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微晶玻璃 第一章

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关于微晶玻璃的知识你知道多少

关于微晶玻璃的知识你知道多少

关于微晶玻璃的知识你知道多少微晶玻璃（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。

微晶玻璃装饰板是一种由适当玻璃颗粒经烧结与晶化，制成的微晶体和玻璃的混合体。

其质地坚硬、密实均匀，且生产过程中污染，产品本身无放射性污染，是一种新型的环保绿色材料。

微晶玻璃眼是采用德国劳莎地区产的冰晶石特种玻璃材料制作的义眼，其材料是一种功能性微晶玻璃材料，性能优于一般玻璃、陶瓷、天然石材，不带电荷的非离子中性无机材料，物理化学性质极为稳定，不释放任何有害物质，耐磨耐腐蚀，生物相溶性和生物活性很好，材料表明极为光滑，湿润性好，不引起人体组织过敏炎症反应，经过170多年的临床使用、充分验证了的、目前世界最佳性能的义眼材料。

此义眼产品于2004年7月由劳莎玻璃义眼和华中科技大学同济医院眼科合作首次引进中国，2005年5月正式投入中国市场。

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。

光学零件加工流程综述(完整版)

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光学零件加工技术

概述
光学零件加工技术
光学零件加工技术
光学零件加工技术

光学零件（按形状分）
透镜：
棱镜：
光学零件加工技术
平面镜：

工艺条件

特殊零件加工
形状特殊、材料特殊
第一章 光学材料

一、光学材料的种类
光学玻璃：
光学晶体：
KDP类型晶体
第一章 光学材料
光学塑料：
光学玻璃: ①是光学设计最常用的光学材料； ②为满足光学设计对多种光学常数、高度均匀性、高度透明性 及化学稳定性的要求，应具有复杂的组成和严格的熔炼过程。
第一章 光学材料
（一）光学玻璃与普通玻璃的区别: ①折射率： 普通玻璃的组成：SiO2+Na2O+CaO 光学玻璃的组成：成分复杂
现代光学玻璃所含元素几乎遍及化学元素周期表，每一 种光学玻璃都要由硅、磷、硼、铅、钾、钠、钡、钙、砷、 铝等多种氧化物组成。
②高度透明： ③高度均匀性：各点各处的光学常数和其它一些物理化学性质
以毛坯光程差最大方向之最大部分测的为准。
第一章 光学材料
选取原则：
①干涉仪和天文仪，只能使用双折射为第1类的玻璃。
②对于高精度的望远镜、准直镜和复制显微镜的物镜以及反射镜，玻璃 的应力双折射应该是第2～3类。 ③照相物镜使用双折射第3～4类玻璃。 ④聚光镜、普通仪器的目镜、放大镜采用双折射第4～5类玻璃。
（四）石英玻璃
1．优良的光谱特性，在0.2～4.7μm光谱范围内。
2．耐高温、热膨胀系数小，它的熔化温度在1713℃以上，软 化温度是1580℃±10℃。
3．化学稳定性好，耐碱性差。
4．机械性能高。 （五）光学功能材料

第一章 概述

第一章 概述

快离子导体玻璃可做成离子选择 性电极、超薄型全固体二次电池、 各种敏感传感器等。硫属化物玻璃 属于电子导体玻璃，它具有半导体 性质、红外透过性、低熔点等特性， 可用于制造开关及存储元件、红外 光纤、低熔封材料等。
• 电致变色玻璃（Smart Glass）也是 玻璃家族的一个新成员。在复层玻 璃表面镀上透明导电膜电极，膜电 极间涂上作为发色层的变价金属氧 化物，其颜色随价态不同而变化。 通过含有电子和离子的电解质层加 上电压时，金属的价态会发生变化， 从而导致玻璃的颜色变化。
2、电功能玻璃
电功能玻璃一般包括
快离子导体玻璃、 电子导体玻璃、 （离子、电子）混合导体玻璃 （如电致变色玻璃） 延迟线玻璃等。
普通玻璃是不导电的，常温下的 电导率极低，但玻璃体中含有银、 铜、钛、锂、钠等一价离子时，电 导率却高出许多倍，这种玻璃叫离 子导体玻璃。
这些一价离子在电位梯度的作用下， 通过间隙或空位发生迁移，从而达到导 电的目的。当然，离子除带有电荷外， 还具有一定的大小和质量，在固体中移 动困难。因此，必须要求固体中存在有 利于离子移动的特殊结构，并且空位的 数目要大于导电离子的数目。非晶态的 玻璃恰好能满足上述要求。
• 延迟线玻璃可使电信号延迟一定时 间，即将电信号转变为超声波通过 玻璃，可使信号延迟数十微秒，因 此可用于电视机，录象机的画面处 理。这种玻璃一般为铅硅酸盐玻璃。
3、磁功能玻璃 法拉第旋转玻璃（磁光玻璃） 计算机磁盘玻璃
• 将玻璃放入磁场中，光通过玻璃时， 光的偏振面会发生正向或反向旋转， 这种玻璃叫法拉第旋转玻璃。这种 玻璃一般含有铊、铅、碲、铽等， 可用来做偏光或检偏光元件、光开 关、光隔离器等。
普通玻璃分类及用途
普通玻璃的特点：
透光性（透明）、耐久性、气密性、耐热性、 电绝缘性、组成多样性、易成型性、可加工性等。

光学零件加工(总)

光学零件加工(总)

