微晶玻璃 第一章.docx

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1、1缗论1.1微晶玻璃的定义定义及特性微晶玻璃（g1.ass-ceramic）乂称玻璃陶瓷，是将特定机成的域础玻璃，在加热过程中通过限制品化而制褥的一类含有大量微晶相及玻璃相的多晶固体材料.玻场是一种非晶态固体,从热力学观点看，它是一种亚桧态，较之晶态具有较高的内能，在肯定的条件下，可转变为结晶态,从动力学观点看，玻璃熔体在冷却过程中，驾度的快速增M抑制了晶核的形成和长大,使其难以转变为品态。微晶玻璃就是人们充分利用玻璃在热力学上的有利条件而获得的新材料.微晶玻瑞既不同于附兖,也不同于玻璃.做品玻璃与附克的不同之处是：鼓瑙微品化过程中的晶相是从单一匀称玻璃相或已产生相分别的区域，通过成核和晶体生

2、长而产生的致密材料；而陶瓷材料中的品相，除了通过固相反应出现的重结品或新品相以外，大部分是在制品陶瓷时通过组分干脆引入的.微晶玻璃与玻璃的不同之处在于微晶玻璃是微晶体（尺寸为（M-0.5Um）和残余玻璃组成的复相材料：而玻璃则是非晶态或无定形体.另外微晶玻璃可以是透亮的或呈各种花纹和颜色的非透亮体,而鼓增一般是各种颜色、透光率各异的透亮体.尽管微晶玻璃的结构、性能及生产方法与戢璃和陶立都有肯定的区分，但是微晶跛璃既有玻璃的她本性能，又具有网农的多相特征，集中了玻璃和陶瓷的特点，成为一类独特的新型材料。微赭坡病具有很多优弁的性能,其性能指标往往优于同类玻璃和阳费，如热膨胀系数可在很大范围内im整

3、（共至可以制得零膨胀共至是负膨版的微晶玻璃）；机械强度高：硬度大，耐磨性能好；具有良好的化学稳定性和热稳定性，能玷应恶劣的运用环境：软化温度而，即使在高温环境下也能保持较而的机械强用!：电绝缘性能优良，介电损耗小、介电常数稳定：与相同力学性能的金属材料相比，其密度小但质地致密，不透水、不透气等.并且微晶玻璃还可以通过组成的设计来获得特别的光学、电学、磁学、热学和生物等功旎.从而可作为各种技术材料、结构材料或其他特别材料而狭行广泛的应用.微晶玻璃的性能主要定于微品相的种类、晶粒尺寸和数量、残余玻璃相的性质和数崎。以上诸因素，又取决于原始破堵的组成及热处理制度.热处理制度不但确定微晶体的尺寸和数盘

4、.而且在某空系统中导致主品相的变更，从而使材料性能发生显若变更.另外，晶核剂的运用是否适当，对玻璃的微晶化也起着关键作用.微晶玻璃的原始组成不1可，其主晶相的种类不同，如硅灰石、B-石英、B-锂辉石、献金父用、尖晶石等.因此通过调整携础玻璃成分和工艺制度，就可以制得各种符合性能要求的微晶戢璃，微晶玻璃的种类目前,问世的微晶玻璃种类紫笠，分类方法也有所不同.通常按微晶化原理分为光败微晶玻璃和热敏微晶玻璃：按场础玻描的殂成分为硅酸盐系统、铝硅酸盐系统、硼硅酸盐系统、硼酸盐和磷酸触系统；按所用原料分为技术做品玻璃（用一般的玻璃原料）和矿渣微品玻璃（用工矿业度液等为原料：按外观分为透亮微晶玻璃和不透亮

5、微晶玻璃：按性能又可分为耐高温.耐腐蚀、耐热冲击、高强度低膨胀、零膨张.低介电损耗、易机械加工以及易化学蚀刻等微晶玻璃以及乐电微晶玻璃、生物微晶玻璃等.表11列出了常用微晶坡悯的基础组成、主晶相及我主要特性，表1-1常用做品玻璃的组成,主品相及主要特性基础玻璃组成主晶相主要特性硅酸盐成Na3O-CaO-MgO-SiO2氟隹闪石易培融瑞Na-N1.Oj-Si（NaNbO1强介电性、透亮PbO-TiOs-SiOi钛酸铅（PbT100强介电性1.i.0MnOFRoSiOMnFe*0强磁性F-K2O-MgF-MgO-SiO2四睢酸云母（KMgjtSiAtF2）易机械加工招1.i-O（少）-A1.iOi

