微晶玻璃简述
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肖特微晶玻璃参数-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以如下编写:肖特微晶玻璃是一种新型的玻璃材料,具有独特的结构和性能特点。
它可以在较低的温度下制备出具有高度有序的微晶结构,具有较高的抗热震性、抗压性和抗蠕变性能,透光性和电绝缘性能也优异。
因此,肖特微晶玻璃在各个领域都有广泛的应用前景。
本文将对肖特微晶玻璃的参数进行深入研究和探索。
首先,我们将介绍肖特微晶玻璃的定义和特点,包括其结构、成分和性能等方面的特点。
其次,我们将详细讨论肖特微晶玻璃的制备方法和工艺参数,包括烧结温度、烧结时间、冷却速率等参数的影响及其优化方法。
最后,我们将探讨肖特微晶玻璃在工业和科研领域的应用前景,并强调对肖特微晶玻璃参数的研究和探索的重要性。
通过对肖特微晶玻璃参数的深入研究和探索,我们可以更好地理解其制备过程和性能特点,为进一步优化制备工艺、提高产品质量和开发新的应用领域提供理论和实践基础。
本文的研究将有助于推动肖特微晶玻璃在多个领域的应用,为材料科学和工程技术发展作出贡献。
1.2文章结构文章结构部分的内容应包括对整篇文章的组织、篇章分布以及各个章节的主题和内容的介绍。
例如:文章结构本文按照以下结构进行安排。
首先,在引言部分,将对肖特微晶玻璃的参数进行简要概述,并介绍文章的结构和目的。
其次,在正文部分,将详细探讨肖特微晶玻璃的定义和特点。
包括该材料的基本概念、组成成分以及其在物理和化学性质上的特殊之处。
同时,也会介绍目前的制备方法和工艺参数,包括合成过程中的温度、时间、压力等关键因素,以及对其性能和品质的影响。
最后,在结论部分,将展望肖特微晶玻璃在工业和科研领域的应用前景,并强调研究和探索肖特微晶玻璃参数的重要性。
结论部分将对整篇文章进行总结,并提出未来进一步研究的方向和问题。
通过以上结构的安排,读者将能够全面了解肖特微晶玻璃参数的相关内容,从而对该领域的研究和应用有一个整体的认识。
接下来,我们将从引言部分开始,深入探讨这一主题。
一、什么是微晶玻璃微晶玻璃(CRYSTOE and NEOPARIES)又称微晶玉石或陶瓷玻璃。
是综合玻璃、石材技术发展起来的一种新型建材。
因其可用矿石、工业尾矿、冶金矿渣、粉煤灰、煤矸石等作为主要生产原料,且生产过程中无污染,产品本身无放射性污染,故又被称为环保产品或绿色材料。
微晶玻璃集中了玻璃、陶瓷及天然石材的三重优点,优於天石材和陶瓷,可用於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。
二、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。
玻璃玻璃是一种具有无规则结构的非晶态固体。
微晶玻璃微晶玻璃是通过基础玻璃在加热过程中进行控制晶化而制得的一种含有大量微晶体的多晶固体材料。
胶凝材料在物理化学作用下,能从浆体变成坚固的石状体,并能胶结其它物料而有一定机械强度的物质,统称为胶凝材料。
水泥凡细磨材料与水混合后成为塑性浆体,经一系列物理化学作用凝结硬化变成坚硬的石状体,并能将砂石等散状材料胶结成为整体的水硬性胶凝材料,通称为水泥。
硅酸盐水泥由硅酸盐水泥熟料、0%~5%石灰石或粒化高炉矿渣,适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料,称为硅酸盐水泥(即国外通称的波特兰水泥,Portland Cement)。
釉釉是附在陶瓷表面的一种玻璃或玻璃与晶体的连续粘着层。
在陶瓷表面施釉可使其表面平滑、光泽、抗污染性强,降低吸水性,同时提高强度、表面硬度及耐化学腐蚀性,加强了陶瓷容器的装饰性。
