微晶玻璃
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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。
微晶玻璃的作用
微晶玻璃是一种新材料,它的作用非常广泛。
目前,微晶玻璃在食品、医疗、航空、电子等领域都有广泛的应用。
1. 食品领域的应用:微晶玻璃具有良好的物理和化学性质,不会与食品中的物质产生任何反应,因此被广泛用于食品加工和包装。
微晶玻璃制成的容器使用寿命长,可以重复使用,不会对食品中的营养成分产生影响。
此外,微晶玻璃还可以被用于制作烤盘、餐具和炊具等。
2. 医疗领域的应用:微晶玻璃具有高的生物相容性,可以被人体组织接受,因此被广泛应用于医疗领域。
它可以制成各种手术器械、假体以及医疗器械零部件等。
此外,微晶玻璃还可以作为药物缓释的载体,在制药领域有广泛应用。
3. 航空领域的应用:由于微晶玻璃具有优异的物理性质,因此可以用于制造航空航天领域的部件。
例如,微晶玻璃可以被用于制造航空装备中用到的强度和刚度要求高的结构件和航天器搭载的仪器。
4. 电子领域的应用:微晶玻璃可以提供优异的绝缘性能,因此可以被用于电子领域的绝缘材料。
它可以制成各种电容器、晶体管和集成电路等微电子器件。
此外,微晶玻璃还可用于制造LCD显示器的玻璃支撑层。
总之,微晶玻璃的应用范围非常广泛,该材料具有良好的化学稳定性、高温耐性、
抗磨损性、抗冲击性等优点,因此在各个领域都得到了广泛应用。
随着技术的不断发展,微晶玻璃的应用前景将更加广阔。
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。
微晶玻璃(Microcrystalline Glass)是一种特殊类型的玻璃材料,其组分可以根据具体制备工艺和应用而有所不同。
然而,一般来说,微晶玻璃的成分通常包括以下几种主要成分:
硅氧化物(SiO2):硅氧化物是玻璃的主要成分之一,它赋予玻璃强度和稳定性。
铝氧化物(Al2O3):铝氧化物可以改善玻璃的熔融性和物理性能。
锂氧化物(Li2O):锂氧化物的添加可以促进微晶玻璃的结晶,提高其耐热性和力学性能。
钙氧化物(CaO):钙氧化物通常被用作玻璃的网络调节剂,有助于控制玻璃的熔融性和稳定性。
镁氧化物(MgO):镁氧化物可以影响微晶玻璃的热膨胀系数和机械性能。
钠氧化物(Na2O)和钾氧化物(K2O):这些碱金属氧化物可以影响玻璃的熔融性、抗击热冲击性和电学性能。
其他氧化物:微晶玻璃的成分还可能包括少量的其他金属氧化物,以及特定添加剂,以实现特定的性能要求。
需要注意的是,不同制备工艺和厂家可能会使用不同的成分比例和添加剂,以获得特定的微晶玻璃性能。
因此,具体微晶玻璃的成分可能会有所变化。
微晶玻璃的制备原理及其工艺过程一、微晶玻璃的制备原理微晶玻璃的制备主要通过两种方式实现:一种是熔融法,另一种是溶胶-凝胶法。
在熔融法中,玻璃材料首先被加热熔化,然后通过凝固过程形成微晶结构;在溶胶-凝胶法中,玻璃材料首先被溶解在溶剂中形成胶体溶液,然后通过凝胶过程形成微晶结构。
下面分别介绍这两种方法的制备原理。
1. 熔融法熔融法是最常用的微晶玻璃制备方法之一,其制备原理如下:首先将玻璃材料加热至熔化状态,然后通过控制降温速度和结晶条件,使其形成微晶结构。
具体步骤为:首先选取合适的玻璃成分,按一定比例混合搅拌;然后将混合了的玻璃粉末或块料加热至一定温度,使其熔化成液体;接着控制降温速度,使液态玻璃逐渐凝固结晶,形成微晶结构。
2. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种通过溶液的化学反应形成凝胶,然后通过加热干燥凝胶形成玻璃的方法。
其制备原理如下:首先将玻璃原料溶解在溶剂中形成胶体溶液;然后通过化学反应或加热使胶体溶液发生凝胶化反应,形成凝胶;最后将凝胶干燥成固体微晶玻璃。
二、微晶玻璃的制备工艺过程微晶玻璃的制备工艺过程包括以下步骤:原料准备、配料混合、熔炼、成型、退火、抛光等。
下面逐步介绍微晶玻璃的制备工艺过程。
1. 原料准备首先需要选取适合的玻璃成分,通常包括硼、硅、氧、钠、铝等元素。
这些原料按照一定比例进行称量,然后通过干燥、筛分等工艺处理,以确保原材料的质量和粒度符合要求。
2. 配料混合将称量好的原料按照配方比例混合搅拌,使各种元素均匀分布。
混合的过程一般在干燥室内进行,以防止水分对玻璃成分的影响。
3. 熔炼混合好的玻璃成分被加热至高温,使其熔融成液体。
熔炼温度一般在1200℃以上,根据不同的成分可以有所调整。
在熔炼过程中,需要不断搅拌,以确保成分混合均匀。
4. 成型熔融玻璃液通过拉拔、注射、压铸等方式成型,形成所需形状的微晶玻璃坯料。
成型过程需要控制温度、压力等参数,确保成型的精度和质量。
5. 退火成型后的微晶玻璃坯料进行退火处理,即将其加热至一定温度,然后缓慢冷却。
微晶玻璃生产技术微晶玻璃是一种新型的透明材料,拥有高硬度、高透明度、高耐蚀性和优异的光学性能。
微晶玻璃的生产技术是将玻璃原料加热至高温熔融状态,然后通过快速冷却的方式使其晶化形成微晶结构,最后进行切割、磨削和抛光等加工工艺。
微晶玻璃的生产工艺主要包括原料选择、熔融、晶化和加工等环节。
首先是原料的选择,微晶玻璃的主要成分为硅酸盐和氧化物,其中硅酸盐是主要的玻璃成分,而氧化物则是玻璃中的助熔剂。
为了获得高质量的微晶玻璃,需要选择优质的原料,并在一定比例下混合均匀。
接下来是熔融阶段,将混合好的玻璃原料放入熔融炉中,通过加热使其达到熔点,形成熔融玻璃液体。
在熔融过程中,需要控制好温度和熔化时间,以保证玻璃液体的质量稳定。
晶化是微晶玻璃生产的核心环节,也是区别于普通玻璃的关键步骤。
熔融玻璃液体在经过一段时间的冷却和结晶过程后,会形成微晶结构。
晶化过程中需要控制好冷却速率和温度梯度,以获得具有均匀微晶结构和较高透明度的微晶玻璃。
最后是加工工艺,包括切割、磨削和抛光等步骤。
切割是将微晶玻璃坯料切割成所需尺寸的工艺,磨削则是对切割好的坯料进行修整和加工,以提高表面质量和平整度。
最后进行抛光处理,使微晶玻璃的表面光滑如镜,提高其透光性能。
在微晶玻璃的生产过程中,技术控制是关键。
首先,需要选择合适的熔融温度和时间,以保证玻璃液体的质量。
其次,要控制好冷却速率和温度梯度,以获得均匀的微晶结构和较高的透明度。
此外,加工工艺的控制也非常重要,尤其是抛光过程,需要注意避免划伤和破损微晶玻璃的表面。
微晶玻璃的应用非常广泛,主要用于光学仪器、手机屏幕、平板电脑、电视显示屏等高端光电设备中。
微晶玻璃不仅具有优异的物理和化学性能,还具有独特的光学特性,能够有效地减小光的散射和反射,提高光的透过率和光学效果。
因此在高精密度、高清晰度和高亮度的显示设备中得到广泛应用。
综上所述,微晶玻璃的生产技术是将玻璃原料经过熔融、晶化和加工等环节制成高质量的透明材料。
微晶玻璃的应用
微晶玻璃又称微晶石英玻璃,是一种高科技陶瓷材料,由于其具有高硬度、高耐磨、高抗压、高耐热、高化学稳定性、高透明性、低热膨胀系数、低热导率等优异的物理和化学性能,因此可以应用于许多重要的领域和应用,例如:
