微晶玻璃简述

微晶玻璃的简要概述刘浩东(无机非金属材料工程1301班，湖南工业大学材料化学工程学院湖南衡阳)摘要信息微晶玻璃是在加热过程中通过基本玻璃或其他材料控制结晶的复合固体材料之一。由于机械强度高、热膨胀性可调节、良好的抗热冲击性、耐化学性、低介电损耗、良好的电气绝缘等优良的综合性能，广泛应用于许多领域。关键词微晶玻璃特性制备技术的应用与发展brief introduction of glass-ceramics水聪柳(音译)(in organic nonmetallic materials engineering 1301 class，Hunan institute of technology department of material and chemical engineering hhelpAbstract:crystalline glass is a composite solid material containing a large amount of micro crystals and vitreous bodies obtained by controlling crystalalingKey words: glass-ceramics、character istics、preparation technology和application development引言1玻璃陶瓷，也称为玻璃陶瓷，通过添加类型核剂(单独不能附加)的特定的基础玻璃控制结晶，使具有一个或多个微晶玻璃和残留玻璃相的复合材料，即非晶玻璃内大量(体积百分比约占95% 98%)均匀分布的随机方向的小陶瓷晶体(一般小于10m)高机械强度，良好的绝缘特性，低介电损耗，稳定的介电常数，广泛的可调热膨胀系数，耐化学腐蚀，耐磨性，良好的热稳定性，良好的温度使用性能。微晶玻璃比石材和陶瓷更注重玻璃和陶瓷、建筑用幕墙和室内高级涂层，可以执行机械结构材料、电子、电工绝缘材料、大规模集成电路的地板材料、微波炉耐热产品、化学和防腐材料、矿山耐磨材料等。有发展前景的21世纪新材料。2微晶玻璃分类微晶玻璃的分类方法有多种。在形状上可以分为透明玻璃-陶瓷和不透明玻璃-陶瓷。根据微晶玻璃的原理，可分为光敏微晶玻璃和热微晶玻璃。性能可分为高温、耐热冲击、高强度、耐磨、易于加工的低膨胀、低介电损耗、强磁性和生物相容性玻璃陶瓷。基础玻璃组成分为硅酸盐、铝硅酸盐、硼酸盐、磷酸盐等玻璃-陶瓷。13微晶玻璃的特性微晶玻璃采用了与陶瓷不同的制造工艺，与普通玻璃相似，但陶瓷特有的特性明显不同。当玻璃充满微细的结晶(每立方厘米约10亿个结晶)时，玻璃的固有特性就会发生变化，从非晶转变为具有金属内部晶体结构的玻璃晶体。微晶玻璃比高碳钢坚硬，比铝轻，机械强度比普通玻璃高6倍以上，耐磨性不亚于铸件，热稳定性好(加热900 时突然投入5冷水，不爆裂)，电绝缘性接近高频陶瓷，化学稳定性与硼硅酸盐玻璃相同，不怕酸碱侵蚀。玻璃质玻璃板颜色丰富，均匀，无色差，光泽柔和，光泽光滑，与天然石材形状相似，机械性能1，化学稳定性，耐久性和表面抛光超过花岗岩。1、丰富的颜色和良好的质感微晶玻璃蚀刻材料，可以通过工艺控制生成多种颜色、色调和图案。其表面加工不同，所以质感会不同。光泽玻璃陶瓷的表面抛光比天然石好得多，光泽好，使建筑豪华气派。此外，光泽和无光微晶玻璃使建筑更厚、更有品位，因此玻璃-陶瓷在颜色和质感方面能很好地满足设计师的要求。2，色调均匀天然花岗岩难以避免明显的色差是固有的缺陷。玻璃-陶瓷是均匀的颜色，可以达到更加发光的装饰效果。特别是优雅的纯白玻璃-陶瓷，天然石绝对找不到。永不沾湿，防止污染用天然石装饰的墙面，如果被雨雪击中，会留下湿的花纹，几个月或更久不能恢复原状。