铁电效应铁电材料的晶体结构在不加外电场时就具有自发极化现象,其自发极化的方向能够被外加电场反转或重新定向的特性被称为“铁电效应”或“铁电现象”。
耐火材料耐火材料是指耐火度不低于1580℃的无机非金属材料。
一般的,凡具有抵抗高温以及在高温下所产生的物理化学作用的材料统称为耐火材料。
耐火度耐火材料抵抗高温而不变形的性能叫耐火度。
加热时,耐火材料中各种矿物质组成之间会发生反应,并生成易熔的低熔点结合物而使之软化,故耐火度只是表明耐火材料软化一定程度时的温度。
抗热震性材料承受温度急剧变化而不失效的能力。
特种陶瓷特种陶瓷是采用纯度较高的人工合成化合物(如Al2O3 ZrO2、SiC、Si3N4、BN),经配料、成型、烧结而制得。
电介质陶瓷从电学性能角度分类,可将固体材料分为超导体、导体、半导体和绝缘体。
绝缘体(材料)亦称为电介质。
电介质陶瓷即是指电阻率大于108Ω的陶瓷材料,能承受较强的电场而不被击穿。
✓什么是无机非金属材料?大致有哪些种类?无机非金属材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、膨化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。
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。
研究最早的光敏徵晶玻璃和矿渣微晶玻璃即属于这类微晶玻璃。
光敏微晶玻璃中析出的主要晶相为二硅酸锂(LiSi20),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。
二硅酸钾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。
矿渣徵晶玻璃中析出的晶体主要为硅灰石( Casio3)和透辉石(CaMg(SiO2)。
据研究,透辉石具有交织型结构,比硅灰石具有更高的强度、耐磨耐腐蚀性。
采用工业废渣为原料制造的矿渣微晶玻璃不仅具有性能优异、成本低廉、用途广泛等优点,而且对于“三废利用,综合治理环境污染等各方面都极为重要,因而引起了广大研究者的普遍重视铝硅酸盐微晶破璃Li2O-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%(TO2+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(入<0.4um)的B-石英固溶体,这种超细晶粒结构使材料透明。
由于这种微晶玻璃的膨胀系数低于7×x107(0500℃),因此具有优良的抗热震性。
β一石英是介稳的晶体,当晶化温度为1000~1200℃时,就可转变为β-锂辉石。
由于析出的晶粒尺寸为12pum,材料不透明。
β-锂辉石晶体本身有显著的热膨胀各向异性,必须在转变过程中控制晶粒的尺寸。
MgO-Al2O3-SiO2系统这类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,己成为高性能雷达天线保护罩的标准材料。
这些优越的性能主要是因为微晶玻璃中析出的主晶相为青石(2MgO.AAO35SiO2)。
微晶玻璃的发展范文
一、微晶玻璃的介绍
微晶玻璃是一种玻璃制品,其由一种由铝酸盐制成的无机玻璃粉末经
过特殊工艺制成,具有优异的力学性能,在紫外光线作用下易于抛光,有
良好的耐腐蚀性,可对腐蚀性介质或溶液抵抗很好,具有优良的物理机械
性能和化学稳定性,以及无毒无味性。
它广泛应用于许多领域,如轻质材料、激光光学器件等。
二、微晶玻璃的发展历程
微晶玻璃的发展历史可以追溯到20世纪50年代,当时美国航空航天
局(NASA)成功制作出第一种微晶玻璃,它的发展催生了一种新的材料。
此后,微晶玻璃被广泛应用于航空航天、汽车、建筑、医疗、消费品、船