第一章 光学材料
种类： 透紫外线玻璃（ZWB）、紫色玻璃（ZB）、青色（蓝色） 玻璃（QB）、绿色玻璃（LB）、透红外线玻璃（HWB）、 防护玻璃（FB）、透紫外线白色玻璃（BB等）。
（二）中性玻璃 特点：在可见光区域内能比较均匀地降低光源的光强度，而不
改变其光谱成分。 作用：主要是做中性滤光片、减光镜。 牌号：AB1，AB2，AB3……，AB10等。
三、无色光学玻璃的质量指标（七项）
（一）折射率、色散系数的允差及一致性 折射率：表示光在空气中的传播速度与在玻璃中的传播
速度之比。 n=C/V （nd、nF、nc） 色散系数：不同波长的光经过折射后，出射点不同。
υd= nd-1
nF-nC
用中部色散nF-nc衡量
第一章 光学材料
① nd、υd的允差（允许差值） 分 0 、 1 、 2 、 3 、 4 四类
我国光学玻璃标准规定：将玻璃分为2大类，用K代表冕牌 玻璃，F代表火石玻璃。每一大类又进一步按nd及υd分为18 个品种。
第一章 光学材料
❖ 冕 牌 玻 璃（8个）： 火 石 玻 璃（10个）：
第一章 光学材料
2、牌号：ZF9（1～99） 其中F——种类；ZF——品种；ZF9——牌号
同一品种玻璃，它的折射率大致相同相差不多。
第一章 光学材料
选取原则： ①对于位置靠近或处于像平面上的零件，其材料不允许有气 泡，应使用第0类玻璃。 ②大倍率观察仪器的分划板、分度盘、平行光管、分辨率板， 应采用0类和1类玻璃。 ③照相物镜、双筒望远镜和大地测量仪器的物镜，允许选用 2类D、E级玻璃材料。 ④在望远镜和大口径照像物镜中允许气泡度为E级。
第一章 光学材料
❖ 例如：K9的成分
由 SiO2：69.13%；B2O3：10.75%；K2O：6.29%； Na2O：10.40%；As2O3：0.36%；BaO：3.07%。

关于编制微晶玻璃板项目可行性研究报告编制说明

关于编制微晶玻璃板项目可行性研究报告编制说明

微晶玻璃板项目可行性研究报告编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司编制时间：高级工程师：高建关于编制微晶玻璃板项目可行性研究报告编制说明（模版型）【立项 批地 融资 招商】核心提示：1、本报告为模板形式，客户下载后，可根据报告内容说明，自行修改，补充上自己项目的数据内容，即可完成属于自己，高水准的一份可研报告，从此写报告不在求人。