6、-SiO.。一便蟀石（1.iSOA1.GISiOA白色不透亮硅1.i2O（少）-A1.A-SiO2。一石英透亮酸1.ia（少）-A1.A（）-SiO:一锂辉石+其来石白色不透亮、耐腐蚀盆1.i2O-A1.sOj-SiftrPA。一石英低膨张破瑞1.ia-AIQ1.SigB1.(X1.i.O-MgO-A1.O.-SiOz0石英一押辉石1.ia(多)-A1.Q,少-SiO5Naio-AM1.SioZNa,0MgOA1.sOrSiO-1.iiO2Si(彼布(Na1.OA1.A2Si01.)霞石+快长石(BaO1A2SiOs)高膨胀1.i3O-MgO-A1.1.O1-SiQ*1.i2O-ZnO-AhO

7、1-SiOz1.iX)(多)-A1.2O1-SiOt一例辉石硅酸铮1.i0Si0,1.i：02Si0z易培、透亮、低膨胀高强度易熔、高强度可光照、蚀刻MgOA1.iO1-SiO.I1.aO-A1.A-SiOiBao-A1.1.o1.SiOFTidPbO-A1.iOrSiOrTiO.NaX)-Nw)-SioTiO；堇青石(2UgO2A1A*5SiOt)六方硅铝锹石(BaO1X),-Sii的黄长石尖晶石莫来石透克、耐热、低膨胀Ca(HUa1.Si0,MxO-BaO-CaO-A1.o1.TiO3-CcO,0硅灰石(C0SiO1.X钙长石钛硅牝铮石(Cc：TiSiO：)等耐腐蚀、耐磨耐酸、抗冲击、耐磨

8、F-K1O-MgO-A1-SiiCaO-MxO-A1.A-SiOiIK金云母透解石、钙黄长石易机械加工珊酸盆、硼硅酸盐破地Ifc(X-BaO-FeX)1Pbo-ZnO-BQ,ZnO-SiOrBAPbO-ZnO-BA-SiO2BdO6FeA硅锌石(2ZnOSia62PbOBjOi-2Pb()BA强极性耐腐蚀耐腐蚀、低膨胀、封接性好商膨张封接料微晶玻璃的组成在很大程度上确定其结构和性能，依据化学组成微晶玻璃主要分为四类：硅酸盐微晶破璃，铝硅酸盐微品玻璃，就硅酸盐微品坡珊，俄酸盐微晶玻璃，&主酸盐微晶玻瑞简洁硅酸盐金晶玻璃主要由碱金屈和碱十.金屈的硅酸盐晶相组成,这些晶相的性能也确定了微晶玻墙的性能

9、.探讨最早的光坡做品玻璃和折泄微晶玻璃属于这类微晶玻璃,光敏微晶玻璃中析出的主要晶相为二鹿酸刈(1.isSiBJ,这种晶体具有沿某些品面或品格方向生长而成的树枝状形貌,实质上是一种骨架结构。二硅酸锂晶体比破瑙基体更简洁被班纸酸腐蚀.基于这种独特的性能.光敏微品玻璃可以进行酸刻独加工成图案、尺寸精度面的电子器件，如磁头基板、射流元件等.矿渣微晶玻璃中析出的晶体主要为硅灰石(CaSiOJ)和透梆f11CaMg(SiO,)J.据探讨，透辞石具有交银型结构，比硅灰石具有更高的强度、更好的耐惬耐腐蚀性。铝硅酸盐微品玻璃它包括1.iQRIQs-Si0：系统、MgoAIQI-Si0：系统NaQ-R1.a-S