舶等领域,成为各行各业的一种重要材料,并且不断被改进优化。
1、50年代:NASA研制第一种微晶玻璃,并广泛应用于航空航天领域;
2、70年代:由于其优异的性能,微晶玻璃开始被广泛应用于汽车、
建筑、医疗、消费品、船舶等领域;
3、80年代:微晶玻璃的研究和应用进入快速发展阶段,优良的性能
和性价比使其被广泛使用;
4、90年代:镀膜技术在微晶玻璃上的应用技术逐步成熟,优化了微
晶玻璃的性能;。
微晶玻璃热导率-概述说明以及解释1.引言1.1 概述微晶玻璃是一种新型的无机非晶材料,具有结晶态晶体的形态特点,且具备玻璃的非晶性质。
相比于传统晶体和普通玻璃,微晶玻璃具有更高的热导率。
热导率是材料传导热能的能力指标,能够衡量材料导热的效率。
由于微晶玻璃的结构特点,其热导率相比其他材料更高,使得其在热传导方面具有广泛的应用前景。
本文旨在探讨微晶玻璃的热导率以及其影响因素,并探索微晶玻璃热导率的研究意义和应用前景。
首先,我们将介绍微晶玻璃的定义和特点,包括其结晶态晶体形态和玻璃的非晶性质。
其次,我们将重点讨论微晶玻璃热导率的影响因素,包括晶体结构、成分组成、结晶度等。
通过对微晶玻璃热导率影响因素的深入研究,我们可以更好地理解微晶玻璃的热传导机制,并为合理设计微晶玻璃材料提供理论基础。
此外,微晶玻璃的高热导率还使其在热管理领域具有广泛的应用前景,例如用于导热散热材料、集成电路散热器等。
在未来的研究和应用中,我们可以进一步探索微晶玻璃的热导率特性,并开发出更高效的微晶玻璃材料,以满足日益发展的科技领域对优质导热材料的需求。
因此,深入研究微晶玻璃的热导率具有重要的理论和实际意义,将为材料科学和应用技术领域的发展带来重要的贡献。
接下来的章节将详细介绍微晶玻璃的定义和特点,以及热导率的影响因素,希望通过本文的研究,能够对微晶玻璃的热导率有更深入的认识,并为相关领域的研究和应用提供参考和借鉴。
1.2文章结构文章结构是指文章的整体框架和组织方式。
一个良好的文章结构可以帮助读者更好地理解和理解文章的内容,并使文章更具逻辑性和连贯性。
在本文中,文章的结构分为以下几个部分:1. 引言:引言部分主要包括概述、文章结构和目的。
概述部分是对文章主题进行简要介绍,引起读者的兴趣。
文章结构部分给出了整篇文章的组织框架,说明各个章节的内容。
目的部分说明了本文撰写的目的和意义。
2. 正文:正文部分是文章的主体,主要包括微晶玻璃的定义和特点以及微晶玻璃的热导率影响因素。
微晶玻璃的制备原理及其工艺过程Microcrystalline glass, also known as glass ceramics, is a unique material with a fine-crystalline structure that gives it exceptional mechanical, thermal, and chemical properties. 微晶玻璃,也被称为玻璃陶瓷,是一种具有微细晶体结构的独特材料,使其具有优异的机械、热和化学性能。
Its preparation involves a complex process that includes controlled crystallization of glass, which is crucial for achieving the desired properties. 其制备涉及复杂的过程,包括控制玻璃的结晶,这对于获得所需的性能至关重要。
The first step in the preparation of microcrystalline glass involves selecting the appropriate glass composition. 制备微晶玻璃的第一步是选择合适的玻璃成分。
