锂铝硅玻璃的研究进展

与传统的钠钙硅玻璃和高铝玻璃相比,锂铝硅玻璃具有网络结构致密、弹性模量较高和适宜两步法化学钢化等特点,被视为第三代高强玻璃基板,可用作电子信息产品盖板、航空透明器件以及舰船、特种车辆的观察窗口等。目前,锂铝硅玻璃的研究主要涉及:(1)探究锂铝硅玻璃的“组成-结构-性能”本构关系,为设计优化高性能锂铝硅玻璃提供理论指导和性能预测;(2)改进现有溢流和浮法成型方法和装备,满足大尺寸、多厚度和高尺寸精度锂铝硅玻璃成型需要;(3)研究锂铝硅玻璃的两步法化学增强方法,解决表面压应力和应力层深度同步提升难题,显著提高玻璃强度、硬度和抗跌落性能。本文基于上述三个方面综述了锂铝硅玻璃的国内外研究进展。     

锂铝硅微晶玻璃的合成工艺、性能及其影响因素

锂铝硅微晶玻璃（LAS Glass-ceramics）与其他微晶玻璃相比具有极低的热膨胀性能,在光学领域、航空航天领域和微电子领域有巨大的应用潜力,引起了众多研究者的关注。本文通过对近年来国内外锂铝硅微晶玻璃的研究现状进行分析,从锂铝硅微晶玻璃的合成工艺、微结构、性能以及存在的问题等方面进行了总结与讨论,旨在为锂铝硅微晶玻璃新材料的开发和性能改进提供新的思路。     

锂铝硅系微晶玻璃研究与应用现状

微晶玻璃诸多功能使其在现代社会各行各业发挥的作用越来越大，应用领域也越来越广。其中的锂铝硅体系是最具研究价值的微晶玻璃体系之一，其低膨胀、高热稳定及优良的机械性能使之成为一种不可或缺的综合材料。本文对锂铝硅系的微晶玻璃的结构特征和主要形态进行了说明，就目前研究和应用现状作了简单的阐述。     

MgO含量对微晶玻璃结构及性能的影响

锂铝硅系微晶玻璃是一种具有优异的光学、力学性能的微晶玻璃材料。本文制备了以透锂长石和二硅酸锂为主晶相的锂铝硅系透明微晶玻璃,并通过DSC、XRD与SEM研究了MgO含量对该微晶玻璃析晶行为及结构的影响,利用维氏硬度、抗弯强度等测试方法研究了MgO含量对该微晶玻璃力学性能的影响。结果表明,当MgO含量(质量分数)从0%增加至3%,基础玻璃的析晶温度从771 ℃降低至729 ℃,析晶能力增强,微晶玻璃的结晶度从62%增加至72%,晶粒尺寸从29 nm增大至33 nm。随着MgO含量的增加,微晶玻璃中会析出β-石英固溶体,抗弯强度增大。     

化学强化玻璃的发展现状及研究展望

化学强化玻璃因其表面压应力层使玻璃的机械强度提高,被广泛用于电子产品显示屏领域。本文对钠钙玻璃、铝硅玻璃、磷铝硅玻璃、锂铝硅玻璃等的化学强化进行了综述,对进一步通过优化骨干网络结构来提高玻璃本征强度获得更高机械强度的玻璃做出了可行性探索。总结了目前化学强化玻璃面临的问题及发展方向,为相关科学研究和工业生产提供参考。     

热处理对锂铝硅玻璃微观结构及机械性能的影响

锂铝硅玻璃在深加工过程中会经历曲面成形和离子交换等热处理步骤,其压应力分布、结构强度均受到影响。本试验通过单杆静压测试、抗跌落性能测试及拉曼光谱等测试与表征,探究了420～640℃的热处理对锂铝硅玻璃性能的影响。结果表明,在低于玻璃应变点温度60℃至玻璃应变点温度范围内,热处理可以使锂铝硅玻璃机械性能增强,表现为密度提升、单位交换应力值增大、压应力深度减小以及单杆静压强度有所提高;拉曼光谱分析表明,上述温度范围内热处理使玻璃内部呈六元环的硅氧四面体、铝氧四面体的键长变短,对应拉曼振动峰强度下降,网络结构更加致密;而当热处理温度超过应变点,硅氧四面体之间的桥氧开始断裂,形成大量松散的“岛状”结构硅氧四面体,在高温情况下发生移动,机械性能下降。     

