功能微晶玻璃的研究现状及发展趋势

功能微晶玻璃是由非晶态无机材料经受控晶化而获得的一类具有均匀致密微晶结构的新型功能材料。综述了具有良好的光学，电学，磁学和生物等功能的微晶玻璃的研究现状，探讨了功能微晶玻璃的发展趋势及值得关注的几个问题。     

超低膨胀微晶玻璃产业现状及发展趋势

超低膨胀微晶玻璃主要是指以Li2O、Al2O3，SiO2为主要成分的玻璃经过严格的受控晶化处理后形成以β-石英固溶体为主晶相的透明微晶玻璃。     

Li2 O-ZnO-SiO2系微晶玻璃的结晶行为与热膨胀变化规律

以Li2O-ZnO-SiO2系统为基础玻璃组成,通过DTA、XRD、SEM及热膨胀系数等测试手段分别对不含Al2O3和含5wt%Al2O3的微晶玻璃的结晶行为、结构和热膨胀变化规律进行了研究探讨.结果表明,高热膨胀相方石英微晶体较快生长的温度为750℃左右,Al2O3部分取代SiO2后对方石英的析出有阻碍作用,同时导致低热膨胀锂辉石微晶体的生成.     

微晶玻璃焊料在连接过程中的晶化行为研究

采用一种添加Li₂O和Fe₂O₃的CaO-Al₂O₃-SiO₂基微晶玻璃连接氧化铝陶瓷。通过采用热分析(DTA)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射分析(XRD)等方法, 研究了微晶玻璃焊料在连接过程中的晶化行为及其对接头力学性能的影响。结果表明, 在传统的晶化处理过程中, 此玻璃中能够析出锂辉石(LiAlSi₂O₆)、硅灰石(CaSiO₃)、钙铁镏石(Ca₃Fe₂Si₃O₁₂)和钙长石(CaAl₂Si₂O₈)四种晶体。然而, 当采用此玻璃连接氧化铝陶瓷时, 微晶玻璃的晶化过程与连接工艺密切相关。由于缺少足够的形核驱动力, 采用焊后直接冷却的连接工艺只能获得完全玻璃态的接头中间层。通过在降温过程中引入形核-晶化的热处理工艺, 促进了玻璃中间层的晶化, 并且能够通过改变晶化温度来调整中间层的相组成。另外, 晶化相的种类对接头力学性能有重要影响。当中间层中只形成钙长石时, 接头强度达到247.5 MPa; 而当中间层中有锂辉石或钙铁镏石析出时, 接头强度仅为10~135 MPa。     

氧化钛添加量对微晶玻璃系统中晶化过程及材料性能的影响

用ｘ－ｒａｙ衍射分析，差热分析及扫描电镜等方法，探讨了氧化钛添加量对基础玻璃的晶化速率，晶相组成与微观结构以及微晶下班部分性能的影响。结果表明：添加适量的氧化钛将形成中间相，通过中间相诱导析晶，可降低基础上化温度，提高晶化速率。在所研究的ＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２系统中，氧化钛的最佳添加量的１０ｗｔ％。     

高频微晶玻璃介质材料的晶化研究

利用堇青石为主晶相的微晶玻璃,高频损耗小,成功地研制了一种介电常数ε＝7．2±0．2,介电损耗tgδ＜1．5×10^－4（制试频率＞1GHz）的微波材料.采用X射线衍射分析、扫描电镜、物理性能和电性能测试等技术,研究了该种玻璃晶化过程中的密度变化、晶相转变、以及电性能与晶相组成和结构的关系．     

含F-锂镁铝硅微晶玻璃的制备及晶化行为的研究

采用熔融烧结法,引入一定量的MgF2,制备出LMASF系微晶玻璃,采用DTA、XRD对该微晶玻璃的析晶温度和物相组成进行了分析,并采用SEM观察了微晶玻璃的断面形貌.讨论了热处理对微晶玻璃析晶的影响,并对其晶化行为和微观形貌进行了研究.实验结果表明,该微晶玻璃首先析出LixAlx Si1-xO2晶体,后随着温度的升高析出β-锂辉石晶体;最佳晶化温度为786℃,在该温度下保温2h,析出棒状β-锂辉石晶体,晶体长度为2～5μm,长径比较大.     