This composition usually consists of silica, alumina, and other metal oxides that promote the formation of crystals upon heat treatment. 这种成分通常由二氧化硅、氧化铝和其他金属氧化物组成,可以促进在热处理过程中晶体的形成。
The glass is then melted in a furnace at high temperatures to ensure homogeneity and eliminate any impurities. 玻璃然后在高温下在熔炉中熔化,以确保均匀性并消除任何杂质。
4性能如前所述,玻璃是一种具有无规则结构的非晶态固体,或称玻璃态物质,从热力学观点出发,它是一种亚稳态,较之晶态具有较高的内能,在一定条件下可转变为结晶态(多晶体)。
对玻璃控制晶化而制得的微晶玻璃具有突破的力学、热学及电学性能。
材料的外在性能取决于它的内在结构。
微晶玻璃也不例外,微晶玻璃的结构取决于晶相和玻璃相的组成、晶体的种类、晶粒的尺寸的大小、晶相的多少以及残留玻璃相的种类及数量。
值得注意的是这种残留玻璃相的组成,通常和它的母体玻璃组成并不一样,因为它缺少了那些参与晶相形成所需的氧化物。
微晶玻璃结构的一个显著特征是拥有极细的晶粒尺寸和致密的结构,并且晶相是均匀分布和杂乱取向的。
可以说微晶玻璃具有几乎是理想的多晶固体结构。
其中晶相和残留玻璃相的比例可以有很大不同,当晶相的体积分数较小时,微晶玻璃为含孤立晶体的连续玻璃基体结构,此时玻璃相的性质将强烈地影响微晶玻璃的性质;当晶相的体积分数与玻璃相大致相等时,就会形成网络结构;当晶相的体积分数较大时,玻璃即在相邻晶体间形成薄膜层,这时微晶玻璃的性质主要取决于主晶相的物理化学性质。
因此微晶玻璃性能既取决于晶相和玻璃相的化学组成、形貌以及其相界面的性质,又取决于它们的晶化工艺。
因为晶体的种类由原始玻璃组成决定,而晶化工艺亦即热处理制度却在很大程度上影响着析出晶体的数量和晶粒尺寸的大小。
①主晶相的种类不同主晶相的微晶玻璃,其性能差别很大。
如主晶相为堇青石(2Mg O·2Al2O3·5SiO2)的微晶玻璃具有优良的介电性、热稳定性和抗热震性以及高强度和绝缘性;主晶相为β-石英固溶体的微晶玻璃具有热膨胀系数低和透明及半透明性能;主晶相为霞石(NaAlSiO4)的微晶玻璃具有高的热膨胀系数,在其表面喷涂低膨胀微晶玻璃釉料后,可以作为强化材料。
通过选取不同的原始玻璃组成及热处理制度,可以得到不同的主晶相,得到不同性能的微晶玻璃,满足不同的需要。
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。
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。
微晶玻璃生产工艺流程微晶玻璃是一种具有高透明度、高硬度和高耐磨性的特殊玻璃材料,广泛应用于光电子、光学仪器、电子显示器等领域。
下面将详细介绍微晶玻璃的生产工艺流程。
1. 原材料准备微晶玻璃的主要原材料包括二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化锌(ZnO)等。
首先需要准备这些原材料,确保其质量符合要求,并按照一定比例进行配比。
2. 材料混合将准备好的原材料按照配比加入到混合设备中,通过搅拌等方式进行均匀混合。
混合时间和速度需要控制得当,确保各种原材料能够充分混合,并形成均匀的颗粒状物料。
3. 粉体制备将混合好的物料送入球磨机中进行粉碎处理。
球磨机内部装有一定数量和大小的钢球,物料在球与球之间不断碰撞和摩擦,从而实现粉碎的目的。
粉体制备的时间和条件需要根据具体情况进行调整,确保得到细腻均匀的粉体。
4. 粉体成型将粉体通过压制机进行成型。