2、客户可联系我公司，协助编写完成可研报告，可行性研究报告大纲（具体可跟据客户要求进行调整）编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司专业撰写节能评估报告资金申请报告项目建议书商业计划书可行性研究报告目录第一章总论 (1)1.1项目概要 (1)1.1.1项目名称 (1)1.1.2项目建设单位 (1)1.1.3项目建设性质 (1)1.1.4项目建设地点 (1)1.1.5项目主管部门 (1)1.1.6项目投资规模 (2)1.1.7项目建设规模 (2)1.1.8项目资金来源 (3)1.1.9项目建设期限 (3)1.2项目建设单位介绍 (3)1.3编制依据 (3)1.4编制原则 (4)1.5研究范围 (5)1.6主要经济技术指标 (5)1.7综合评价 (6)第二章项目背景及必要性可行性分析 (7)2.1项目提出背景 (7)2.2本次建设项目发起缘由 (7)2.3项目建设必要性分析 (7)2.3.1促进我国微晶玻璃板产业快速发展的需要 (8)2.3.2加快当地高新技术产业发展的重要举措 (8)2.3.3满足我国的工业发展需求的需要 (8)2.3.4符合现行产业政策及清洁生产要求 (8)2.3.5提升企业竞争力水平，有助于企业长远战略发展的需要 (9)2.3.6增加就业带动相关产业链发展的需要 (9)2.3.7促进项目建设地经济发展进程的的需要 (10)2.4项目可行性分析 (10)2.4.1政策可行性 (10)2.4.2市场可行性 (10)2.4.3技术可行性 (11)2.4.4管理可行性 (11)2.4.5财务可行性 (11)2.5微晶玻璃板项目发展概况 (12)2.5.1已进行的调查研究项目及其成果 (12)2.5.2试验试制工作情况 (12)2.5.3厂址初勘和初步测量工作情况 (13)2.5.4微晶玻璃板项目建议书的编制、提出及审批过程 (13)2.6分析结论 (13)第三章行业市场分析 (15)3.1市场调查 (15)3.1.1拟建项目产出物用途调查 (15)3.1.2产品现有生产能力调查 (15)3.1.3产品产量及销售量调查 (16)3.1.4替代产品调查 (16)3.1.5产品价格调查 (16)3.1.6国外市场调查 (17)3.2市场预测 (17)3.2.1国内市场需求预测 (17)3.2.2产品出口或进口替代分析 (18)3.2.3价格预测 (18)3.3市场推销战略 (18)3.3.1推销方式 (19)3.3.2推销措施 (19)3.3.3促销价格制度 (19)3.3.4产品销售费用预测 (20)3.4产品方案和建设规模 (20)3.4.1产品方案 (20)3.4.2建设规模 (20)3.5产品销售收入预测 (21)3.6市场分析结论 (21)第四章项目建设条件 (22)4.1地理位置选择 (22)4.2区域投资环境 (23)4.2.1区域地理位置 (23)4.2.2区域概况 (23)4.2.3区域地理气候条件 (24)4.2.4区域交通运输条件 (24)4.2.5区域资源概况 (24)4.2.6区域经济建设 (25)4.3项目所在工业园区概况 (25)4.3.1基础设施建设 (25)4.3.2产业发展概况 (26)4.3.3园区发展方向 (27)4.4区域投资环境小结 (28)第五章总体建设方案 (29)5.1总图布置原则 (29)5.2土建方案 (29)5.2.1总体规划方案 (29)5.2.2土建工程方案 (30)5.3主要建设内容 (31)5.4工程管线布置方案 (32)5.4.1给排水 (32)5.4.2供电 (33)5.5道路设计 (35)5.6总图运输方案 (36)5.7土地利用情况 (36)5.7.1项目用地规划选址 (36)5.7.2用地规模及用地类型 (36)第六章产品方案 (38)6.1产品方案 (38)6.2产品性能优势 (38)6.3产品执行标准 (38)6.4产品生产规模确定 (38)6.5产品工艺流程 (39)6.5.1产品工艺方案选择 (39)6.5.2产品工艺流程 (39)6.6主要生产车间布置方案 (39)6.7总平面布置和运输 (40)6.7.1总平面布置原则 (40)6.7.2厂内外运输方案 (40)6.8仓储方案 (40)第七章原料供应及设备选型 (41)7.1主要原材料供应 (41)7.2主要设备选型 (41)7.2.1设备选型原则 (42)7.2.2主要设备明细 (43)第八章节约能源方案 (44)8.1本项目遵循的合理用能标准及节能设计规范 (44)8.2建设项目能源消耗种类和数量分析 (44)8.2.1能源消耗种类 (44)8.2.2能源消耗数量分析 (44)8.3项目所在地能源供应状况分析 (45)8.4主要能耗指标及分析 (45)8.4.1项目能耗分析 (45)8.4.2国家能耗指标 (46)8.5节能措施和节能效果分析 (46)8.5.1工业节能 (46)8.5.2电能计量及节能措施 (47)8.5.3节水措施 (47)8.5.4建筑节能 (48)8.5.5企业节能管理 (49)8.6结论 (49)第九章环境保护与消防措施 (50)9.1设计依据及原则 (50)9.1.1环境保护设计依据 (50)9.1.2设计原则 (50)9.2建设地环境条件 (51)9.3 项目建设和生产对环境的影响 (51)9.3.1 项目建设对环境的影响 (51)9.3.2 项目生产过程产生的污染物 (52)9.4 环境保护措施方案 (53)9.4.1 项目建设期环保措施 (53)9.4.2 项目运营期环保措施 (54)9.4.3环境管理与监测机构 (56)9.5绿化方案 (56)9.6消防措施 (56)9.6.1设计依据 (56)9.6.2防范措施 (57)9.6.3消防管理 (58)9.6.4消防设施及措施 (59)9.6.5消防措施的预期效果 (59)第十章劳动安全卫生 (60)10.1 编制依据 (60)10.2概况 (60)10.3 劳动安全 (60)10.3.1工程消防 (60)10.3.2防火防爆设计 (61)10.3.3电气安全与接地 (61)10.3.4设备防雷及接零保护 (61)10.3.5抗震设防措施 (62)10.4劳动卫生 (62)10.4.1工业卫生设施 (62)10.4.2防暑降温及冬季采暖 (63)10.4.3个人卫生 (63)10.4.4照明 (63)10.4.5噪声 (63)10.4.6防烫伤 (63)10.4.7个人防护 (64)10.4.8安全教育 (64)第十一章企业组织机构与劳动定员 (65)11.1组织机构 (65)11.2激励和约束机制 (65)11.3人力资源管理 (66)11.4劳动定员 (66)11.5福利待遇 (67)第十二章项目实施规划 (68)12.1建设工期的规划 (68)12.2 建设工期 (68)12.3实施进度安排 (68)第十三章投资估算与资金筹措 (69)13.1投资估算依据 (69)13.2建设投资估算 (69)13.3流动资金估算 (70)13.4资金筹措 (70)13.5项目投资总额 (70)13.6资金使用和管理 (73)第十四章财务及经济评价 (74)14.1总成本费用估算 (74)14.1.1基本数据的确立 (74)14.1.2产品成本 (75)14.1.3平均产品利润与销售税金 (76)14.2财务评价 (76)14.2.1项目投资回收期 (76)14.2.2项目投资利润率 (77)14.2.3不确定性分析 (77)14.3综合效益评价结论 (80)第十五章风险分析及规避 (82)15.1项目风险因素 (82)15.1.1不可抗力因素风险 (82)15.1.2技术风险 (82)15.1.3市场风险 (82)15.1.4资金管理风险 (83)15.2风险规避对策 (83)15.2.1不可抗力因素风险规避对策 (83)15.2.2技术风险规避对策 (83)15.2.3市场风险规避对策 (83)15.2.4资金管理风险规避对策 (84)第十六章招标方案 (85)16.1招标管理 (85)16.2招标依据 (85)16.3招标范围 (85)16.4招标方式 (86)16.5招标程序 (86)16.6评标程序 (87)16.7发放中标通知书 (87)16.8招投标书面情况报告备案 (87)16.9合同备案 (87)第十七章结论与建议 (89)17.1结论 (89)17.2建议 (89)附表 (90)附表1 销售收入预测表 (90)附表2 总成本表 (91)附表3 外购原材料表 (93)附表4 外购燃料及动力费表 (94)附表5 工资及福利表 (96)附表6 利润与利润分配表 (97)附表7 固定资产折旧费用表 (98)附表8 无形资产及递延资产摊销表 (99)附表9 流动资金估算表 (100)附表10 资产负债表 (102)附表11 资本金现金流量表 (103)附表12 财务计划现金流量表 (105)附表13 项目投资现金量表 (107)附表14 借款偿还计划表 (109) (113)第一章总论总论作为可行性研究报告的首章，要综合叙述研究报告中各章节的主要问题和研究结论，并对项目的可行与否提出最终建议，为可行性研究的审批提供方便。