1. 电子领域:微晶玻璃可以应用于电子元件和电路板的制造中,例如用作基板,在半导体工业中的制造微芯片、液晶显示器、LED元件等。
2. 光学领域:微晶玻璃的优异透明性使其可以应用于光学领域中,例如汽车前挡风玻璃、照明器具、激光器件、光学器件、光学仪器等。
3. 医药领域:由于微晶玻璃具有良好的化学稳定性和生物相容性,因此可以应用于医疗设备和医药领域,例如作为人工关节、牙科修复、药品包装等。
4. 机械制造和航空领域:微晶玻璃的高硬度和高耐磨性是其他材料所不能比拟的,因此可以应用于机械制造和航空领域中,例如用作磨具、磨料、高速切削刀具等。
5. 太阳能电池领域:由于微晶玻璃具有低热膨胀系数和低热导率,可以应用于太阳能电池板的制造中,提高太阳能电池板的效率。
总之,微晶玻璃具有许多优异的物理和化学性能,可以应用于各个领域,成为未来高科技的主流材料之一。
微晶玻璃特点及应用微晶玻璃是一种新型玻璃材料,具有许多独特的特点和广泛的应用。
下面将详细介绍微晶玻璃的特点以及应用。
微晶玻璃具有以下特点:1.高机械强度:微晶玻璃具有高硬度和强度,比普通玻璃更耐磨损,更不容易破碎。
2.超低温热膨胀系数:微晶玻璃的热膨胀系数非常低,可以在极端温度条件下仍然保持稳定。
3.优异的光学性能:微晶玻璃具有优异的透光性,可用于光学领域的高清透光窗,具有良好的平整度和清晰度。
4.优良的化学稳定性:微晶玻璃具有优异的抗酸碱性和化学稳定性,不易受到化学物质的侵蚀。
5.良好的热稳定性:微晶玻璃在高温条件下能够保持稳定,不易被热传导和热辐射。
6.可加工性强:微晶玻璃可以通过冷加工、热加工和化学加工等多种方法进行加工,可切割、打磨、磨削等,加工性能极佳。
7.防辐射性能好:微晶玻璃对电磁辐射、紫外线和其他有害辐射具有较好的屏蔽和防护效果。
微晶玻璃的应用十分广泛,下面将详细介绍几个主要的应用领域:1.光学技术领域:由于微晶玻璃具有良好的光学性能,可以广泛应用于光学仪器、光学系统和光学器件等领域。
例如,微晶玻璃可以用于高清晰摄像头的镜头保护膜,可以提供更加清晰、透光度更高的成像效果。
2.医疗领域:微晶玻璃具有优良的生物相容性,不会对人体产生刺激和毒性,因此广泛应用于医疗器械、医用耗材和生物芯片等领域。
例如,微晶玻璃可以用于人工关节、植入式医疗器械、光学传感器等医疗器械。
3.汽车工业:由于微晶玻璃具有高强度和耐磨损性,可以广泛应用于汽车领域。
例如,微晶玻璃可以用于汽车前挡风玻璃和侧窗玻璃,提供良好的视野和安全性能。
4.通信领域:微晶玻璃具有优异的抗辐射性能和低损耗特性,可以广泛应用于通信设备和光纤通信系统中。
例如,微晶玻璃可以用于通信光纤的保护层和连接器,提供更好的信号传输和稳定性能。
5.建筑装饰领域:由于微晶玻璃具有优秀的透光性和耐候性,可以应用于建筑装饰领域。
例如,微晶玻璃可以用于建筑物外墙、天窗和幕墙等,提供高透光度的装饰效果。
微晶玻璃的制备原理及其工艺过程微晶玻璃,又称微晶体玻璃,是一种特殊的玻璃材料,具有高透明度、优异的光学性能和优良的机械性能,被广泛应用于光学领域、电子行业和医疗装备等领域。
微晶玻璃的制备原理及其工艺过程对于生产高质量的微晶玻璃产品至关重要。
本文将对微晶玻璃的制备原理及其工艺过程进行详细介绍。
一、微晶玻璃的制备原理微晶玻璃的制备原理主要是通过将玻璃形成原料进行精细混合,然后在高温条件下熔融并快速冷却而得到的。
微晶玻璃是由大量微晶颗粒组成的非晶态玻璃材料,微晶颗粒的尺寸一般在纳米级别,因此微晶玻璃具有非常好的光学性能和机械性能。
微晶玻璃的制备原理主要包括以下几个方面:1.玻璃形成原料的选择:微晶玻璃的制备过程中,首先需要选择合适的玻璃形成原料。