锂铝硅玻璃对锆英石溢流砖的侵蚀性研究

玻璃溢流下拉法成型工艺中玻璃组分与溢流砖的匹配性至关重要。通过静态侵蚀实验和界面分析,研究不同组分锂铝硅玻璃对锆英石溢流砖的侵蚀性。实验结果表明：锂铝硅玻璃组成中氧化钠含量对锆英石溢流砖的侵蚀影响显著,氧化钠含量越高,锆英石分解温度越低;相同的玻璃组成,实验温度越高,玻璃对溢流砖的侵蚀越严重。     

化学强化提升薄型锂铝硅玻璃抗冲击性能研究

新一代锂铝硅玻璃逐渐成为航空透明件的主流结构材料,由于其较高的弹性模量和优异的离子交换能力,经过化学增强处理后具有优异的力学性能,能够很好地满足航空透明件轻质、高强的需求。研究了1.8 mm厚度锂铝硅玻璃经过化学增强后的抗冲击性能变化,采用不同增强工艺制备了多组样品进行落球冲击测试,并依据应力包线进行了初步理论计算,探讨了玻璃中心张应力对抗冲击性能的影响。研究结果表明,1.8 mm厚度锂铝硅玻璃表面压应力为930 MPa左右时,应力层深度在130～160μm范围内抗冲击性能较佳,玻璃具备较好的力学性能。     

二强处理的盖板玻璃抗跌落性内在影响因素研究

以锂铝硅玻璃GK7样品为基材,制备不同离子交换时间的化学强化玻璃。借助折原综合应力仪、"张力释放实验"与偏光显微镜探究了化学强化玻璃的截面应力分布,并与高铝硅玻璃GK4样品进行整机跌落对比,分析了裂纹压制层与痕带对抗跌落性能的影响。结果表明:GK7化学强化玻璃表层具有自身厚度20%以上的裂纹压制层,是GK4玻璃的近4倍,其抗跌落性能明显优于高铝硅玻璃。GK7玻璃张应力随着离子交换时间延长而呈现抛物线变化,且伴随着痕带出现-加剧-消失的现象;而以痕带刚出现状态,GK7玻璃抗跌落性能提高50%。     

中国专利文摘（玻璃部分）

具有高热稳定性的硅铝酸锂平板浮法玻璃；无碱铝硼硅酸盐玻璃及其用途；制备硼硅酸盐玻璃的方法；用于生产窗玻璃的深灰色钠钙玻璃组合物；输送被套色玻璃流的方法和装置。     

铝源对溶胶凝胶法制备锂辉石相微晶玻璃特性的影响

采用溶胶-凝胶法制备了具有β锂辉石配比的锂铝硅微晶玻璃,采用3种不同铝源,分别为硝酸铝、硝酸铝与异丙醇铝,硝酸铝与异丙醇铝的摩尔比为1:1,或者完全采用异丙醇铝.在Ai(NO3)3·9H2O为铝源的样品中,在1 300℃煅烧处理后,得到样品的主晶相为β锂霞石相.而完全采用异丙醇铝或部分采用异丙醇铝为铝源的样品中,最终得到的是B-锂辉石相.采用不同铝源制备的样品的热膨胀系数并没有明显差别.800℃煅烧处理得到的样品具有正的膨胀系数,而1 300℃煅烧处理后样品具有负的膨胀系数,合理的设计煅烧处理温度,可以得到在某一测量温度范围内热膨胀系数为零的样品.采用不同铝源制备的锂铝硅微晶玻璃微观结构都为球形晶体颗粒,晶粒尺寸为2～4μm.     

人工神经网络在锂铝硅超低膨胀透明微晶玻璃热处理研究中的应用

人工神经网络在锂铝硅超低膨胀透明微晶玻璃热处理研究中的应用陈建华，孙方明（盐城工业专科学校２２４００３）（华东理工大学２００２３７）ＡｒｔｉｆｉｃｉａｌＮｅｕｒａｌＮｅｔｗｏｒｋｓＡｐｐｌｉｅｄｔｏＳｔｕｄｙｏｆＨｅａｔＴｒｅａｔｍｅｎｔｏｆＬｉｔｈ...     

