微晶玻璃

null机械功能材料-微晶玻璃机械功能材料-微晶玻璃主要内容：主要内容： 微晶玻璃的概述 微晶玻璃的分类和制备工艺 微晶玻璃的结构、性能和应用 微晶玻璃的研究动态和发展方向 微晶玻璃的概述 微晶玻璃的概述 微晶玻璃： 微晶玻璃又称微晶玉石或陶瓷玻璃，具有玻璃和陶瓷的双重特性，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的致密整体结晶材料。 微晶玻璃的概述 微晶玻璃的概述意外的发现： 50年代初，美国康宁玻璃公司化学家斯托凯受命开发新型含微量银的感光玻璃。斯托凯用自动控制温度的电炉进行热处理试验。斯托凯出去了炉内温度早已升到900℃，斯托凯非常懊恼。意外的事情发生了：玻璃没有熔融，还是直挺挺地躺在炉内，但已面目全非，样子有点像不透明的瓷砖，用钳子夹起来不是软绵绵的而是硬邦邦的，敲打起来还会发出像金属那样的声音。 在显微镜下观察到：这块玻璃中析出了大量的微小晶体，这就是后来大名鼎鼎的微晶玻璃。 微晶玻璃的概述 微晶玻璃的概述性能的改变： 当玻璃中充满微小晶体后（每立方厘米约十亿晶粒），玻璃固有的性质发生变化，即由非晶形变为具有金属内部晶体结构的玻璃结晶材料。其内微晶体的大小一般可从10 纳米到几微米, 晶体数量可高达50%～90%。 因此,微晶玻璃具有高机械强度、低电导性、良好的可加工性、耐化学腐蚀等优良性能。 它近似于硬化后不脆不碎的凝胶，是一种新的透明或不透明的无机材料，即所谓的结晶玻璃、玻璃陶瓷或高温陶瓷。 微晶玻璃的分类 微晶玻璃的分类微晶玻璃的分类 耐高温、耐热冲击、 高硬耐磨、高强度等 低膨胀、低介电损失、压电性、生物性等 微晶玻璃的制备工艺 微晶玻璃的制备工艺 制备工艺可分为：烧结法、压延法、浇铸法和溶胶－凝胶法。 溶胶－凝胶法： 首先将某些金属有机盐作为原料，使其均匀地溶解在乙醇中，并以醋酸作为催化剂，在规定的温度下恒温加热，随时间变化，一部分溶剂挥发后，有机金属盐不断水解并缩聚，溶液的浓度和黏度不断增大，并形成一种不可流动的凝胶状态，然后在逐步进行热处理，最终获得微晶玻璃。 优点:其制备低温远低于传统方法；同时可以避免某些组分挥发、侵蚀容器、减少污染；其组成完成可以按照原始配方和化学计量准确获得；获得的材料较为均匀 缺点：虽然低温节能，但必要的起始物成本高；另外要得到没有絮凝的均匀溶胶也是件困难的事；凝胶在烧结过程中有较大的收缩，制品易变形。 微晶玻璃的微结构 微晶玻璃的微结构微观结构：球晶结构，枝状结构，细晶粒结构，交织型结构 球晶结构 球晶体是一种常见的晶形，它是由中心辐射的纤维状晶体构成．在玻璃陶瓷中形成球晶体会影响其强度，但可通过控制晶化处理使球晶体长大到肉眼可见的尺寸，尺寸达厘米级的材料经过抛光后具有类似于花岗石的美丽外观，即人造花岗石。对球晶体生长机理的初步研究认为，这类玻璃的分相为迷宫状结构，并含有尺寸为0.1～0.2μm的小液滴相，其化学组成的分相要低于同类传统的玻璃陶瓷，而晶体生长活化能则高于传统玻璃陶瓷(360～ 420kJ/mo1)。 枝状结构 枝状结构是由于晶体沿某些晶面或晶格方向生长而形成，它实质上是种骨架结构，有种光敏玻璃陶瓷中的二硅酸锂晶体就属于这种结构。二硅酸锂晶体比玻璃基体易溶于氢氟酸中，利用这种特性可进行酸刻蚀并制造成图案尺寸精度高的电子器件。 微晶玻璃的性能 微晶玻璃的性能 微晶玻璃比高炭钢硬、比铝轻； 机械强度比普通玻璃大6倍多； 耐磨性不亚于铸石； 热稳定性好（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。 可进行车、刨、磨 、钻、锯切和攻丝等加工。其加工性能类似于铸铁，可加工成各种形状复杂，精度要求高的产品 微晶玻璃的应用 微晶玻璃的应用机械工业 微晶陶瓷具有良好的机械性能且能获得极光滑的表面,适用于作轴承;利用其强度高、耐磨性好,可取代钢材制造斜槽、球磨机内衬以及研磨体;另外,还可制造特种切削工具、活塞头、离合器、旋转叶片等。 电力电子工业 微晶陶瓷的膨胀系数可在很大范围内变化,能与金属很好地焊接在一起;它的电性能优良以及在高温下尺寸稳定,能用于制造各种类型的电路板、绝缘体、整流罩、电容器、滤波器和混频器等。 化学工业 微晶陶瓷的化学稳定性好、耐磨,被用于制造输送腐蚀性液体的管道、阀门,还可用作反应器、电解池及搅拌器的内衬。 微晶玻璃的应用 微晶玻璃的应用 生物医学 具有梯度构造的CaO-P2O5-Al2O3-B2O3系生物微晶 陶瓷与天然牙齿有相近的色泽和外观,可用于人工齿冠修复;铁钙硅铁磁体微晶陶瓷可将磁带生热所需的强磁性与良好的生物相容性结合,能满足温热治癌的要求;此外,微晶陶瓷在骨骼移植等方面也有应用。 