第一章

第一章

第一章材料工艺概述
●玻璃块重新加热到一定温度，使其晶化则能形 成微晶玻璃和各种多晶体、单晶体。 ●如微晶玻璃的高强度、高韧性，熔铸耐火材料 的高致密度和优良的抗高温侵蚀性能，铸石板 （cast stone)的高耐磨性等。 ●一些人工晶体，如人造氟云母、锂云母、多晶 CaF2 等是先制成熔体，然后形成晶体。因此，其 特点是在玻璃工艺的基础上，再加一个晶化过程。
第一章材料工艺概述
（三）砖瓦、陶瓷、耐火材料类 ●砖瓦（brick and tile）、陶瓷(ceramic)工业是 最古老的工业，它是利用天然微细矿物粘土的可塑 性、易烧结性、经成形制成坯体，再经高温烧成。 ●这里的热处理过程称烧成或烧结，它是通过粉体 间的固相反应，或形成液相产生固液反应、气固反 应，使粉体间产生强度。 ●制品中常有各种原料的残余相，有反应物，析出 物，是一个结构复杂的烧结体。根据烧结体致密度 的不同，可分陶器、半瓷器（炻器）、瓷器等。
绪论
在距今五六千年的史前和古代建筑中，已大量使用 石灰和石膏等胶凝材料。 19世纪初，英国人J·阿斯普丁（Aspdin）发明用硅 酸盐矿物和石灰原料，经高温煅烧制成波特兰水泥 （Portland cement）（又称硅酸盐水泥），从而开 始了高强度水硬性胶凝材料的新纪元。
上述的主要成分均为硅酸盐，长期以来，在 学术界和工业生产部门中将其称为硅酸盐材 料。
第一章材料工艺概述
（二）玻璃、玻璃纤维、铸石、人工晶体类 ●玻璃-----高粘度的熔融体急冷而成型。 ●熔融体也可制得玻璃纤维-----一个独立的工业分 支－－特种光导玻璃纤维。 ●玻璃 → 后加工（深加工）。分热加工和冷加工。 热加工主要有热应力钢化、夹层、热喷涂、烤花等。 冷加工包括碾磨抛光、雕刻、喷花、蚀刻、制镜等。

Chap 6 微晶玻璃


热稳定性好 由于微晶玻璃α值低，抗张强度高，所以具 有优良的热稳定性。有的可以经受5-1000℃的温度剧变而
不破坏，也能在温差高达400℃的条件下使用。
软化温度高 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，其粘度几乎与温度没有关系。故在微晶
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℃。
微晶玻璃的应用
主要性能
低膨胀、耐高温、耐热冲击 高强度
应用实例
天文反射望远镜、气体激光谐振器镜的支持棒、炊具、餐具、高温电光源用玻璃、 实验室用加热器具、高温热交换器、代石英玻璃 汽车、轮船、飞机、火箭、卫星的结构材料、墙体材料、饰面材料、电热线保护 管、小型绝缘子、电线管道衬垫、封接材科 轴承、气缸、活塞、纺织机导线杆、研磨设备内衬及研磨刀具、离合器、地板、 楼梯踏板、导槽、料斗、流槽、水利漩流器锥体
温度制度中，需选择合适的晶化速度。
五、微晶玻璃的加工
表面涂层
在具有高膨胀系数的微晶玻璃制品表面，在高温下涂覆一 薄层膨胀系数较低的玻璃，冷却后，因两者膨胀系数的不
同，涂层产生压应力，而微晶玻璃本体产生张应力。根据 材料的强度理论，涂层的压应力将提高制品的强度。采用 该方法强化微晶玻璃，一般可提高强度2-4倍。 表面涂层的增强方法，只适用于膨胀系数大的微晶玻璃。 对于低膨胀的微晶玻璃，一般采用离子交换的方法进行强
电学性能微晶玻璃的应用主要性能应用实例低膨胀耐高温耐热冲击天文反射望远镜气体激光谐振器镜的支持棒炊具餐具高温电光源用玻璃实验室用加热器具高温热交换器代石英玻璃高强度汽车轮船飞机火箭卫星的结构材料墙体材料饰面材料电热线保护管小型绝缘子电线管道衬垫封接材科高硬度耐磨轴承气缸活塞纺织机导线杆研磨设备内衬及研磨刀具离合器地板楼梯踏板导槽料斗流槽水利漩流器锥体易机械加工可机械钻孔切削生产要求耐腐蚀耐热冲击及加工精度高的部件代不锈钢塑料耐腐蚀化工管道球磨机的球衬垫高纯化化工产品生产设备透明耐高温耐热冲击高温观察窗化学输送管道阀泵低介电损耗雷达罩集成电路的基极丝网印刷介电体强介电性透明彩色电视材料