通常情况下,玻璃形成原料包括硅酸盐、碱金属、碱土金属和其他助熔剂等成分。
这些成分在高温条件下能够熔融并形成玻璃状态,为后续的微晶玻璃制备奠定了基础。
2.精细混合:选定好玻璃形成原料后,需要对其进行精细混合。
混合的目的是为了使各种成分充分均匀地分布在玻璃中,以便在后续的熔融过程中得到高质量的微晶玻璃。
3.高温熔融:经过精细混合的玻璃形成原料将被置于高温熔炉中进行熔融。
熔融的温度通常在1000摄氏度以上,这样可以确保原料充分熔化并形成玻璃熔体。
同时,高温熔融也有利于微晶颗粒的形成。
4.快速冷却:熔融后的玻璃熔体会通过快速冷却的方式进行固化。
快速冷却可以有效地促进微晶颗粒的生成和分布,在一定程度上控制微晶颗粒的尺寸和分布均匀性,从而得到高质量的微晶玻璃产品。
二、微晶玻璃的制备工艺过程微晶玻璃的制备工艺过程主要包括原料配比、精细混合、熔融、成型和快速冷却等环节。
下面将对微晶玻璃的制备工艺过程进行详细介绍。
1.原料配比:首先确定微晶玻璃的配方,根据产品的要求,选择合适的硅酸盐、碱金属、碱土金属和其他助熔剂等成分,按照一定的配比进行混合。
2.精细混合:将各种原料进行精细混合,通常采用球磨机或高能球磨机进行混合。
微晶玻璃的生产工艺微晶玻璃是一种新型的特种玻璃材料,具有优异的光学、力学和化学性能,广泛应用于高科技领域。
微晶玻璃的生产工艺主要包括原料准备、熔融制备、成型与热处理等步骤。
以下是微晶玻璃的生产工艺的详细介绍。
首先,原料准备是微晶玻璃生产工艺的第一步。
微晶玻璃的主要原料是高纯度的二氧化硅、钠碱基玻璃和其他添加剂。
原料需要经过粉碎、筛分、干燥等处理步骤,以确保原料的纯度和均匀性。
其次,熔融制备是微晶玻璃生产工艺的关键步骤。
经过原料准备后,将原料按一定的配方比例加入坩埚中,然后进行电炉熔炼,使原料熔化成液态玻璃。
电炉内温度需要控制在1500°C以上,以确保原料彻底熔化,熔炼过程还需要进行搅拌和除气处理,以去除气泡和杂质。
接下来是成型与热处理。
经过熔融制备后,将液态玻璃倒入铸模中,待玻璃凝固后取出,形成所需的产品。
成型过程需要控制温度和时间,以确保玻璃的形状和尺寸精度。
成型完成后,还需要进行热处理,即将成型的玻璃制品加热到特定温度,并保持一段时间后冷却,以消除残余应力和改善材料的性能。
最后是表面处理与检测。
微晶玻璃的表面处理包括研磨和抛光等工艺,以提高表面的平整度和光洁度。
同时,还需要对微晶玻璃进行质量检测,包括外观检查、尺寸测量、力学性能测试、光学性能测试等,以确保产品的质量达到要求。
综上所述,微晶玻璃的生产工艺包括原料准备、熔融制备、成型与热处理、表面处理与检测等步骤。
通过合理控制每个工艺步骤的参数和条件,可以获得优质的微晶玻璃产品。
随着科技的不断进步和应用领域的扩大,微晶玻璃的生产工艺也在不断改进和创新,以满足不同领域的需求。
微晶玻璃的制备原理及其工艺过程微晶玻璃是一种在玻璃基质中添加微小颗粒的专用玻璃产品,它具有独特的光学性能和化学稳定性,广泛应用于光学器件、医疗器械、通信设备、激光器件等领域。
微晶玻璃的制备原理主要包括原料选择、熔融工艺、成型工艺和热处理工艺等几个方面。
下面将详细介绍微晶玻璃的制备原理及其工艺过程。
1.原料选择微晶玻璃的基质是由硅酸盐玻璃组成,一般采用石英砂、石灰石、硼砂等天然矿物作为主要原料。
同时,为了赋予微晶玻璃特定的光学性能,还需要在基质玻璃中添加微小颗粒,比如氧化物、硫化物等。
这些添加剂的选择和比例对微晶玻璃的性能影响非常大,需要根据具体的应用需求进行合理的选择。
2.熔融工艺微晶玻璃的熔融工艺是制备过程中的关键环节。
首先,将原料按照一定的配方比例混合均匀,然后投入玻璃窑中进行高温熔融。