这种缺陷是由于天然石料的水分吸收，水渗透，碱渗透，泥浆渗透，影响原有颜色，或污染和石料浸湿表面。玻璃具有不吸水的自然特征，污染不容易。其华丽的外观不仅从雪或雪中解放出来，还利用这个机会增添了辉煌，并能全天候保持高级建筑的宏伟。由于容易清洗，在建筑物的维护和维护方面，可以大大减少维护费用2。4、良好的机械性能和化学稳定性微晶玻璃是在高温下精制的无机物，均匀致密，比天然石坚硬耐磨，耐酸碱等，暴露在风雨或污染的空气中不会变质或褪色。5、高破裂安全模仿石材的微晶玻璃有很多种。某公司生产的一种内部结构是花岗岩类颗粒型微玻璃，即使受到强烈冲击发生破裂，其破裂规律也和花岗石一样，只产生三次裂纹，裂缝钝，不伤手。普通玻璃或其他仿制石玻璃-陶瓷成为蜘蛛网粉碎，成为不安因素。6、高环境性能微晶玻璃不含任何放射性物质，确保环境上没有放射性污染。微晶玻璃抛光功能可以实现类似玻璃的表面抛光，但光在任何角度都不会产生光污染，产生自然柔软的质感。7、规格齐全，加工成型方便根据需要，可以生产各种规格、厚度板和弧形板，玻璃-陶瓷采用加热方式成型，所以圆弧形板加工简单经济。除了微晶玻璃生产工艺、上述微晶温度和结晶速度快的特性外，还具有细腻的质感、高处理光泽、风化、不吸水、表面可加工的特性。微晶玻璃的外观可能与玛瑙、玉石、桂皮石等珍贵石材相似，装饰效果很好。4微晶玻璃的制造工艺微晶玻璃的制造方法取决于所用原材料的种类、特性、对材料的特性要求，主要有熔融法、烧结法、溶胶凝胶法、二次成型工艺、强化技术等。4.1熔化方法微晶玻璃的最初制造方法是熔法，直到今天，微晶玻璃的制造仍然是主要方法。熔融法的主要工艺是在玻璃原料中添加一定量的核剂，充分混合玻璃配方，在1500 1600的高温下熔化后，对玻璃进行成型和退火，然后在一定温度下进行核化和结晶，以获得颗粒较小、结构均匀的微晶玻璃产品。熔融法利用易于机械化的精密玻璃成型工艺，可以制造复杂形状的产品。用玻璃毛坯系统准备的玻璃陶瓷在大小上没有太大变化，均匀，没有气孔。空位等陶瓷的常见缺陷，微晶玻璃性能好，可靠性比陶瓷高。4.2烧结方法烧结法是将玻璃粉末制成颗粒邦德，然后通过物质移动使粉末产生强度，进行致密化和再结晶的过程，烧结的动力是粉末材料的表面能大于多晶烧结体的晶界能。烧结玻璃-陶瓷是用受控烧结结晶制成的。普通陶瓷烧结结果不同，烧结玻璃-陶瓷烧结玻璃粒子加热，在烧结过程中，玻璃本身也发生核结晶现象。结晶有助于提高烧结体的强度，美化外观装饰效果，但提高玻璃的粘度，阻碍粘滞性流动，甚至使烧结变得困难。因此，烧结法生产微晶玻璃时，基本玻璃的粘度低，表面结晶速度不能太大。这是为了减少烧结时致密化和结晶过程在其他温度区域进行，从而减少对结晶致密化的干扰。在微晶玻璃的烧结和结晶过程中，控制适当的表面结晶速度是获得低共晶微晶玻璃的关键。烧结法制备微晶玻璃的工艺如下。成分熔融水淬粉碎体质成型烧结加工优点是(1)基础玻璃的熔化温度与熔化方法相比，熔化温度低，时间短，适合于在需要高温以熔化的玻璃上制造微晶玻璃。(2)烧结法还有一个突出的特点，玻璃通过水淬火后，颗粒小，表面积增加，比熔融法的玻璃更容易结晶，因此有时可以不使用结晶核剂。(3)生产工艺易于控制，易于实现机械化和自动生产，便于当前建筑陶瓷厂的改造。(4)产品质量好，产量高，厚度和规格多，可以生产大型产品。缺点是(1)实际生产中，根据晶相和玻璃相结构，在高温处理后冷却过程中，微晶玻璃产品中的应力是不可避免的，如果存在此应力，产品可能会出现一些缺陷。(2)烧结法是松散的颗粒烧结，密度小，这种材料是热不良导体，表面和内部温差大，经常先封闭表面，难以去除内部气孔，烧结变形大，表面致密深度浅(2毫米左右)，严重影响外观质量和产量。