微晶玻璃发展简史和基础知识概要


五、工程微晶玻璃
耐磨板
可用矿山尾矿、炉渣、粉煤灰等为主要原料制成耐磨型微晶 玻璃。
Materials Science and Engineering
耐磨板 投资指南
固定资产投资：3800万元 耐磨板每天成品总产量：1500平方米（12mm
厚） 耐磨板成本：60元/m2 耐磨板出厂价：160元/m2 耐磨板市场价：220元/m2 每天毛利：15万元 每年毛利：15万元/天×300天=4500万元
厚） 装饰板成本：80元/m2 红、绿、黑装饰板出厂价：200元/m2 红、绿、黑装饰板市场价：300元/m2 每天毛利：24万元 每年毛利：24万元/天×300天=7200万元
Materials Science and Engineering
五、工程微晶玻璃
微晶玻璃管道
Materials Science and Engineering
五、工程微晶玻璃
微晶玻璃阀门
Materials Science and Engineering
五、工程微晶玻璃
微晶玻璃垫圈
Materials Science and Engineering
六、泡沫微晶玻璃
以炉渣、粉煤灰、尾矿、石粉为主 要原料，制成均匀气孔的轻质陶瓷。
容重轻、强度高、隔音、耐火以及 保温性能优越等特点，可作为墙体 的砌块或内外墙体的保温层，其外 表面还可粘贴瓷砖，具有节能、降 耗的作用。
四、华清玉的衍生
华清玉
瓮安玉
桦田玉
红山玉
Materials Science and Engineering
红山玉装饰板
Materials Science and Engineering
红山玉地面板