赤泥-粉煤灰微晶玻璃晶化行为研究

综合利用赤泥和粉煤灰两种废渣制备高附加值的微晶玻璃材料,两种废渣总吃渣量能够达到90wt%以上,降低了生产成本.对不同核化温度、晶化温度对微晶玻璃显微组织的影响进行了研究.结果表明:最佳核化温度由基础玻璃的DTA曲线的吸热峰确定,大约697℃;最佳的晶化温度略高于DTA析晶峰的温度,大约为950℃.     

裂纹玻璃晶化法制备建筑装饰用微晶玻璃

制备建筑装饰用微晶玻璃的现役工艺主要有烧结法和压延法两种,前者容易出现气孔缺陷,后者不能生成纹理.为克服现役工艺的不足,本文提出裂纹玻璃晶化法工艺,即以裂纹玻璃作为母玻璃,通过烧结、晶化二步热处理而制备出微晶玻璃.XRD测得裂纹玻璃晶化法微晶玻璃样品的主晶相为β-硅灰石;ESEM观察到样品的微观结构由不均匀分布的粒径在0.2~0.5μm的晶体组成;利用比重仪测得样品的气孔率低于现役烧结法样品.实验表明,裂纹玻璃晶化法能克服现役工艺的不足,制备出气孔率低、具有类似古生物残骸纹理的微晶玻璃,装饰效果更佳.     

花岗岩废渣制备微晶玻璃的研究

以花岗岩废渣为主要原料,用熔融法制备了以Zr O2为晶核剂的R2O-Mg O-Al2O3-Si O2(RMAS)系微晶玻璃。采用差示扫描量热法(DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等测试方法研究了晶化温度对RMASZ系微晶玻璃的晶相组成、显微结构以及力学性能的影响。结果表明,随晶化温度升高,玻璃中依次析出翡翠石、镁铝硅酸盐、顽火辉石、四方Zr O2、尖晶石晶体。经780℃核化1 h、1 160℃晶化2 h热处理后,其四点抗弯强度达到114.56 MPa。     

晶化温度对Li2O-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析晶和显微结构的影响

采用差热分析（DTA）、红外光谱分析（IR）、X衍射分析（XRD）、扫描电镜（SEM）等分析手段对Li2O-Al2O3-SiO2系微晶玻璃的析晶和微观结构进行了研究。结果表明：随晶化温度升高，玻璃首先析出β-石英固溶体晶体，晶化温度升高β-石英固溶体向β-锂辉石固溶体转变，晶粒尺寸及含量逐渐增大，但晶化温度过高这种趋势变化不大。最佳的晶化温度为810℃，所制得的微晶玻璃具有低膨胀相的晶体结构，可荻得较好的热膨胀性能。     

CaO—Al2O3—SiO2系白色微晶玻璃中的晶相及其演变

应用差热分析和Ｘ射线衍射谱研究了若干以ＺｎＳ为晶核剂的Ｒ２Ｏ－ＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２系白色微晶玻璃。根据差热结果确定了四个不同的晶化处理温度。晶化结果表明：本系统玻璃在较低温度下即开始晶体，且均以α－硅灰石为主晶相，这可用ＺｎＳ与α－硅灰石间晶核常数的匹配来解释。     

形核剂对Li2O-Al203-SiO2系微晶玻璃晶化过程的影响

采用差热分析(DTA)，X射线衍射分析(XRID)，扫描电镜(SEM)等分析手段研究了TiO2和TiO2 ZrO2两种形核剂对Li2O-A12O3-SiO2(LAS)系微晶玻璃的形核和晶化的影响．结果发现，样品经过不同温度的预形核处理后，采用，TiO2单一形核剂，晶化峰值温度和晶化峰高度的变化较大，而采用Ti2 ZrO2复合形核剂，晶化峰值温度和晶化峰高度的变化较小．当形核时间为2h，两种形核剂样品的最佳形核温度分别为745和760℃．晶化后均可得到纳米结构的β-石英石固溶体晶相，其中采用，TiO2 ZrO2复合形核剂样品的晶粒更细小．研究表明采用复合形核剂的LAS微晶玻璃的形核过程对温度的敏感性小，有利于对形核过程进行控制，同时形核效率高。     