10、i0：系统、ZnOA1.O-Si0：系统.1.ioA1A-Si:系统见一个乘要的系统，因为从这个系统可以得到低膨胀系数的微晶玻璃.当引入4%(质瓜分数)(Ti(VZr(U作品核剂时，玻璃中能弗析出大量的轼酸法品核，在850C左右热处理时，这些品核上能弱析出直径小于可见光(XVO4UM)的B-石英固熔体，这种超细品粒结构使微品玻璃材料透亮。MgOA1.A-Sia，系统的微晶玻璃具有优良的高频电性能、较高的机械强度(250300MPa)、良好的抗热辗性和热稳定性,已成为高性能雷达天线爱妒草材料W9-A10uSiO:系统中引入肯定量的TiO”可以获得以废石(NaA1.SiO1)为主晶相的微晶玻璃。由

11、于这类微晶玻璃具有很高的热膨胀系数(100XI0：C左右)，可以在材料表面涂一层膨胀系数较低的釉以强化材料“ZnO-A1.O-SiO1系统玻璃现成或热处理制度不一样，析出的品体类型也不一样.在850C以下,只析出透悴长石ZnOA1.G8SiQ).而在950100OC析出锌尖晶石(ZnO-A1.A)和硅株Ir2ZnOSiO.).S硅酸盐微晶液瑞它包括片状斌金公母型和流状翅硅酸短型，片状辄佥云母晶体沿001面简沽解理，而且品体在材料内素乱分布，使得断裂时裂纹得以绕曲或交叉,而不至于扩展，裂开仅发生于同部，从而可以用一般刀具对微晶玻场进行各种加工.云母晶体的相互交织将玻璃基体分隔成很多封闭或半封闭的

12、多面体，增加了碱金出离子的迁移阻力.同时，由于云母M体本身是一种优良的电介质材料,因此云母型微晶液嫡具有优良的介电性能.链状茶硅酸盐微晶玻璃中可析出澈钾钠钙篌闪石(KNaCaMRSiQzE)及澈硅碱钙石NaKCaS1.QUOI1.FM1.当主品相为针状的Jft钾钠钙囚石品体时，这种体在材料中致密紊乱分布，形成交织结构分布在方石英、云母及残余破烟相中可使断裂时裂纹浇过针状晶体产生弯曲的路径,因而具有收裔的断裂到性(3,2MPams)和抗弯强度(150MPa).由于其热膨朦系数高达U5X10*C(01001.C),可在材料表面俺以低膨胀能，使抗弯强度提i到200MPa,磷酸盐微晶玻璃显磷灰石微晶玻

13、璃已经从含丸的钙用硝酸盐玻病以及磁铁朽铝硅酸盐坡璃中制备出来，它具有生物活性，现已胜利地被植入生物体中，1.2激晶玻瑜的发展历史及在材料科学中的作用发展历史由破璃制备多晶材料的思想可追溯到18世纪.僚时人们就知道玻璃在适当的温度下，经过足好时间的热处理后，会失透或结晶,法国科学家酚米汝尔就进行过以玻璃制备多品材料的去试，但是他没有完成对晶化的限制，而这对于制造真正的微品玻璃是特别必要的.从20世纪30年头起先,由玻瑞体结晶而形成致密的陶谎的想法已得到了较高的关注.但微晶玻璃的研制胜利并实现工业化，则始于20世纪50年头末，1957年美国康宇公司闻名的坡病化学家，此次发觉对以后的探讨是特别彳I意

14、义的.StOOkCy在探讨感光玻璃时，无意中发觉了所制行的玻璃具有较高的机械强度，他意识到这种玻璃在结构上与其他的玻璃是有所不同的。他把感光后的不透亮玻璃加热到比平常热处理汨度更高的温度.荻得了他晶玻璃重要的基本发觉.他发觉破堵并没有焙化,而是转变为不透亮的多品陶克材料.这种材料所具有的机械强度比原始玻瑞有明显的提高，而且其他的性质，如也绝缘性也得到了显著的改善.在早期的微晶玻璃材料探讨中，人们发觉这种从玻璃到陶究的形态转变中，制品并没有一像网兜材料一样发生变形。明显，材料中做小的金属晶体成为了玻地中的主品相析品的品核剂,大量分布匀称的品核的存在,保证了晶体的匀称生长以及品体件架的形成，使得吸