熔融温度通常在1400-1600摄氏度之间,要保证原料充分融化并混合均匀。
熔融的时间也非常重要,一般需要在熔融窑中持续熔融12-24小时以上,以确保各种添加剂与基质玻璃充分融合。
3.成型工艺熔融后的玻璃液体需要通过成型工艺得到具有特定形状和尺寸的微晶玻璃产品。
常见的成型工艺包括浇铸成型、挤压成型和拉拔成型等。
浇铸成型是将熔融玻璃液体倒入模具中,通过冷却凝固成型。
挤压成型是将熔融玻璃液体挤出成型。
拉拔成型是将熔融玻璃液体拉伸成细丝或薄片。
成型工艺的选择取决于产品的具体形状和尺寸要求,同时也要考虑工艺的稳定性和成本效益。
4.热处理工艺在微晶玻璃制备过程中,热处理工艺是必不可少的环节。
热处理可以调控玻璃产品的结构和性能,提高其化学稳定性和光学性能。
一般采用退火工艺和加热处理工艺。
退火是将成型后的微晶玻璃产品在较低温度下加热,使其内部应力得以释放,提高产品的强度和稳定性。
加热处理是将微晶玻璃产品在高温下保持一定时间,使添加剂与基质玻璃发生化学反应,进一步改善产品的性能。
通过上述工艺过程,可以制备出具有优良光学性能和化学稳定性的微晶玻璃产品。
微晶玻璃的生产制备1.微晶玻璃概述新型微晶材料的开发研制最先起于美国,亚洲的日本紧随其后,成为目前世界上新型微晶材料的生产大国,此后西欧和亚太地区的经济发达国家不甘落后,也加紧开发研制。
而我国则起步于上世纪的八十年代初,经过二十年的开发,微晶材料的生产工艺基本上已趋于成熟,进入了实用阶段。
它主要用做建筑装饰材料、飞机、火箭、卫星等结构材料,医疗、化工等防腐材料以及军事上,如激光制导材料等。
微晶玻璃是新型微晶材料的一种,它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。
更具体说,它是在高达1500℃高温条件下,从含特殊成份的玻璃液中析出的特殊晶相及硅灰石晶体和玻璃相结合致密整体结晶材料。
其颜色多种多样。
生产方法可分为烧结法、压延法、浇铸法。
产品按配方可分为两大类,一类是矿渣类。
所用原料为矿渣、石英砂、长石、石灰石、萤石、白云石、滑石等;第二类为泥沙类。
所用原料为泥沙、石英砂、长石、纯碱、石灰石、白云石、重晶石、萤石等。
由于微晶玻璃是硅灰石相和玻璃相相结合的致密整体结晶材料,颜色上是以金属氧化物为着色剂,因而其表面特征既有陶瓷的特征,又与天然石材极其相似,加之材料形状多为板材,因而许多人又将其称作为微晶板材、微晶石材、微晶玉石、玻璃陶瓷、结晶化玻璃或人造石材等等。
由于其结构极为致密并用作表面装饰材料。
因此,又有人将其归为实体面材。
与建筑陶瓷及天然石材制品相比,由于微晶玻璃具有特定性能的晶相析出。
因而,在机械强度、表面硬度、热膨胀性能、耐酸碱及抗腐蚀等方面具有一些独特的优点。
1.1微晶玻璃的分类微晶玻璃可按不同的标准分类,从外观看,有透明微晶玻璃和不透明微晶玻璃;按微晶化原理可分为光敏微晶玻璃和热敏微晶玻璃;按照性能分为耐高温、耐热冲击、高强度、耐磨、易机械加工、易化学蚀刻、耐腐蚀、低膨胀、零膨胀、低介电损失、强介电性、强磁性和生物相容等种类;按基础玻璃组成可分为硅酸盐、铝硅酸盐、硼硅酸盐、硼酸盐及磷酸盐等五大类;按所用材料则分为技术微晶玻璃和矿渣微晶玻璃两类。
2.微晶玻璃的性质及应用2.1力学性质(1)机械强度,微晶玻璃的机械强度比一般玻璃、陶瓷材料以及某些金属材料高很多。
抗压强度为0.59~1.02GPa,弯曲强度为88.2~220.5GPa,拉伸强度为49~137.2MPa;特殊的或增强的微晶玻璃,弯曲强度高达411.6~548.5MPa。