模具在室温下加热到1200 时，总会有严重影响该行业发展的变化。(3)烧结法制造的微晶玻璃材料具有一定的气孔，对其性质产生了不利影响，大大降低了产品的产量3。4.3溶胶凝胶法溶胶-凝胶技术是低温合成的新技术，原则是以金属有机或无机化合物为先驱，通过水解形成凝胶，然后在低温下烧结，得到微晶玻璃。与熔融和烧结法不同，溶胶凝胶法在材料制备初期控制，材料的均匀性可以达到纳米或分子水平。该方法的优点是：(1)保持比现有方法低得多的准备温度，同时避免某些成分的挥发、容器侵蚀和污染。(2)其成分完全可以根据原来的配方和化学量准确地得到，(3)直接从分子水平获得均匀的材料；(4)用现有方法制造无法制造的物质的可扩展配置范围。溶胶凝胶法的缺点是生产周期长，成本高，环境污染多。此外，凝胶在烧结过程中收缩大，产品容易变形4。5微晶玻璃的应用微晶玻璃具有良好的综合性能，如机械强度、热膨胀性可调节性、抗热冲击性、耐化学腐蚀、低介电损耗和电气绝缘性。这种材料不仅经济实惠，还使人有取代更传统材料的希望。目前在很多领域被广泛使用。5.1机械力学材料的应用利用微晶玻璃的高温、抗热冲击、热胀调节等机械和热特性，制作符合机械机械机械要求的各种材料。B. por her表示，用PVD方法将Al2O3-SiO 2系微晶玻璃涂层敷在汽车金属轴承上，可以提高轴承的耐磨性、表面光滑性和散热特性。利用云母的切削性和方向取向性制备高强度和切削性微晶玻璃。机械力学材料玻璃-陶瓷广泛用于制造活塞、旋转叶片和吹炼机，也用于飞机、火箭和人造卫星的结构材料。5.2光学材料的应用低膨胀和零膨胀玻璃陶瓷对温度变化特别不敏感，因此可以应用于望远镜和激光罩等随着温度变化而大小可能稳定要求的领域。近年来，与传统氧化锆材料相比，其热膨胀系数和硬度更适合石英玻璃纤维，更容易进行高精度加工，环境稳定性好的锂玻璃材料制造了纤维接头。以金银为核剂的微晶玻璃具有光学敏感性，可以起到“现象”的作用5。它也广泛用于灯泡和红外设备。5.3电子和微电子材料的应用玻璃-陶瓷的膨胀系数与许多材料膨胀特性相匹配，从负膨胀、零膨胀到100 10-7/c以上的热膨胀系数，可以制作各种玻璃-陶瓷基板、电容器和高频电路使用的薄膜电路和厚膜电路，例如MgO-Al2O3-SiO2系列堇青石基玻璃。溶胶-凝胶法制备的铁电微晶玻璃的介电常数随温度的增加而减少，然后增加。居里点分散特性明显的云母玻璃-玻璃在电子、精密零件、航空领域的广泛应用前景6。极性玻璃-陶瓷是一种新型功能材料，包含方向生长的非铁电极性晶体具有压电特性和超导特性，在水声、超声波等方面具有广泛的应用前景。5.4生物材料应用据报道，钙铁硅铁磁体微晶玻璃样品浸泡在模拟体液中后，样品表面的二氧化硅层上生成了与人体组织结合良好的碳酸羟基磷灰石，具有生物活性和强磁性，起到人体骨骼和热治疗的作用。基于Tio 2 (po4) 3-0.9ca 3 (po4) 2的磷酸盐多孔玻璃-玻璃具有抗菌效果和生物梯度的生物微晶玻璃材料。云母基微晶玻璃也成功地应用于脊椎骨和牙齿的替代品，耐热冲击性微晶玻璃的红外辐射在医疗产品中的应用，以银离子的LiTi2(PO4)3为骨料的磷酸盐多孔微晶玻璃的抗菌剂使用，以氧化锆的强化Cao-Al2O3-SiO25.5化学和化学材料应用微晶玻璃的化学稳定性好，几乎不腐蚀的特性在化学工业中得到了广泛应用。例如：根据Na2O-alo2o3-SiO2系霞石微晶玻璃酸溶液，存在极值区域，碱溶液浓度大，失重与浓度变化几乎无关。玻璃-陶瓷在污染和新能源应用领域也发现了使用，例如在喷气燃烧器中用于消除汽车尾气中的碳氢化合物。用作硫化钠电池上的密封胶；在腐蚀性液体运输中制造管道和槽等。5.6建筑材料应用建筑玻璃-陶瓷作为一种新的绿色装饰