微晶玻璃 PPT
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2 组成2.1 概述微晶玻璃的组成与结构是影响其性能的主要因素。
与普通玻璃相比,微晶玻璃在制备工艺和性能上具有特殊性,其组成也与普通玻璃有所不同,只有一定范围的组成能够符合微晶玻璃的制备要求。
一般说来,微晶玻璃除了含有一定量的玻璃形成氧化物如SiO2、B2O3、P2O5外,为了使玻璃易于分相、核化与晶化,组成中还常常引入离子半径小、场强大的离子如Li+、Mg2+、Zn2+等。
此外,为了促进(诱导)玻璃的整体晶化,大多数组成中还加入一定量的晶核剂如ZrO2、TiO2等。
晶核剂种类及其作用机理的研究已成为微晶玻璃组成研究的一个重要内容。
一些特殊的玻璃组成,不加晶核剂也可以转化成微晶玻璃,如Li2O-MgO-Al2O3-SiO2系统及Li2O-ZnO-Al2O3-SiO2系统玻璃,其中每系玻璃中都含有两种高场强阳离子的氧化物,如Li2O和MgO,Li2O和ZnO。
它们都有一个静电场较高的阳离子,在一定温度下,容易产生分相,分相产物中至少有一个是容易析晶的。
对于某些制备方法而言,基础玻璃中可以不加晶核剂。
如近年国内广泛采用的烧结法,就是利用玻璃在分界面处易于核化的性质,先将玻璃制成颗粒或粉末再成形,当热处理时就会在颗粒或粉末的表面成核、晶化,这种方法多用于建筑装饰微晶玻璃和微晶玻璃封接剂的生产。
具有实用意义的微晶玻璃组成应符合以下条件:能满足使用性能要求;玻璃较易于熔制;成形过程中不析晶;晶化过程易于核化与晶化;晶化过程制品变形。
微晶玻璃组成广泛、品种繁多。
最初,微晶玻璃系统仅限于硅酸盐、铝硅酸盐等系统,组成也相对简单。
经过多年研究,其系统已扩展到非硅酸盐和非氧化物系统,如磷酸盐和硫系化合物及氧氮化合物微晶玻璃,组成范围也进一步扩大,迄今为止,在已研究的成百上千种微晶玻璃中,实用微晶玻璃品种并不太多。
虽然有些新组成系统目前还处于基础研究和开发阶段,距工业化生产和实际应用还有一定距离,但已显现出良好的发展前景。
微晶玻璃及其用途0906-17
微晶玻璃及其用途0906-17
微晶玻璃介绍
微晶玻璃(Microcrystalline glass),又称玻璃钢,是一种高性能
玻璃,它具有高熔点、高硬度、高抗损伤性、高粘结性,是一种具有优异
性能的玻璃。
微晶玻璃一般由一种或多种氧化物组成,以硅酸铝硅酸锰为
基本构成元素,具有铝、锰、钛等金属的氧化物成分。
微晶玻璃制造工艺
微晶玻璃的重要原料是硅酸铝、硅酸锰、硅酸钛等金属元素的氧化物,一般经过精细加工组成成分,采用烧结工艺制造出来。
根据加工工艺不同,可以将微晶玻璃分为微晶玻璃颗粒、碎片和微晶玻璃块三种形式。
微晶玻璃的性能特点
1.高熔点:微晶玻璃的熔点可达1600℃,远远高于普通玻璃,具有
良好的高温耐受能力。
2.高硬度:由于微晶玻璃中含有较多的金属元素,具有较高的硬度,
受损伤比普通玻璃小。
3.高抗温性:因为微晶玻璃具有自身的特殊性,具有比普通玻璃更高
的耐热性能,在高温条件下表现良好,可以长时间在高温环境下工作。
4.高抗化学腐蚀性:微晶玻璃表面具有自身的化学结构,能有效抵御
化学侵蚀,耐酸碱性腐蚀能力强,非常适合接触各种有害物质的环境。
1.1微晶玻璃简介1.1.1微晶玻璃微晶玻璃(glass-ceramics)又称玻璃陶瓷或结晶化玻璃[1],微晶玻璃是把加有晶核剂(或不加晶核剂)的特定组成的玻璃在一定条件下进行热处理,使原有单一的玻璃相形成了由微晶相和玻璃相均匀分布的复合材料[2]。
微晶玻璃的结构与性能,和陶瓷、玻璃均不同,微晶玻璃的性能由晶相和玻璃相的化学组分及他们的数量决定,所以它集中了两者的特点,成为一类特殊的材料,因其可用矿石、工业尾矿、冶金矿渣、粉煤灰等作为主要生产原料,且生产过程可以实现固体废弃物的整体利用和零排放,产品本身无放射性污染,故又被称为环保材料或绿色材料。
微晶玻璃具有原料来源广、制备工艺简单、可与金属焊接等诸多优点,可作为结构材料、光学材料、电学材料、建筑装饰材料等,广泛应用于建筑、医疗、航空、国防以及生活等各个领域。
尽管微晶玻璃发展己有50多年的历史,但有关各类微晶玻璃的研究开发和应用依然十分活跃,已成为新型陶瓷材料开发应用的研究重点之一。
[3]1.1.2微晶玻璃成分对微晶玻璃来说,它的结构由材料的组成和热处理工艺共同决定。
其中组成对玻璃析晶性能和主晶相的形成有着很大的影响,对微晶玻璃的内部结构起到决定性的作用。
随着成分的变化,微晶玻璃结构及性能发生改变。
实际上,玻璃成分是通过结构决定了性质,即成分、结构、性能间存在的总规律是:微晶玻璃成分通过对结构的影响而决定了其性能。
微晶玻璃不同于一般系统的玻璃,其结构中既存在玻璃相,亦存在有一定晶相,玻璃相结构和晶相性质共同作用决定了微晶玻璃的性能。
从玻璃形成条件看,其组分中必须含有可以形成玻璃的氧化物,如SiO2、B2O3和P2O5,同时还必须含有一定量的中间氧化物,如CaO和MgO等。
在研究中对料方调整按下列依据进行:(1)SiO2SiO2是构成微晶玻璃骨架网络的主要氧化物,它的含量不仅决定玻璃的主要化学性质和性能指标,而且对玻璃的粘度影响很大,是熔化、澄清及成形的关键性因素。