常用的成型方式包括干压成型和注浆成型。
干压成型是将粉体放置在模具中,然后用高压机械对其进行压制,使其形成坯体。
注浆成型是将粉体与一定比例的液体(如水或有机溶剂)混合,形成可流动的糊状物料,然后通过注射设备将糊状物料注入到模具中。
5. 坯体处理经过成型后得到的坯体需要进行一系列处理步骤来提高其致密性和机械强度。
这些处理步骤包括: - 预烧:将坯体放入预烧窑中,在一定温度下进行加热处理。
预烧可以去除坯体中残留的有机物和水分,并改善坯体的结构。
- 烧结:将预烧好的坯体放入高温炉中进行加热处理。
在高温下,坯体中的颗粒会发生结合和熔融,从而形成致密的微晶玻璃材料。
- 磨削:将烧结好的坯体进行磨削,使其表面光滑且尺寸精确。
磨削可以通过机械或化学方法进行。
6. 表面处理经过磨削后的微晶玻璃坯体需要进行表面处理,以提高其光学性能和使用寿命。
常用的表面处理方式有: - 镀膜:将坯体放入真空镀膜设备中,通过物理或化学方法在其表面形成一层薄膜。
镀膜可以改善微晶玻璃的透光性、耐磨性和耐腐蚀性。
3结构众所周知,微晶玻璃是由晶相和玻璃相组成的。
晶相是多晶结构,晶粒细小,比一般结晶材料的晶体要小得多,一般为0.1~0.5μm,晶体在微晶玻璃中为空间取向分布。
在晶体之间残留的玻璃相,玻璃相把数量巨大、粒度细微的晶体结合起来。
在晶体含量方面可以从不含晶体的玻璃,逐渐变化到含有90%以上微晶的多晶体。
而玻璃相的数量可以从5%变化到50%以上。
晶化后残余玻璃相是很稳定的,在一般条件下不会析晶。
因此,微晶玻璃是晶体和玻璃体的复合材料,其性能由两者的性质及数量比例决定。
由于微晶玻璃的结构来源于原始玻璃的组成、结构、分相、析晶以及玻璃熔体的成核和晶体生长过程,因此,本章首先从玻璃的基础知识开始讨论。
3.1玻璃的定义、通性与结构3.1.1玻璃的定义3.1.1.1 广义上的定义玻璃是呈现玻璃转变现象的非晶态固体。
所谓玻璃转变现象是指当物质由固体加热或由熔体冷却时,在相当于晶态物质熔点绝对温度的1/2~2/3温度附近出现热膨胀、比热容等性能的突变,这一温度称为玻璃转变温度。
3.1.1.2 狭义上的定义玻璃是一种在凝固时基本不结晶的无机熔融物,即通常所说的无机玻璃,最常见的为硅酸盐玻璃。
3.1.2玻璃的通性3.1.2.1各向同性硅酸盐熔体内形成的是相当大的、形状不规则的近程有序、远程无序的离子聚合结构,玻璃态结构类似于硅酸盐熔体结构。
因此,玻璃和非晶态的原子排列都是近程有序、远程无序的,结构单元不像晶体那样按定向排列,它们在本质上呈各向同性,例如玻璃态物质各方向的硬度、弹性模量、热膨胀系数、折射率、导电率等都是相同的。
因此,玻璃的各向同性是统计均质结构的外在表现。
3.1.2.2介稳性玻璃在熔体冷却过程中,黏度急剧增大,质点来不及作有规则排列,释放能量较结晶潜热(凝固热)小,因此,玻璃态物质比相应的结晶态物质含有较大的能量。
玻璃不是处于能量最低的稳定状态,而是处于能量的介稳状态,如图3-1所示。
3.1.2.3无固定熔点玻璃态物质由固体转变为液体是在一定的温度范围(软化温度范围)内进行的,不同于结晶态物质,它没有固定的熔点。
目录前言- 1 -1 综述-2 -1.1 微晶玻璃概述- 2 -1.1.1 微晶玻璃的定义及分类- 2 -1.1.2 微晶玻璃的制备工艺- 3 -1.1.2.1 熔融法- 3 -1.1.2.2 烧结法- 4 -1.1.2.3 溶胶一凝胶法- 5 -1.1.2.4 浮法- 6 -1.2 矿渣微晶玻璃- 6 -1.2.1 矿渣微晶玻璃的国内外研究现状- 6 -1.2.2 矿渣微晶玻璃的分类及应用- 7 -1.2.2.1 矿渣微晶玻璃的分类- 7 -1.2.2.2 矿渣微晶玻璃的应用- 8 -1.3 粉煤灰的特点、危害及利用现状- 10 -1.3.1 粉煤灰资源状况的特点- 10 -1.3.2 粉煤灰的危害- 10 -1.3.3 粉煤灰的综合利用现状- 11 -参考文献- 12 -前言对矿产资源进行综合开发利用是社会经济物质发展的基础,同时也是我们人类社会发展的基本前提和根本保证。