晶化温度对锂铝硅微晶玻璃热膨胀系数和热稳定性的影响

通过制备锂铝硅基础微晶玻璃,对其进行差热分析,在不同温度下进行晶化处理,对微晶玻璃的热膨胀系数和热稳定性进行测试分析,并讨论了晶化温度对这两种性能的影响。     

溶凝法制造玻璃

千百年来，玻璃一直是通过熔化加入诸如碱、钾或石灰这类助熔剂的硅砂而制得的。这类石灰这类助溶剂的硅砂而制得的。这类混合物的粘性熔体通过烧注可以制得平板玻璃或吹制加工成器皿玻璃。最近几年，无论在科学实验室还是在工业开发中心，新的合成制造法相继问世。久闻其名的溶凝法，无需熔化、只要对呈溶液状的分子前体进行简单的聚合就能制取玻璃。     

国内首条锂铝硅浮法特种玻璃生产线开工建设

4月24日，我国第一条锂铝硅浮法特种玻璃生产线青海耀华特种玻璃股份有限公司锂铝硅浮法特种玻璃生产线在乐都工业园区开工建设。它标志着海东推进以“高、新、轻、优”为发展方向的新型工业化进程迈出实质性步伐。     

铝硅酸盐超薄电子玻璃

论述了铝硅酸盐超薄电子玻璃的特性及其应用,对溢流法与浮法、熔铸法与压延法工艺生产相应超薄电子玻璃的工艺特点进行了对比。同时围绕透明微晶玻璃的材料类型和发展历史,论述其作为电子玻璃应用的性能要求,并对浮法工艺生产锂铝硅微晶玻璃超薄电子玻璃的技术难点进行了探讨。     

熔铸耐火材料抗盖板玻璃熔体侵蚀行为研究

本文以熔铸耐火材料为研究对象进行抗盖板玻璃熔体侵蚀试验,采用化学分析、岩相分析和电子显微镜能谱分析等测试分析方法,对比研究钠钙玻璃熔体、高铝玻璃熔体和锂铝玻璃熔体对熔铸耐火材料的侵蚀行为。结果表明,玻璃熔体中的碱金属离子向耐火材料中的玻璃相扩散,导致玻璃相黏度降低,同时耐火材料中刚玉相溶解,斜锆石分散,主体结构遭到破坏,并形成界面层。界面层内存在富铝含锆的玻璃相,由于高铝玻璃和锂铝玻璃氧化铝含量高,表面张力大,界面层内的玻璃相聚集在试样周围且扩散慢,从而阻止了侵蚀的发展。玻璃熔体的侵蚀速率为钠钙玻璃熔体＞高铝玻璃熔体＞锂铝玻璃熔体。     

锂铝硅透明微晶玻璃的发朦现象研究

锂铝硅透明微晶玻璃的发朦现象研究陈建华，孙方明（盐城工业专科学校２２４００３）（华东理工大学２００２３７）ＳｔｕｄｙｏｎＨａｚｅｄＳａｍｐｌｅｓｏｆＴｒａｎｓｐａｒｅｎｔＬｉｔｈｉｕｍＡｌｕｍｉｎｏｓｉｌｉｃａｔｅＧｌａｓｓ－Ｃｅｒａｍｉｃｓ￥Ｃｈｅ...     

TFT-LCD基板玻璃的研究与发展

无碱铝硼硅酸盐玻璃因为其优越的理化性能作为TFT-LCD面板理想的基板材料.详细介绍了TFT-LCD基板玻璃组成发展历史和工艺流程,并对TFT-LCD基板玻璃采用狭缝下引法、浮法以及熔融溢流法三种成形技术的特点与应用状况进行分析比较;最后阐述了无碱铝硼硅系统玻璃的研究现状及进展,总结了SiO2-Al2 O3-B2 O3-RO(R=Mg、Ca、Sr、Ba)系统玻璃各组成对结构、性能的影响.     

钙镁铝硅系浮法玻璃的渗锡与平衡厚度

以CaO-MgO-Al2O3-SiO2系玻璃为研究对象,采用N2保护气氛炉,通过石墨槽模拟浮法工艺锡槽环境,研究基础玻璃在不同温度和不同时间下的抛光过程.结果表明:钙镁铝硅玻璃在1120 ～ 1200℃温度范围内,样品最大渗锡量随温度的降低而减少,且在1 140℃之后基本保持不变.与钠钙硅浮法玻璃进行对比,结合粘度-温度曲线,确定钙镁铝硅玻璃合适的浮抛温度为1160℃.钙镁铝硅玻璃在1160℃时于锡液上停留4 min,平衡厚度达到8.25mm,且其平衡厚度大于钠钙硅玻璃的平衡厚度,钙镁铝硅玻璃最佳浮抛制度为浮抛温度1160℃,浮抛时间4 min,为钙镁铝硅系微晶玻璃的浮法生产提供理论依据.