微晶玻璃可行性研究报告

微晶玻璃可行性研究报告微晶玻璃可行性研究报告（一）摘要：本文是对微晶玻璃的可行性研究报告。

微晶玻璃是一种新型的玻璃材料，具有很高的透明度和抗击打性能。

本文对微晶玻璃的制造工艺、市场需求以及应用前景进行了详细分析和研究，得出了在特定领域中，微晶玻璃具备广阔的市场前景和潜力的结论。

1. 引言微晶玻璃是一种由微观晶粒组成的玻璃材料，其晶粒大小通常在纳米到亚微米的量级。

由于微晶玻璃具有比普通玻璃更高的透明度和强度，它在一些特定领域具备广阔的应用前景。

因此，本研究旨在探讨微晶玻璃的可行性，从而为相关领域的研究人员和企业决策者提供参考依据。

2. 微晶玻璃的制造工艺微晶玻璃的制造工艺是实现其透明度和抗击打性能的重要保证。

现阶段，微晶玻璃的制造主要通过熔融法、溶胶-凝胶法和热机械处理法等方法实现。

2.1 熔融法熔融法是制造微晶玻璃的传统方法。

通过将玻璃原料加热至熔点，然后迅速冷却，可以得到较小晶粒尺寸的微晶玻璃。

然而，熔融法制备的微晶玻璃在晶粒尺寸和分布上存在一定的难度，同时生产成本较高。

2.2 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法采用溶胶的形式制备微晶玻璃。

通过溶解玻璃原料并得到凝胶状态，然后经过干燥、热处理等环节，最终得到微晶玻璃。

溶胶-凝胶法可以控制晶粒尺寸和分布，且制备过程较为简单，是目前制备微晶玻璃的主要方法之一。

2.3 热机械处理法热机械处理法通过热机械力学作用来制备微晶玻璃。

通过在玻璃材料中施加外力，例如拉伸或压缩，可以改变玻璃结构并得到微晶玻璃。

热机械处理法具有制备工艺简单、成本较低的优点，但对于制备微晶玻璃的晶粒尺寸和分布控制有一定的挑战。

3. 微晶玻璃的市场需求微晶玻璃具有优异的透明度和抗击打性能，在一些特定领域中具备广阔的市场需求。

3.1 手机显示屏微晶玻璃可以应用于手机显示屏的保护层，可以提供更高的透明度和抗击打性能，提高用户体验，并有效保护显示屏不受外界物理损伤。

3.2 光学器件由于微晶玻璃的高透明度，它可以作为光学器件的基底材料，例如激光器的窗口、光学镜片等，可以提高光学器件的传输效率和使用寿命。

Glass-1

30
• Chemical stability Stable in acid and alkali solutions • Optical property 光敏微晶玻璃：具有感光显影性质 • Electrical property Insulating material
31
6. 微晶玻璃的核化、晶化与成核剂 微晶玻璃的核化、
29
5. Properties of microcrystal glass
• Mechanical property Strength: higher than normal glass Hardness: high wear resistance • Thermal property Coefficient of expansion: vary (low) Thermal stability: good Softening temperature: high
• 气凝胶玻璃：从外观和透明度来看， 气凝胶玻璃：从外观和透明度来看， 与普通玻璃类似， 与普通玻璃类似，但它具有保温性 耐热性高，吸音性强， 好，耐热性高，吸音性强，阻燃等 特点。 特点。 可用作耐热玻璃， 可用作耐热玻璃，防火门构 太阳聚光镜屋面， 件，太阳聚光镜屋面，节能建筑窗 隔热玻璃等。 隔热玻璃等。
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• 玻璃作为计算机磁盘的基板：其硬 玻璃作为计算机磁盘的基板： 度足够，无需外加类似涂层， 度足够，无需外加类似涂层，也不 会产生塑性形变， 会产生塑性形变，因此玻璃作为磁 记录盘的基板材料优于其他软性材 料。
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要求： 要求： 玻璃板一定要做到表面光滑， 玻璃板一定要做到表面光滑，不能 有疙瘩缺陷，以免与磁头相碰。 有疙瘩缺陷，以免与磁头相碰。 玻璃基板要平坦，不能弯曲变形， 玻璃基板要平坦，不能弯曲变形， 以免磁头与磁盘表面相撞。 以免磁头与磁盘表面相撞。 基板表面也不得有坑，槽，划伤之 基板表面也不得有坑， 类的缺陷。 类的缺陷。
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1 1 绪论 1.1 微晶玻璃的定义 1.1.1 定义及特性 微晶玻璃（glass-ceramic）又称玻璃陶瓷，是将特定组成的基础玻璃，在加热过程中通过控制晶化而制得的一类含有大量微晶相及玻璃相的多晶固体材料。 玻璃是一种非晶态固体，从热力学观点看，它是一种亚稳态，较之晶态具有较高的内能，在一定的条件下，可转变为结晶态。从动力学观点看，玻璃熔体在冷却过程中，黏度的快速增加抑制了晶核的形成和长大，使其难以转变为晶态。微晶玻璃就是人们充分利用玻璃在热力学上的有利条件而获得的新材料。 微晶玻璃既不同于陶瓷，也不同于玻璃。微晶玻璃与陶瓷的不同之处是：玻璃微晶化过程中的晶相是从单一均匀玻璃相或已产生相分离的区域，通过成核和晶体生长而产生的致密材料；而陶瓷材料中的晶相，除了通过固相反应出现的重结晶或新晶相以外，大部分是在制备陶瓷时通过组分直接引入的。微晶玻璃与玻璃的不同之处在于微晶玻璃是微晶体（尺寸为0.1～0.5μm）和残余玻璃组成的复相材料；而玻璃则是非晶态或无定形体。另外微晶玻璃可以是透明的或呈各种花纹和颜色的非透明体，而玻璃一般是各种颜色、透光率各异的透明体。 尽管微晶玻璃的结构、性能及生产方法与玻璃和陶瓷都有一定的区别，但是微晶玻璃既有玻璃的基本性能，又具有陶瓷的多相特征，集中了玻璃和陶瓷的特点，成为一类独特的新型材料。 微晶玻璃具有很多优异的性能，其性能指标往往优于同类玻璃和陶瓷。如热膨胀系数可在很大范围内调整（甚至可以制得零膨胀甚至是负膨胀的微晶玻璃）；机械强度高；硬度大，耐磨性能好；具有良好的化学稳定性和热稳定性，能适应恶劣的使用环境；软化温度高，即使在高温环境下也能保持较高的机械强度；电绝缘性能优良，介电损耗小、介电常数稳定；与相同力学性能的金属材料相比，其密度小但质地致密，不透水、不透气等。并且微晶玻璃还可以通过组成的设计来获取特殊的光学、电学、磁学、热学和生物等功能，从而可作为各种技术材料、结构材料或其他特殊材料而获得广泛的应用。 微晶玻璃的性能主要决定于微晶相的种类、晶粒尺寸和数量、残余玻璃相的性质和数量。以上诸因素，又取决于原始玻璃的组成及热处理制度。热处理制度不但决定微晶体的尺寸和数量，而且在某些系统中导致主晶相的变化，从而使材料性能发生显著变化。另外，晶核剂的使用是否适当，对玻璃的微晶化也起着关键作用。微晶玻璃的原始组成不同，其主晶相的种类不同，如硅灰石、β-石英、β-锂辉石、氟金云母、尖晶石等。因此通过调整基础玻璃成分和工艺制度，就可以制得各种符合性能要求的微晶玻璃。 1.1.2 微晶玻璃的种类 目前，问世的微晶玻璃种类繁多，分类方法也有所不同。通常按微晶化原理分为光敏微晶玻璃和热敏微晶玻璃；按基础玻璃的组成分为硅酸盐系统、铝硅酸盐系统、硼硅酸盐系统、硼酸盐和磷酸盐系统；按所用原料分为技术微晶玻璃（用一般的玻璃原料）和矿渣微晶玻璃（用工矿业废渣等为原料）；按外观分为透明微晶玻璃和不透明微晶玻璃；按性能又可分为耐高温、耐腐蚀、耐热冲击、高强度、低膨胀、零膨胀、低介电损耗、易机械加工以及易化学蚀刻等微晶玻璃以及压电微晶玻璃、生物微晶玻璃等。表1-1列出了常用微晶玻璃的基础组成、主晶相及其主要特性。 表1-1常用微晶玻璃的组成、主晶相及主要特性 基础玻璃 组成 主晶相 主要特性 硅酸盐玻璃 Na2O-CaO-MgO-SiO2 Na2O-Nb2O3-SiO2 PbO-TiO2-SiO2 Li2O-MnO-Fe2O3-SiO2 F-K2O-MgF2-MgO-SiO2 氟锰闪石 NaNbO3 钛酸铅（PbTiO3） MnFe2O4 四硅酸云母（KMg2.5Si4O10F2） 易熔融 强介电性、透明 强介电性 强磁性 易机械加工 铝 硅 酸 盐 Li2O（少）－Al2O3-SiO2 Li2O（少）－Al2O3-SiO2 Li2O（少）－Al2O3(多)－SiO2 β－锂辉石（Li2O·Al2O3·4SiO2） β－石英 β－锂辉石＋莫来石 白色不透明 透明 白色不透明、耐腐蚀 Li2O-Al2O3-SiO2-P2O5 β－石英 低膨胀 2