15、翦制品在温度上升时能保持落定的强度.1959年，StOokCy在迎恰硅玻璃中加入二班化钛作为晶核剂,制成了强度高、耐热冲击好、热膨张系数低的微品玻璃.从而获得了以：氧化钛为晶核剂的范出很广的玻瑞组成.英国的，众多探讨者时微晶玻描的组成、晶核剂、析品理论以及成形工艺等方面进行了广泛、深化的探讨。自微晶玻璃出现以来,在性能、制造工艺等诸方面都有了较大的突破.其中人们对1.iQA1.Q，SiO：系统微晶玻域探讨得最为透沏,该系统微晶玻璃无论在研制、开发、工业化生产方面，还是在理论探讨方面祐取得了很大的成就.1.ia-AIQ,-Si(系统微晶液璃的主晶相多为S-理微石、B-锂辉石及B-石英固熔体等，具

16、有优良的耐热冲击性、较高的强度和较低的甚至接近于零或负数的热膨张系数，因此引起玻璃工作者的广泛关注CaO-A1.A-SiO,系统微品成信也是探讨得较为深化的一-类微M歧烟，1.!J60年，前苏联的KitaigOrOdSki首先研制胜利了矿渣澈晶玻璃，1966年第条轻压法制造微品披瑞的生产线建成并投入生产.近些年来，国内外玻珊科学工作者对Ca(H-SiO:系统微晶玻璃的主品相多为B-硅灰石，一般不外加晶核剂,借助表面成核析品机理.利用烧结法制造的该系统微晶玻璃.具有强度高,耐酸、械性好,表面纹理清楚.质感突出.且生产原料丰出、生产成本低等优异性能，其外观特别近似大理石、花岗岩等自然石材，且性能优

17、于自然石材，成为自然石材的忐向替代产品.目前，除了以上两种常用系统的微晶玻璃外.还开发研制出了很多种不同系统的微晶玻璃，如藻酸盐微晶玻璃、氟酸盐系列他储玻璃以及研系微晶玻璃等.我国建筑装饰用微晶玻J离的发展历史我国对于微品玻璃的探讨虽然起步整晚,但在较短的时间里取得r很大的进展.其中建筑装饰用微晶破璃,尤其是烧结法制备Ca(Hua-Si0：系统微晶玻璃是探讨较为深化、应用较广的一类微晶玻璃.从我国CaAA1.O1.Sia系统微晶破信的探讨及工业化进程来宿大致可以分为三个阶段，分别为：I981.1992年、I9921997年、199720O1年。微晶玻璃的探讨在这三个阶段中有各自的正点和特点，但

18、也不是完全菰立的.(I)1981-1992年这一阶段主要处于试验室探讨阶段,主要对微1玻璃组成和性能进行较深化的探讨.而对于成形方法没有统一的相识，时浇体法、压延法、烧结法都进行过尝试，这,阶段的探讨为后期货品玻瑞殂成及工艺的确定选定了法础，(2) 19921997年通过曲一阶段的探讨,已经具备了工业化生产所必需具需的技术条件。因此，这一阶段主要是工业化试验阶段.这一阶段的探讨型点是：工艺流程及参数的探讨及优化.生产装备的探讨、窑具材料的选择.但是，生产装备主要是将歧烟、网底、石材的生产装进行拼流、整合、组笠而成.窑具材料如耐火材料、棚板等主要还是依钻进口。这些因素寻孜了这一阶段产品价格居高不

19、下,成品率低。(3) 19972004年这一阶段是工业发展阶段.在这一阶段里,生产1：工和技术得到不断完善和提高.其中工艺、装备、窑具材料犯到诳一步的优化.产品的品种结构进一步调整和丰富.尤为突出的是窑具材料的国产化，以及生产工艺的成然.这使褥微晶玻埔价格大幅降低，成品率快速提海，产品品种的丰富和价格的降低，开拓了微晶玻璃装饰板的市场，同时也壮大了微晶戢璃工业。到2003年底为止，全国共有微品玻璃生产厂家40余家，其生产规模大约300万平方米，而年销伊埴约为170万平方米.母晶玻璃在材料科学中的作用微晶玻踽的出现不仅给我们供应了一种性能优越、应用广泛的新材料,而F1.给我们供应了玻璃晶化行为探