建筑装饰 微晶陶瓷强度高、化学稳定性好,可广泛用于建筑物的装饰上,如用作内外墙装饰材料、高档地面砖、屋顶材料等。 微晶玻璃的应用 微晶玻璃的应用 航天工业 利用其强度与比重之比高,质轻且具有优良的热学性能,可用作飞机、火箭和人造地球卫星的结构材料。如高速飞机的机翼前缘,喷气式发动机喷嘴,主晶相为堇青石。 其它应用 在核工业中,微晶陶瓷可用于制造反应控制棒、反应堆用密封剂、核废料储存材料;多孔微晶陶瓷可应用于过滤器、催化载体和气体传感器等方面。 null超过天然石材的表面光泽度 ： 天然花岗岩始终摆脱不掉抛光表面上布满细碎裂纹的缺憾。而微晶玻璃表面可以抛光到与玻璃镜面相媲美，达到名副其实的镜面光泽，使建筑光泽明亮。富有现代气派。 不吸水、抗冻和抗渗性优异： 天然花岗岩装修的外墙壁，经长年雨雪淋浸，会留下阴暗的色斑，原因为花岗岩有一定的吸水性。大理石即使是在室内使用，也易出现水渍或色斑。而微晶玻璃因吸水率为零，表面干燥光亮，雨雪洗新表面而不易侵蚀，具有天雨自涤的特点。 色调均匀： 采用天然石材装修墙面、地面，难免色差不一，而微晶玻璃生产可以精确控制，易于获得类似彩色玻璃那样的颜色均匀性，使建筑物达到更完美的装修效果。 色泽柔和： 由于微晶玻璃中存在一定玻璃相，因此外观晶莹柔润，具有玉质般的观感。 微晶玻璃内部所含有的微晶体对光有独特的漫反射作用，使返回的光不但强度明显加大，而且角度分布扩宽，使建筑饰面色泽柔和典雅。此外它具有绿色、环保、无放射性污染。 其理化性能和装饰效果远优于天然石材，是理想的代替产品，被认为是21世纪理想的高级内、外墙及地面装饰材料。 微晶玻璃的研究动态和发展方向 微晶玻璃的研究动态和发展方向高力学性能的材料 玻璃陶瓷的微观结构对其力学性能有很大影响，可用控制结构来改善性能，如交织结构可以提高强度和韧性；采用温度梯度、热挤压 等方法使晶体定向生长，也能大幅度提高力学性能，如以CaO-P2O5为基的玻璃陶瓷中析出定向微晶．其抗折强度可达650MPa，而且断裂韧性也显著提高；复合材料是提高玻璃陶瓷力学性能的又一有效途径，可将具有不同于玻璃陶瓷基体力学性能的纤维、晶须或微粒与之复合，也可用金属等其它材料与之复合．还可以将玻璃陶瓷的纤维或小球体复合到其它基体中，如用SiC晶须增强MgO-Al2O3-SiO2基的玻璃陶瓷，其抗折强度与断裂韧性分别为490MPa及3.7MPa·m1/2 ，比未增强者提高两倍左右．复合材料的力学性能可与Si3N4等结构陶瓷媲美、甚至更优，是一类颇有前途的新型结构材料．null耐高温玻璃陶瓷 耐高温玻璃陶瓷是随着烧结法、溶胶一凝胶法等新工艺在玻璃陶瓷制备中的应用而发展起来的。当玻璃陶瓷中析出如莫来石、尖晶石、铯榴石等耐高温的晶体且含量较高时，材料可以耐很高的温度。如铯榴石玻璃陶瓷中，不仅析出了这种耐高温微晶，还析出了一些莫来石晶体，而且其残余玻璃相为晶体所包裹，所以这种材料在1420℃时的压强为1012Pa。 生物玻璃陶瓷 生物玻璃陶瓷的主要优点是在玻璃中可引人CaO、 P2O5 ，通过热处理可以析出磷灰石晶体，具有优良的生物相容性与生物活化性，组成中的其它组分可析出其它类型的晶体，保证材料的化学稳定性、可切削性等，比金属、氧化铝等材料更有前途．迄今已进行许多临床试验，有的长达六年之久，而且都取得了可喜的成果 。 null 新型功能玻璃陶瓷 这类材料是随着新技术、高科技的需求而发展的。它运用了可用玻璃工艺成形及通过受控晶化析出所需晶体的特性制备具有压电、铁电、半导、电光、非线形等各种特性的材料。现在研究的一些主要功能材料有透红外玻璃陶瓷、铁电与铁磁性玻璃陶瓷，此外还有用于电子器件及其封接的玻璃陶瓷，用作催化剂载体与传感器的多孔掺杂玻璃陶瓷等．但是功能晶体析出量不够时，材料虽具有某功能特性，但性能指标差，不能赋予实用。 因此，如何提高功能晶体的晶化率和使材料尽可能为单一相或含最少杂相是该类材料研究中的重要问题。 微晶玻璃的研究动态和发展方向 微晶玻璃的研究动态和发展方向 改进玻璃的组成及制品工艺。改进组成和传统工艺，降低熔制温度，避免高温熔制和成形所造成的困难，因为目前微晶玻璃的熔制温度太高，最高的要达到1650℃。 拓宽研究范围。研究范围从高硅区拓宽到中硅区，以期开拓新的应用领域 建立成分、结构MATCH_ word word文档格式规范word作业纸小票打印word模板word简历模板免费word简历 _1715213098076_0与性能预测（专家系统）。因为缺少组分对原始玻璃整体析晶作用的关系参数，而不能定量地有预见地发展微晶玻璃的新品种。 扩大“增韧性”研究。增加制品的塑性，便于各类成形加工，进一步扩大应用范围。 null谢 谢！