目前世界上90%的工业产品和17%以上的生活消费品直接依赖于矿物原料,且随着人类社会经济的不断发展,我们对于矿产资源及其后续产品的需求与日俱增。
大量矿产资源的开发利用给我们带来丰富生产原料的同时,也带来了大量的尾矿和生产过程中的工业废渣。
其中最多的就是钢厂在炼制过程中排放的废弃钢渣。
钢渣是炼钢时产生的一种工业废渣,其数量一般为粗钢产量的12%~20%。
我国的钢产量已超过4.5亿吨,钢渣产生量达0.7亿吨以上。
可是,我国钢渣利用率很低,还不到20%,大量钢渣的弃置堆积,不仅浪费资源,而且占用了大量的土地,也造成了严重的环境污染。
因此,将钢渣作为二次资源进行开发利用是钢铁企业发展循环经济,实现可持续发展的重要课题。
国外很早就开展了利用废钢渣制造高附加值陶瓷产品的研究。
美国有人利用钢铁炉渣制造出富CaO的微晶玻璃,具有比普通玻璃高2倍的耐磨性及较好的耐化学腐蚀性。
西欧有人用废钢铁炉渣制造出透明玻璃和彩色玻璃陶瓷,可用作墙面装饰块及地面瓷砖。
微晶玻璃简要概述刘帅聪(无机非金属材料工程1301班,湖南工学院材料与化学工程学院湖南衡阳 421002)摘要微晶玻璃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。
由于其机械强度高、热膨胀性可调、抗热震性好、耐化学腐蚀、介电损耗低、电绝缘性好等优越的综合性能,已在许多领域得到广泛的应用。
关键词微晶玻璃特点制备工艺应用发展Brief Introduction of Glass - CeramicsShuai Cong Liu(Inorganic Nonmetallic Materials Engineering1301class,Hunan Institute of TechnologyDepartment of Material and Chemical Engineering Hunan Hengyang 421002)Abstract:Crystalline glass is a composite solid material containing a large amount of microcrystals and vitreous bodies obtained by controlling crystallization during the heating process by the base glass or other materials. Because of its high mechanical strength, adjustable thermal expansion, good thermal shock resistance, chemical resistance, low dielectric loss, good electrical insulation properties such as superior performance, has been widely used in many fields.Key words: glass - ceramics, characteristics, preparation technology, application development1 引言微晶玻璃又名玻璃陶瓷,它是指将加有形核剂(个别可不加)的特定组成的基础玻璃,通过控制结晶变成具有一种或多种微晶体和残余玻璃相的复合材料,即在非晶态的玻璃内均匀分布着大量(体积百分比约占95%~98%)的随机取向的微小陶瓷晶体(通常小于10μm)。
其机械强度高,绝缘性能优良,介电损耗少,介电常数稳定,热膨胀系数可在很大范围调节,耐化学腐蚀,耐磨,热稳定性好,使用温度高的良好性能。