20、讨的新城域。不论是对玻璃品化机理探讨,还是对晶化过程限制探讨都是极为重要的.对于这类欣础探讨来说,玻璃是一种特别适合的介质.因为液体的玻璃钻度很大其中晶体生长的扩散过程和原子的重排都进行得很缓慢，而且温度的降低能使黏度急剧增加，因此快速冷却可以使析M过程停止，从而实现对整个过程进行限制，便于我们制得所需性能的材料,这种性能特点对品体材料的探讨也具有价值。微晶被信性能的可设计性,是其他很多材料所不行比拟的.微晶玻烟的性能是由晶相与玻璃和的化学组成以及它们的结构、分布和所占比例多少确定的.调整上述各种因素就可生产出各种预定性能的材料,文中品相是最主要的影响因素，微晶玻璃能以极广的玻璃殂成制成玻璃态

21、，而且还能掺入多种物质，从而形成不同的主晶相，得到所制的性能.在几种主要系统微晶玻璃中，硅酸盐系统微晶玻璃可通过变更组分得到强介电性或强描性材料：铝硅酸盐系统微晶玻玻中随行主品相的变更可制得耐高温、低膨胀、而强度、柏磨的材料：硼酸盐和硼硅酸盐微晶玻璃可制备强磁性、耐腐蚀膨胀系数可调、封接性好的材料.具有可设计性能的澈晶玻璃为功能材料的研制和发展供应了一个新的方向，而且探讨激晶玻璃的品相所取得的成果,对新里无机材料的探讨也有很大的借鉴作用，如对探讨高性能的压电陶衣、接点陶疣,介电陶费等新型材料新型的非线性光学材料等就很有帮助.因为可使材料含有已知晶体的组合体,并且还有可能发展出全新的晶相，这对矿

22、物学的探讨具有特别求要的意义.随著社会的发展和进步，新材料和高科技的发展都迫切须要研制与开发一系列新型材料.而Ki若微晶玻瑞探讨水平的发展，人们时微品玻璃的性能和顺依提出了更裔的要求，于是具彳f一项或几项功能的新型功能微晶玻璃应运而生.正I1.益成为高新技术额域的生力军成为材料科学探讨的一个热点.目前微晶城搞正向者扩展材料的组成、诩整微观结构和开拓新工艺等方向发展.目的是开发出具有更多优异性能与功能的新材料.在这一方面，过去的探讨较多集中于传统的男化物微晶玻璃，目前已起先探讨开发新的氧化勃系统,如含稀土无洪氧化物、氧化物与非辄化物的混合型材料及非氧化物材料等，除通过变更组格外.也可采纳限制微观

23、结构的方法来获得所须要的性能.微晶成播探讨的另一个曳要方面是对各种工业废渣和尾矿的利用，这对于爱护生态环境，降低产品成本意义由大。同时满意了材料科学的发展更用意生态和环保的要求，体现了以人为本的观念，因此，微品玻璃对材料科学的发展具有极大的促进作用。1.3 制备工艺用然不同种类的微晶玻璃行各自不同的生产工艺,但微晶坡病常用的生产工艺主要为整体析晶法和烧费法.整体析晶法玷最W运用的方法，现在仍旧广泛运用.其工艺过程是：玻璃的制备与成形、采纳可控热处理工艺使成悯核化、晶化,其工艺条件应满意：液瑞在熔制及成形过程中不能折晶：成形后的玻璃有良好的加工性能：在结晶化处理时能快速析品：产品达到要求的理化性

24、能指标，整体折晶法的最大特点是可沿用任何一种玻地的成形方法，如吹制、压制、拉制、压廷、肉心浇铸、用力浇铸等成形方法均能用于成形微品玻璃.与通常的陶成形工艺相比，更合适自动化操作和制备形态困难、尺寸精确的制品：由玻璃坯体制备的微晶玻璃在尺寸上变更不大，如成匀称，不存在气孔等陶瓷中常见的威洛烧结法制备微晶玻璃的工艺流程如下：配料一熔洌一淬冷一粉碎一成形一烧结。烧结法制法微品破璃的一个显著特点是玻璃经过淬冷后颗粒细小、表面枳墙加，通过表面或界面品化而形成做品玻璃,比压延法制得的破病更易于晶化,不必运用晶核剂.目前探讨较多的行硅灰石、董声石、顽灰石等烧结微晶玻瑞.此外还可以用羟品化的粉末与其他原料复合

