微晶玻璃的制备与应用

　　文章编号:100520639(2002)0120017204微晶玻璃的制备与应用宋开新,俞建长(福州大学材料学院,福州　350002)　　摘要:微晶玻璃是材料科学上的一项最近的发展,它具有优良的力学、热学、电学、化学性能,已广泛地用在作结构材料和功能材料上,并且具有良好的发展前景。本文介绍了微晶玻璃的制备方法和在各种材料上的应用和性能。关键词:微晶玻璃;制备;应用;性能中图分类号:TQ171173+3　　文献标识码:A收稿日期:2001-10-11作者简介:宋开新,男,25岁,硕士研究生。1　前言微晶玻璃是材料科学上的一项最新的进展。五十年前,人们偶然发现在硅酸锂玻璃中的内部成核和晶体生长后,经过近四五十年的研究与发展,这种新型的材料的制备和应用得到了快速的发展。作为建筑材料,其性能集玻璃、陶瓷、石材的优点与一身;作为功能材料和结构材料,在光、电、生、化、磁等微电子技术、生物医学、国防尖端技术、机械制造等领域得到了广泛的应用,并且具有巨大的发展前景。同时,微晶玻璃在金矿尾矿、铜矿尾矿、铁矿尾矿、钨矿尾矿、高炉钛渣、高岭土尾矿、煤矸石、粉煤灰等尾矿矿渣和炉渣废弃物的综合开发利用方面具有很大的潜力,为解决环境污染和资源再生利用提出了一个有意义的途径[128]。在2010年远景规划中,微晶玻璃被规划为国家综合利用行动的战略发展重点和环保治理的重点,被称为跨世纪的综合材料。根据微晶玻璃的主晶相分类有:硅酸盐微晶玻璃、氟硅酸盐微晶玻璃、磷酸盐微晶玻璃、氧化物微晶玻璃。目前为此研究较多的有Li2O—Al2O3—SiO2、CuO—Al2O3—SiO2系低膨胀微晶玻璃,MgO—Al2O3—SiO2和CaO—Al2O3—SiO2系矿渣微晶玻璃,可切削性云母微晶玻璃及生物活性磷酸盐微晶玻璃、钙铁硅微晶玻璃。2　制备工艺目前微晶玻璃的制备方法主要有:熔融法、烧结法、溶胶—凝胶法,它有成形工艺灵活,能够通过扎制、压制、吹制和拉制等方法高速成形。211　熔融法熔融后急冷,退火后在经一定的热处理制度进行成核和晶化以获得晶粒细小、含量多、结构均匀的微晶玻璃制品。热处理制度的确定是微晶玻璃生产的关键技术,根据P1W1Mcmilan,最佳的成核温度一般介于相当于粘度为1011～1012泊的温度范围之间。作为初步的近似估计,最佳成核温度介于Tg和比它高50℃的温度之间。晶化温度上限应低于主晶相在