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。
2 微晶玻璃的分类微晶玻璃的分类方法很多。
从外观可分为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;按照性能可分为耐高温、耐热冲击、高强度、耐磨、易机械加工、低膨胀、低介电损耗、强磁性和生物相容等微晶玻璃;按基础玻璃组成可分为硅酸盐、铝硅酸盐、硼酸盐及磷酸盐等微晶玻璃。
【1】3 微晶玻璃的特点微晶玻璃采用不同于陶瓷的制造工艺,与普通玻璃相近,但特性与陶瓷却迥然不同。
因为当玻璃中充满微小晶体后(每立方厘米约十亿晶粒),玻璃固有的性质产生变化,即由非晶形变为具有金属内部晶体结构的玻璃结晶材料。
微晶玻璃比高炭钢硬、比铝轻,机械强度比普通玻璃高6倍多,耐磨性不亚于铸石,热稳定性良好(加热900℃骤然投入5℃冷水而不炸裂),电绝缘性能与高频瓷接近,化学稳定性与硼硅酸玻璃相同,不怕酸碱侵蚀。
微晶玻璃板色彩丰富而均匀,无色差,光泽柔和晶莹,外观酷似天然石材,而机械性能1、化学稳定性、耐久性和表面光洁度等方面都超过花岗石。
1、丰富的色泽和良好的质感通过工艺控制可以生产出各种色彩、色调和图案的微晶玻璃蚀面材料。
其表面经过不同的加工处理又可产生不同的质感效果。
抛光微晶玻璃的表面光洁度远远高于天然石材,其光泽亮丽,使建筑物豪华和气派。
而毛光和亚光微晶玻璃可使建筑平添自然厚实的庄重感,所以微晶玻璃可以在色泽和质感上能很好地满足设计者的要求。
2、色调均匀天然花岗石难以避免明显的色差,这是其固有的缺陷。
而微晶玻璃易于实现颜色均匀,达到更辉煌的装饰效果。
尤其是高雅的纯白色微晶玻璃,更是天然石材所望尘莫及的。
3、永不浸湿、抗污染凡由天然石材装修的墙面,经过雨雪浸淋都会留下湿纹,而且一连数月甚至更长时间都无法恢复原状。
这种缺陷是因为天然石材有一定的吸水性,导致其渗水、渗碱,甚至渗泥浆,从而影响其原有色泽甚至产生污染和浸湿石材表面。
而微晶玻璃则具有玻璃不吸水的天然特性,所以不易污染,其豪华外观不但不受任何雨雪的侵害,反而还借此“天雨自涤”的机会而备增光辉,能全天候地永葆高档建筑的堂皇。
由于易于清洁,从建筑物的维护和保养方面考虑,可以大大降低维护成本【2】。
4、优良的机械性能和化学稳定性微晶玻璃是无机材料经高温精制而成,其结构均匀细密,比天然石材更坚硬、耐磨、耐酸碱等,即使暴露于风雨及被污染的空气中也不会变质、褪色。
5、高度的破裂安全性仿石材的微晶玻璃有多种。
某公司生产的一种内部结构像花岗石那样的颗粒状组织的微晶玻璃,即便强力冲击引起破裂,其破裂规律也和花岗石一样,只形成三岔裂纹,裂口迟钝不伤手。
而一般的玻璃或其它仿石材微晶玻璃,则会出现蛛网粉碎状,成为不安全因素。
6、高度环保性能微晶玻璃不含任何放射性物质,确保了环境无放射性污染。
尽管抛光微晶玻璃功能达到近似于玻璃的表面光洁度,但光线不论从任何角度照射,都可形成自然柔和的质感,毫无光污染。
7、规格齐全,易加工成型根据需要可以生产各种规格、厚度的平板和弧形板、由于微晶玻璃可用加热方式加工成型,所以其弧形板加工简单、经济。
微晶玻璃的生产工艺,除具有上述微晶化温度低和晶化速度快的特点外,还具有质地细腻,加工光泽度高,不风化,不吸水,可加工成曲面的特点。
微晶玻璃的外观可与玛瑙、玉石、鸡血石等名贵石材相近,装饰效果良好。
4 微晶玻璃的制备工艺微晶玻璃的制备方法根据其所用原材料的种类、特性、对材料的性能要求而变化,主要有熔融法、烧结法、溶胶-凝胶法、二次成型工艺、强韧化技术等。
4.1 熔融法微晶玻璃最早采用的制备方法就是熔制法,直到今天熔制法仍是制备微晶玻璃的主要方法。