25、,生产具有特别性能的微晶坡瑞.因此这种方法为微晶玻璃新材料的制符开拓了新天地。微晶破瑞在制备时,应时焙制阶段和核化、品化过程进行严格的限制.微晶玻璃的熔制温度般较高.这就要求我们在谀计组成M方时，在不影响其性能的演提下，调整组成,降低熔制温度.微拓歧悯的核化有两种途径.一种是采纳品核剂,在玻璃的焙制过程中，晶核剂能匀林地融入到肢悯体中，当玻璃处在折晶温度区间时，能降低玻璃成核所制的能城，核化可在较低的温度下进行，新的晶相在核上吸附，长大成为细小的晶体另一种是利用缺陷成核，即利用玻璃在分界面处易于核化的特点.把玻璃制成粉末状或颗粒状.再进行热处理时,就会在粉末的表面成核、晶化.微晶破璃可以依据精

26、度的要求进行效光，也可采纳涂层或离子交换法加以强化.传统的微晶玻璃生产工艺存在行定的局限性，随行特别性能材料研制的需求，新的制备工艺不断涌现，发展较快的有溶胶-凝胶法、定向析品法等。溶胶-凝胶法工之最早是用光制符玻堵的.近十多年来成为跛瑞1.j陶奥等先进材料制备技术的探讨热点。溶胶-凝胶工艺能制备而匀称度与高纯度的材料，与传统坡病工艺相比其制备温度要低得多，并可旷展其组成范困，制造不能用传统工艺制备的材料，目前的探讨主要集中在而狐、褊性能和高韧性等特种材料的制得匕其探讨系统主要行1.ag,-A1.orSiO31.比6-SiO2-ZrO3MgO-A2OrSi6-T1O2等系统微晶玻璃.随着溶腹-

27、凝胶科学技术的发展.微晶玻璃材科的探讨领域得到进一步的扩展，利用溶胶凝胶方法近年来获褥了一套列也要的微晶玻璃材料，尤其在打戏性光学、功能材料、电子材料等领域，这些新型材料展示了地要的应用前景和特有的科学探讨价值。1.4 应用现状及发展前景我国建筑装饰用微晶玻璃的探讨及现状生产工艺及产品特点建筑装饰用微品玻璃也叫微晶石、玉晶石,其牛产方法有两种，即压延法和烧结法。20世纪60年头，曲苏联以矿渣等废料为主要原料,采纳延法生产出平板微品玻璃,产品主要用于化工采矿行业的抗掰独、耐磨材料1974年日本电气硝了株式会社研制生产出烧结微晶玻璃，主要作为建筑装饰材料，此后日本很多现代化建筑物外墙及地铁站采纳微

28、品玻璃装饰内外墙。最早安装的这种外墙，虽经骗了20多年的风吹雨淋、11光糜晒、大气侵蚀，至今仍完好无损、光滑如新。与传统自然装饰石材相比，烧结微晶玻璃装饰板具有自然光泽和清楚奴理，质地匀称、柔软、细腻，自然石材更雪白，还可依匏建筑设计师的要求制成黑、灰、红、横、黄、球、盔等多种颜色或随意组合充色.更31要的是，这种微晶玻璃色调纯正、颜色稳定、无放射性污染，耐风化、耐陵、抗压等理化性能指标优于自然花脚岩.远高于自然大理石，可用作建筑物的内、外墙及地面、楼梯的饰面材料；随着防火要求日益严格和安装技术的进步微晶玻瑞作为一种无光污染的新型幕堵材料已起先流行,采纳“干挂法”施工,板材安装不受季节限制，工

29、艺简化，具有牢靠的完整性和耐久性.而用烧结微M成播装饰板制成的柜台表面、JH面、茶几和洗面台尚稚华丽、独具匠心，符合现代消费潮流。常见的曲面石材是由较厚的石材切削而成，耗时、耗材、资源蓍侈大，而烧结微品玻璃在加热软化后可随意那曲成弧形，便利省时、爱护资源微晶破璃装饰板材的生产和产品性能完全符合人们对绿色生态建材的消费需求.微晶玻璃生产主要采纳石英砂、石灰石、长石等价格较低的一般矿物原料,还可部分采纳粉块灰.钢渣、高岭土尾犷等工业废弃物作为原料：在生产和运用过程中,很少产生有害气体：生产中切祓下来的边角料全部可以作为原料回炉运用.生产用水循环利用，无废渣、废水排放：因产品无放射性、衣面不洗污、不

