪晶化。

由于这种孪晶片显微结构可以使裂纹偏转吸收能量,使这种微晶玻璃具有最高的断裂韧性,平均约5.0Mpa·m,并具有很高的弹性模量。

[4]。

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