熔制法的主要工艺过程为:将一定量的晶核剂加入到玻璃原料中,充分混合均匀制成玻璃配合料,于1500~1600℃高温下熔制,均化后将玻璃成型,经退火后在一定温度下进行核化和晶化,以获得晶粒细小且结构均匀的微晶玻璃制品。
熔融法可采用技术成熟的玻璃成型工艺来制备复杂形状的制品,便于机械化生产。
由玻璃坯体制备的微晶玻璃在尺寸上变化不大,组成均匀,不存在气孔。
空隙等陶瓷中常见的缺陷,因而微晶玻璃不仅性能优良且具有比陶瓷更高的可靠性。
4.2 烧结法烧结法是使玻璃粉末产生颗粒粘结,然后经过物质迁移使粉末产生强度并导致致密化和再结晶的过程,烧结的推动力是粉状物料的表面能大于多晶烧结体的晶界能。
烧结微晶玻璃是将玻璃颗粒通过受控烧结、结晶制得。
与普通陶瓷烧结不同的是,烧结微晶玻璃是将玻璃颗粒进行烧结,在加热、烧结过程中,玻璃本身还发生成核析晶现象。
析晶有利于提高烧结体的强度和美化外观装饰效果,但同时也增加玻璃的粘度,阻碍粘性流动,甚至使烧结难于进行。
因此,烧结法生产微晶玻璃要求基础玻璃在较低的粘度下具有一定的析晶能力,并且其表面析晶速度不宜太大。
其目的是为了使烧结时的致密化和晶化过程发生在不同的温度区域,以减少析晶对致密化的干扰。
在微晶玻璃的烧结和结晶过程中,控制适当的表面析晶速率是获得低气孔率微晶玻璃的关键。
烧结法制备微晶玻璃的工艺流程如下:配料→熔制→水淬→粉碎→过筛→成型→烧结→加工优点是:(1)基础玻璃的熔制温度与熔融法相比较,熔融温度低且时间短,因此该法适于需要高温才能熔融的玻璃制备微晶玻璃。
(2)烧结法还有一个显著的特点,即玻璃经过水淬后,颗粒细小,表面积增加,比熔融法制得的玻璃更易于晶化,因而有时可以不使用晶核剂。
(3)生产过程易于控制,很容易实现机械化、自动化生产,便于目前建筑陶瓷厂的转型。
(4)产品质量好,成品率高,厚度及规格可变,能够生产大尺寸制品。
其缺点是:(1)在实际生产中,由于晶相和玻璃相结构的不同,在经过高温处理后的冷却过程中,不可避免的会在微晶玻璃制品中产生应力,这种应力的存在,将会给产品带来一定的缺陷。
(2)由于烧结法是疏松颗粒烧结,堆积密度小,且这种材料是热的不良导体,造成表面和内部温差大,往往造成表面先封闭,内部气孔难以排除,烧结变形大,表面呈致密化深度浅(2mm左右),这严重影响其外观质量和成品率。
模具从室温加热到1200℃总会有或多或少的变形,这些都严重影响该行业的发展。
(3)烧结法制备的微晶玻璃材料存在一定的气孔,对其性能带来很不利的影响,也大大降低了产品的成品率【3】。
4.3 溶胶一凝胶法溶胶-凝胶技术是低温合成材料的一种新工艺,其原理是将金属有机或无机化合物作为先驱体,经过水解形成凝胶,再在较低温度下烧结,得到微晶玻璃。
同熔融法和烧结法不同,溶胶-凝胶法在材料制备的初期就进行控制,材料的均匀性可以达到纳米甚至分子级水平。
该方法的好处是:(1)其制备温度远低于传统方法,同时可以避免某些组分挥发、侵蚀容器、减少污染;(2)其组成完全可以按照原始配方和化学计量准确获得,(3)在分子水平上直接获得均匀的材料;(4)可扩展组成范围,制备传统方法不能制备的材料。
溶胶-凝胶法的缺点是生产周期长,成本高,环境污染大。
另外,凝胶在烧结过程中有较大的收缩,制品容易变形【4】。
5 微晶玻璃的应用微晶玻璃具有很多优异的性能,如:机械强度高、热膨胀性可调、抗热震性好、耐化学腐蚀、低的介电损耗、电绝缘性好等优越的综合性能;使得这种材料不仅具有较好经济效益,而且有希望代替更具传统性的材料。
目前已在许多领域得到广泛的应用。
5.1 机械力学材料上的应用利用微晶玻璃耐高温、抗热震、热膨胀性可调等力学和热学性能,制造出各种满足机械力学要求的材料。
据B. Porher , Amucha 报道,用PVD法把Al2O3—SiO2系微晶玻璃涂层蒸镀到汽车金属轴承上,可提高轴承的耐磨性、表面光滑性和散热性。
利用云母的可切削性和定向取向性制备出高强和可切削加工的微晶玻璃。