30、吸附侵害人体的细雨等物质而不会造成室内环境污染：运用之后可以延长建筑物的寿命和运用周期，避开了能源的m或奢侈，削减了各种虫发污染，对环保、节能、美化生活环境、艺术创建等多方面有主动意义。因此，用微晶玻璃代替能耗大、运用时间短、性能差、污染多的其他材料,已成不行逆转的趋势.目前我国建筑装饰用微晶玻璃主要果纳烧结法和压延法两种方法生产.烧结法制备工艺较为困难,只能半连续性生产。生产过程可采纳多座熔化面枳较小的熔窑与不同形式的晶化峦协作运用，敢提性大，且生产各环节易于限制，成品率高.产品有平板、晶形板和异形板,规格品种多，经较长时间的保温晶化，晶化程度高,各项理化指标优于压延法产品产品有自然石材的花

31、纹图案,颜色品种丰富.奘饰效果走向.产品最终理僮为182211n,符合国家有关规定，适于内外堵奘饰.压延法制品工艺相对简洁，可以连续性生产。生产过程只能采纳一富一机的生产方式，敢挠性小，旦板材在线切割困难,易炸裂、变形，成品率低,产品因受制备工艺、设符所限，只能生产平板，且品化程度较低,各项理化指标低于烧结法生产.产品无向然石材的花纹图案,颜色品种单一.奘饰效果不走向.产品最终厚位在812mm范围内，但在外端装饰上受到限制.通过以上分析比较可看出，作为建筑装饰材料，烧结法产品涂合性能更为优越，因此我国目前建筑装饰用微晶玻璃的工业化生产主要采纳烧结法工艺。烧结法生产的产品外观将致，性能优良，能在

32、很大程度上满造了人们对高质肽奘饰品的需求.国内微晶玻璃的生产概况及工业奘备我国Xj烧结微晶玻璃装饰板的探讨开发虽然起步较晚，但在较短的时间内取得了很大进展,20世纪90年头初，武汉理工高校的探讨人员从微晶玻璃的如成、结构与性能的基础探讨入手,对以口一吸灰石为主品相的CaO-AhOs-SiO2系统微晶玻璃板材工业化牛.产的组成及烧结、品化工艺技术进行了系统探讨，并在国内首先开发了成套工业化生产专用设备.攻克了制备过程中气泡、健板、炸裂等生产技术难点,并进行工业化开发获得胜利。目前国内新建的微晶玻满生产厂已有40多家，生产规模大约在3万20万平方米/年之间，其中形成肯定规模、工之成熟、设备配套、产

33、品质量稔定的微晶玻璃厂家并不多.其中大多数厂家采纳国产设备.少数厂家的关键工名设备如品化窑、连续磨抛线他国外引进.考虑到烧结法微晶玻璃生产企业的规模以及便利换料，所采纳的玻璃窑池一般较小，熔化面积十几平方米至几I平方米，焙化率0.81.2t（md）左右，少数彩色微晶玻璃来纳地期窑熔化破班，但能耗较高且焰化筋量不稳定.品化窑有隧道窑和极式窑两种浅型，隧道窑长度90120,梭式窑容积为2030左右,两种晶化窑相比，磁道窑产用高、能任小、工艺制度植定、产品色差小、适于连续大批M生产，而梭式富产量低、能耗小、工艺制度易于询整、敏拢性强、适于生产特别规格的小批城产品和孤杉板：部分国产品化窑采纳计蚱机黑力

34、I，自动化程度较高.磨抛设的采纳连续磨柚线或双头磨、单头磨.切割设备采纳全自动桥式切割机.国内已开发特地用于微晶坡悯生产的连续磨她税，但进门磨岫设备在提高产品质麻上仍具有明显的优势.产品品种及存在的主鬟问题国内微晶玻璃的产品规格主要有60OnmXgOOnm、900mm90O11m.9O011三120Onm等平面抛光板和庆光板.理度为18ZOmn：颜色主要有纯白、米黄、浅灰、浅粒、浅绿、粉红及黑白足色等：部分厂家可依据用户的要求生产不同规格的圆弧板及洗面台等异形板.有些厂家的微晶玻璃已向杏港地区、东南亚、镌国等地供货。从国际市场看，烧结微品玻璃装饰板的价格居高不1.因此，我国微品玻璃装饰板进入田