微晶玻璃的抗冲击强度为2.94~9.81MPa,是普通玻璃的1~2倍,但仍属于脆性材料。
属于高强度的微晶玻璃有Li2O-MgO-Al2O3-SiO2、Li2O-ZnO-Al2O3-SiO2、(BaO,PbO)- Al2O3-SiO2-TiO2系统。
当高膨胀系数(90~100)×10-7K-1,25~300℃的微晶玻璃表面被覆上比其膨胀系数小(10~39)×10-7K-1的涂层后,可获得很高的强度。
(2)硬度及耐磨性,微晶玻璃硬度很高,具有突出的耐磨性能,其硬度高于高碳钢、花岗岩,接近淬火工具钢的硬度。
维氏硬度5.9~9.3GPa。
属于高硬度的微晶玻璃有CaO-Al2O3-SiO2、MgO-BaO-Al2O3-CaO-TiO2-GeO2等系统。
(3)弹性模量,微晶玻璃的弹性模量一般为88~98GPa,泊松比为0.215~0.29。
此外,微晶比铝轻,密度值为2.4~2.6g/cm3。
2.2热学性质(1)热膨胀系数,采用不同组成及热处理制度,可以制得多种膨胀系数[α值为(-12~200)×10-7K-1]的微晶玻璃。
如以β-石英为主晶相的Li2O-Al2O3-SiO2系统玻璃(Li2O少),α值为(-4~4)×10-7K-1,最高使用温度为800~850℃,因为这种玻璃是透明的,所以,可代替透明的石英玻璃。
以β-锂辉石为主晶相的Li2O-Al2O3-SiO2系统玻璃(Li2O少),α值为(7~11)×10-7K-1(20~300℃),最高安全使用温度为1170℃,烧至红热态投入水中也不破裂,可用于制烹饪器皿等。
(2)热稳定性,由于微晶玻璃热膨胀系数低,拉伸强度高,所以具有优良的热稳定性。
有的可以经受100~150℃的温度剧变而不破坏,也能在温差400℃的条件下使用。
(3)软化温度,由于微晶玻璃中含有大量晶体,所以在晶体的熔化点以下时,其黏度几乎与温度没有关系。
当晶体融化后,其黏度显著降低。
放在微晶玻璃所含晶体的熔化温度以下时,它有比一般玻璃高得多的使用温度。
荷重软化温度为560~1340℃。
微晶玻璃在25~40℃时比热容为(7.74~9.2)×102J/(kg·K)。
微晶玻璃的导热性比较低,是热绝缘材料,各种微晶玻璃25℃时的热导率为0.796~4.19W/(m·K)。
2.3化学稳定性微晶玻璃的耐酸耐碱性高于一般玻璃,大致同硼硅酸盐玻璃相当。
对王水有非常高的稳定性,仅有轻微的侵蚀。
例如,以β-石英为主晶相的微晶玻璃,在90℃时与15%HCl作用,经24h,其侵蚀量为0.04%~0.05%,以β-锂辉石为主晶相的微晶玻璃则为0.02%~0.03%。
2.4光学性质光敏微晶玻璃具有感光显影性质,可像一般照相胶片一样地进行曝光和显影。
以Au、Ag和Cu等金属为成核剂的玻璃,用镂空图案的铅皮、照相底片等贴在玻璃表面,然后用紫外线照射进行曝光,曝光后的玻璃加热到高于退火温度进行热处理,最终,被紫外线照射部分就微晶化或着色,而没有被照射部分仍然颜色不变或透明的,从而所需的图案就在玻璃中显示出来了。
热处理过程也称为显影过程。
2.5电学性质(1)介电常数,一般玻璃的介电常数为4~20,最高的是40(25℃,1000Hz),以BaTiO3、NaNbO3、PbTiO3为主晶相的强介电性微晶玻璃(BaO/PbO)-TiO2-Al2O3-SiO2,Na2O-Nb2O4-SiO2系统,其介电常数高于100.一般微晶玻璃在高频、高温的条件下也有很高的介电常数(5~10)。
温度变化对其影响很小,在25~800℃间,相差仅为0.3%。
在高频温度条件下,微晶玻璃击穿电压也非常高,一般为(2.3~7.1)×107V/cm,无碱微晶玻璃(MgO/BaO)-Al2O3-SiO2,其主晶相为堇青石,有良好电绝缘性,其电阻率为108.6Ω·com。
