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 - Ceramics
Shuai Cong Liu
（Inorganic Nonmetallic Materials Engineering1301class，Hunan Institute of Technology
Department 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 development
1 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。