玻 璃 Li2O-Al2O3-SiO2-B2O3 Li2O-MgO-Al2O3-SiO2 β－石英

β－锂辉石 Li2O（多）-Al2O3（少）-SiO2 Na2O-Al2O3-SiO2 Na2O-MgO-Al2O3-SiO2 Li2O·2SiO2 霞石（Na2O·Al2O3·2SiO2） 霞石＋钡长石（BaO·Al2O3·2SiO2） 高膨胀

Li2O-MgO-Al2O3-SiO2 Li2O-ZnO-Al2O3-SiO2 Li2O（多）－Al2O3-SiO2 β－锂辉石 硅酸锌 Li2O·SiO2,Li2O·2SiO2 易熔、透明、低膨胀高强度 易熔、高强度 可光照、蚀刻 MgO-Al2O3-SiO2 BaO-Al2O3-SiO2 BaO-Al2O3-SiO2-TiO2 PbO-Al2O3-SiO2-TiO2 Na2O-Nb2O-SiO2-TiO2 堇青石（2MgO·2Al2O3·5SiO2） 六方硅铝钡石（BaO·Al2O3·2SiO2） ③钡长石、金红石 ④钛酸铅 ⑤PbNb2O7 NaNbO3 ③低介电损耗、耐热、高强度、绝缘性好 ④耐热、低膨胀性、强介电性、高强度 ⑤强介电性

ZnO-Al2O3-SiO2 ZnO-MgO-Al2O3-SiO2 BaO-Al2O3-SiO2 钙黄长石 尖晶石 莫来石 透明、耐热、低膨胀

CaO-Al2O3-SiO2 MgO-BaO-CaO-Al2O3-TiO2-CeO2 β－硅灰石（CaO·SiO2）、钙长石 钛硅钇铈石（Ce2Ti2·SiO2）等 耐腐蚀、耐磨 耐酸、抗冲击、耐磨 F-K2O-MgO-Al2O3-SiO2 CaO-MgO-Al2O3-SiO2 氟金云母 透辉石、钙黄长石 易机械加工

硼酸盐、 硼硅酸盐玻璃 B2O3-BaO-Fe2O3 PbO-ZnO-B2O3 ZnO-SiO2-B2O3 PbO-ZnO-B2O3-SiO2 BaO·6Fe2O3 硅锌石（2ZnO·SiO2） β-2PbO·B2O3 α-2PbO·B2O3 强磁性 耐腐蚀 耐腐蚀、低膨胀、封接性好 高膨胀封接料

微晶玻璃的组成在很大程度上决定其结构和性能。按照化学组成微晶玻璃主要分为四类：硅酸盐微晶玻璃，铝硅酸盐微晶玻璃，氟硅酸盐微晶玻璃，磷酸盐微晶玻璃。 硅酸盐微晶玻璃 简单硅酸盐微晶玻璃主要由碱金属和碱土金属的硅酸盐晶相组成，这些晶相的性能也决定了微晶玻璃的性能。研究最早的光敏微晶玻璃和矿渣微晶玻璃属于这类微晶玻璃。光敏微晶玻璃中析出的主要晶相为二硅酸锂（Li2Si2O5），这种晶体具有沿某些晶面或晶格方向生长而成的树枝状形貌，实质上是一种骨架结构。二硅酸锂晶体比玻璃基体更容易被氢氟酸腐蚀，基于这种独特的性能，光敏微晶玻璃可以进行酸刻蚀加工成图案、尺寸精度高的电子器件，如磁头基板、射流元件等。矿渣微晶玻璃中析出的晶体主要为硅灰石（CaSiO3）和透辉石[CaMg(SiO3)2]。据研究，透辉石具有交织型结构，比硅灰石具有更高的强度、更好的耐磨耐腐蚀性。 铝硅酸盐微晶玻璃 它包括Li2O-Al2O3-SiO2系统、MgO-Al2O3-SiO2系统、Na2O-Al2O3-SiO2系统、ZnO-Al2O3-SiO2系统。Li2O-Al2O3-SiO2系统是一个重要的系统，因为从这个系统可以得到低膨胀系数的微晶玻璃。当引入4%（质量分数）（TiO2+ZrO2）作晶核剂时，玻璃中能够析出大量的钛酸锆晶核。在850℃左右热处理时，这些晶核上能够析出直径小于可见光（λ＜0.4μm）的β-石英固熔体，这种超细晶粒结构使微晶玻璃材料透明。MgO-Al2O3-SiO2系统的微晶玻璃具有优良的高频电性能、较高的机械强度（250～300MPa）、良好的抗热震性和热稳定性，已成为高性能雷达天线保护罩材料。Na2O-Al2O3-SiO2系统中引入一定量的TiO2，可以获得以霞石（NaAlSiO4）为主晶相的微晶玻璃。由于这类微晶玻璃具有很高的热膨胀系数（100×10-7℃-1左右），可以在材料表面涂一层膨胀系数较低的釉以强化材料。ZnO-Al2O3-SiO2系统玻璃组成或热处理制度不一样，析出的晶 3