(2)介电损失系数,高温高频条件下,微晶玻璃介电损失系数甚低,某些微晶玻璃在1010Hz、500℃时为0.01.上述三种强介电性微晶玻璃,25℃时1000Hz 的介电损失系数为0.008~0.025。
2.6微晶玻璃的应用微晶玻璃具有许多优良的性能,如密度小、质地致密、没有气孔、不透水、不透气、软化温度高、化学稳定性及热稳定性好、机械强度及硬度高、电学性能优良等,因此在许多领域得到广泛的应用。
3.生产工艺及设备介绍3.1水淬烧结法二步成型生产工艺3.1.1原料:生产微晶玻璃常用原料有:石英砂岩、长石、方解石、纯碱、金属氧化物、碳酸钡、硫酸钡、氧化钙、碳酸钾、钛白粉及其它添加剂等。
具体要求如下:石英砂岩:要求SiO2含量为97±0.3%,Al2O3含量为1.3±0.1%,Fe2O3<0.1%。
颗粒度要求0.125~0.71mm的占95%以上,小于0.125mm的<5%,含水率要求不超过4%。
方解石:要求CaO含量≥54%,颗粒度要求在12目~80目。
长石:要求SiO2含量达70%,Al2O3为15±0.5%,Fe2O3为0.4±0.02%;颗粒度要求28目全通过。
纯碱:要求Na2CO3≥98%,NaCl≤0.7%,颗粒度为12目全通过。
氧化锌:纯度要求是97%的粉料。
氧化钠:为工业纯粉料,颗粒度为40目左右。
硫酸钡:为工业纯粉料,颗粒度<200目。
氟化钙:要求纯度>96%。
其它为工业纯粉料等。
3.1.2采用技术生产微晶玻璃所采用的技术主要包括以下几项: 化学成分控制技术; 玻璃熔化技术;玻璃微晶化技术; 产品精整技术;3.1.3生产工艺流程(1)各种原辅材料按原料采购标准采购进库,按比例混匀送入窑头料仓。
其工艺流程如下:(2)把混匀原料送进熔窑进行高温熔化澄清后通过流液道流入料池,流下时用加压水枪冲水急冷,使玻璃体水淬成6mm 以下的玻璃颗粒后脱水排升,再靠自身温度烘干,过筛后提升进熟料仓备用。
其工艺流程如下:(3)把玻璃晶体按各种规格装车成型后推入晶化退火炉中高温成型晶化退火。
其工艺流程如下:(4)对成型晶化的产品进行磨、抛、切裁、形成成品。
(5)成品经检测后包装入库总的工艺流程为:3.2主要设备微晶玻璃生产所用主要设备包括混料及配料机、皮带输送机、提升机、电加热设备、马蹄形熔化窑、燧道窑、喷枪、各种风机、锯切磨抛等冷加工设备等。
4.微晶玻璃发展前景微晶玻璃作为一种可选择的装饰材料,只能是一种“调味品”。
从短期来看,它仍然无法与天然石材的自然属性相比。
而天然石材具有资源的有限性,从长远看,存在微晶玻璃部分替代天然石材的可能性。
由于微晶玻璃产品成本较高,导致市场价格偏高,加之市场对这种新产品的认识度偏低。
因而,将大大制约其使用和发展。
目前,微晶玻璃的应用主要局限于公共建设和商业建筑的内外墙及地面,而进入家庭则很少。
此外,至今还没有我国的微晶玻璃打入国际市场。
因此,要做大微晶玻璃产品这块市场,就必须让更多建筑、设计师、装饰装修企业、施工企业以及广大的业主了解和喜欢上这种产品,并想方设法让其走进寻常百姓家,千方百计抢占国际市场。
要实现这个目标,现有的生产企业必须面对地未来市场、联手合作、增加品种、降低成本,进行市场宣传和产品推广,多去国外参加展销等经贸活动,共同做好市场推广培育工作,并不断开发扩展应用领域。
同时,正准备上马的企业应停止上马,采取收购,兼并那些已上马而效益不好的微晶玻璃生产企业,注入新的成熟技术和经营理念,启动行业发展。
这样,微晶玻璃作为一种新型建材产品才会进一步发展壮大。