基于有限元法模拟微晶玻璃的微晶化加热过程

以CaO-Al_2O_3-SiO_2系基础玻璃为研究对象,基于ANSYS有限元分析对基础玻璃微晶化过程进行了数值模拟,得到了基础玻璃内部中心点和端点温度场随时间的变化曲线方程。结果显示,在从室温加热到核化温度阶段(25~780℃)和从核化温度加热到晶化温度阶段(780~1 080℃),基础玻璃内部的中心点温度和端点温度值随时间变化与指数方程拟合度较高。为防止在加热过程中温度场中有较大的温度梯度分布和热应力的产生,在25~780℃阶段的升温速率应控制在2~4℃/min;在780~1 080℃阶段的升温速率应控制在0~2℃/min。通过差热分析和X射线衍射等分析手段对以3℃/min的升温速率升至核化温度(780℃)后又以1℃/min的升温速率升至晶化温度(1 080℃)后制得的CaO-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃进行了实验验证,得到了主晶相为硅灰石(CaSiO_3)和含铁硅灰石类固溶体((Ca,Fe)SiO_3)且性能优异的微晶玻璃。     

磁性微晶玻璃材料研究进展

<正>一、磁性微晶玻璃概述微晶玻璃(又称玻璃陶瓷)是由一种无孔隙致密均质的微晶体与残余玻璃相复合而成的固态材料。这种材料由含成核剂的基础玻璃经严格的热处理制度受控晶化制得。由热力学理论可知,处于亚稳态的非晶态基础玻璃其内能比晶态要高,因此在一定的条件下,可转变为稳定的结晶态。同时由于动力学的原因,在冷却的过程中,玻     

MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃晶化行为和力学性能

采用差热分析、X射线衍射分析和扫描电镜观察等测试方法，对以TiO2和ZrO2作为复合晶核剂生成的微晶玻璃摘要的晶化行为进行了研究，并讨论了热处理工艺与晶化行为、力学性能之间的关系。结果表明：随温度升高，玻璃中依次析出镁铝钛酸盐、假蓝宝石、尖晶石、α-堇青石、顽火辉石等晶体。材料力学性能取决于热处理工艺，经800℃、2h和1190℃，1h处理后，所制备的陶瓷试样具有良好的力学性能，抗弯强度可稳定在320MPa以上。     

稀土微晶玻璃的研究进展

稀土微晶玻璃是在氧化物玻璃基础上发展起来的多组分、多物相复杂材料系统。稀土在改善微晶玻璃性能、促进功能多样化方面均可发挥重要作用。及时总结和探索稀土的作用规律和机理是稀土微晶玻璃研究开发的重要基础。试以制备工序为线索,综述了稀土在几种典型微晶玻璃中对熔制高温粘度及热处理过程中析晶、分相和性能的作用规律、机理、影响因素以及研究中尚存的困难和不足,以期为同行在类似领域中的研究指明方向、提供借鉴。     

碱土金属离子对微晶玻璃性能的影响研究

根据玻璃工艺学原理,选取相同摩尔含量的不同周期碱土金属氧化物制备微晶玻璃,采用DSC分析、XRD测试和力学性能、介电性能、热膨胀性能测试来研究其析晶特性以及各项物理性能随其中碱土金属离子R2 的变化.揭示出几点规律:随R2 周期数的增大,玻璃的析晶峰值温度降低,但烧结温度范围减小;微晶玻璃的抗弯强度随R2 周期数的增加先降低后增加;介电常数随R2 周期数增加而增大,介质损耗则随之减小;热膨胀系数随R2 周期数增加而增大.