体类型也不一样，在850℃以下，只析出透锌长石（ZnO·Al2O3·8SiO2），而在950～1000℃析出锌尖晶石（ZnO·Al2O3）和硅锌矿（2ZnO·SiO2）。 氟硅酸盐微晶玻璃 它包括片状氟金云母型和链状氟硅酸盐型。片状氟金云母晶体沿（001）面容易解理，而且晶体在材料内紊乱分布，使得断裂时裂纹得以绕曲或交叉，而不至于扩展，破裂仅发生于局部，从而可以用普通刀具对微晶玻璃进行各种加工。云母晶体的相互交织将玻璃基体分隔成许多封闭或半封闭的多面体，增加了碱金属离子的迁移阻力。同时，由于云母晶体本身是一种优良的电介质材料，因此云母型微晶玻璃具有优良的介电性能。链状氟硅酸盐微晶玻璃中可析出氟钾钠钙镁闪石（KNaCaMg5Si8O22F2）及氟硅碱钙石[Na4K2Ca5Si12O30(OH,F)4]。当主晶相为针状的氟钾钠钙闪石晶体时，这种晶体在材料中致密紊乱分布，形成交织结构，分布在方石英、云母及残余玻璃相中，可使断裂时裂纹绕过针状晶体产生弯曲的路径，因而具有较高的断裂韧性（3.2MPa·m1/2）和抗弯强度（150 MPa）。由于其热膨胀系数高达115×10-7℃-1（0～100℃），可在材料表面施以低膨胀釉，使抗弯强度提高到200 MPa。 磷酸盐微晶玻璃 氟磷灰石微晶玻璃已经从含氟的钙铝磷酸盐玻璃以及碱镁钙铝硅酸盐玻璃中制备出来，它具有生物活性，现已成功地被植入生物体中。 1.2 微晶玻璃的发展历史及在材料科学中的作用 1.2.1 发展历史 由玻璃制备多晶材料的思想可追溯到18世纪，那时人们就知道玻璃在适当的温度下，经过足够时间的热处理后，会失透或结晶。法国科学家鲁米汝尔就进行过以玻璃制备多晶材料的尝试，但是他没有完成对晶化的控制，而这对于制造真正的微晶玻璃是非常必要的。 从20世纪30年代开始，由玻璃体结晶而形成致密的陶瓷的想法已得到了较高的关注。但微晶玻璃的研制成功并实现工业化，则始于20世纪50年代末，1957年美国康宁公司著名的玻璃化学家，此次发现对以后的研究是非常有意义的。Stookey在研究感光玻璃时，无意中发现了所制得的玻璃具有较高的机械强度，他意识到这种玻璃在结构上与其他的玻璃是有所不同的。他把感光后的不透明玻璃加热到比平常热处理温度更高的温度，获得了微晶玻璃重要的基本发现。他发现玻璃并没有熔化，而是转变为不透明的多晶陶瓷材料，这种材料所具有的机械强度比原始玻璃有明显的提高，而且其他的性质，如电绝缘性也得到了显著的改善。 在早期的微晶玻璃材料研究中，人们发现这种从玻璃到陶瓷的形态转变中，制品并没有像陶瓷材料一样发生变形。显然，材料中微小的金属晶体成为了玻璃中的主晶相析晶的晶核剂。大量分布均匀的晶核的存在，保证了晶体的均匀生长以及晶体骨架的形成，使得玻璃制品在温度升高时能保持一定的强度。1959年，Stookey在锂铝硅玻璃中加入二氧化钛作为晶核剂，制成了强度高、耐热冲击好、热膨胀系数低的微晶玻璃。从而获得了以二氧化钛为晶核剂的范围很广的玻璃组成。英国的，众多研究者对微晶玻璃的组成、晶核剂、析晶理论以及成形工艺等方面进行了广泛、深入的研究。 自微晶玻璃出现以来，在性能、制造工艺等诸方面都有了较大的突破。其中人们对Li2O-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃研究得最为透彻。该系统微晶玻璃无论在研制、开发、工业化生产方面，还是在理论研究方面都取得了很大的成就。Li2O-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃的主晶相多为β-锂霞石、β-锂辉石及β-石英固熔体等，具有优良的耐热冲击性、较高的强度和较低的甚至接近于零或负数的热膨胀系数，因此引起玻璃工作者的广泛关注。 CaO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃也是研究得较为深入的一类微晶玻璃。1960年，前苏联的Kitaigorodski首先研制成功了矿渣微晶玻璃，1966年第一条辊压法制造微晶玻璃的生产线建成并投入生产。近些年来，国内外玻璃科学工作者对CaO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃的主晶相多为β-硅灰石，一般不外加晶核剂。借助表面成核析晶机理，利用烧结法制造的该系统微晶玻璃，具有强度高，耐酸、碱性好，表面纹理清晰，质感突出，且生产原料丰富、生产成本低等优异性能。其外观十分近似大理石、花岗岩等天然石材，且性能优于天然石材，成为天然石材的理想替代产品。 目前，除了以上两种常用系统的微晶玻璃外，还开发研制出了很多种不同系统的微晶玻璃，如磷酸盐微晶玻璃、氟酸盐系列微晶玻璃以及硫系微晶玻璃等。 1.2.2 我国建筑装饰用微晶玻璃的发展历史