35、际市场将有很大的价格优势。虽然烧结金晶玻璃袋饰板在我国已大规模工业化生产，但在生产和市场方面仍存在着一些问应，影响杳这一新产品的广泛运用，主要表现为以下几个方面。（1）产品合格率不稳定、优等品率低常见缺陷是原板变形大、炸裂，成品表面气孔多、大规格产品平面度公差大：与H本产品I1.1.比,国产烧结微晶玻璃奘饰板在整体质St方面尚有肯定差距.（2）始窑运用寿命较短由于基础玻璃成分的影响，与-股平板坡播或做徽液谪培窑相比，微晶玻璃焙窑的运用寿命较短.一般只有2-3年.这无疑大大增加了产品成本.(3)产品规格、品种、花色仍不能完全满造隹筑装饰市场的要求.(-1)产品价格较商，家庭及个人用户尚难以接受目

36、前辔价.我国建筑装饰同微晶玻璃的探讨现状及面临的问题21世纪全球建筑装饰市场前景持续看好.生态建材、4及色环保型装饰产品越来越受到人们的普遍欢迎.建材工业在欧美己属“夕阳产业”.而在中国还是“朝阳产业”.预料在将来15年之内还会有很大的发展.国内建筑用微晶玻璃正面临蓿良好的发展契机，今后几年内，科研单位和生产厂家应着由解决以下几个问题。(1)进一步配套、完善适于做品玻璃生产的耐火材料及专用设需，节能降耗.(2)开发多种花色、规格的产品使产品档次大幅度提高.3)降低成本及售价，使产处价格能被更多的用户所接受，(4)在扩大内需的同时增加出口贸易，开拓国际市场.随罚我国经济建设的E速发展，对建筑装饰

37、材料的需求量越来越大.目前我国年消近自然板材约6000多万平方米.若川做品玻璃装饰板取代10%的自然石材,国内需求量物特别可观.烧结做品玻璃装饰板具有比般阳费和自然石材更为优越的性能，是21世纪的标色生态环保建材产品，用它来替代部分自然花岗岩、大理石是今后的发展趋势。迄今为止，与自然石材相比，微晶玻璃装饰板的产墙是很小的，倒可以预料，做品玻璃装饰板将会在巨大的建筑装饰材料市场占据一席之地,符比传统建筑奘饰材料具行更强的市场竞争优势和广袤的发展前景.目前我国微晶坡璃工业水平差矩及对策微晶玻璃材料及其制造总体技术水平与其他材料(如阳在、玻璃、石材等工业相比存在很大差距，主要表现为：1)生产过程自动

38、化、机械化水平不高：2)生产过程能耗高、在线检测和过程限制技术相对落后：(3)产品品种少、高新技术应用水平较低；(4)成本高、市场面窄。而形成差距的主要绿由是：行业发展历史短、规模小：行业技术创新体系不完善,探讨、开发力气分散、未形成“基础探讨一，程探讨一产业化应用技术探讨”体系：国家、行业及相关部门空视不膨等”面对这些水平差距，微品玻璃工业必需以科学发展观为指导，以增加和提高微晶跛璃工业核心竞争力和整体技术水平为目标，实现微品玻璃工业可持续发展。详细探讨及发展重点可以从下面几个方面考虑.(I)加强基础探讨：如组成、结构与性能关系：结晶原理对产品质量的影响：微晶玻璃内时力等的探讨.(2)矿物原

39、料替代化工原料的探讨：如用矿渣或者自然矿物代替氧化铝、氟化碎、氧化锹、氧化钠(钾)等.(3)节能技术及热工设备的探讨：如烧成技术、窑炉结构以及相关设备和窑具材料.(1)切磨、生产过程自动化及检测技术：如切磨工艺、磨料及刀具、生产过程在线检测方法和仪器。(5)产品结构的调整及新产品开发：首先扩大微品玻璃应用领域，除了原有的隹材领域外，还应向家电、化工、电子、军工等新领域发展。其次使建筑装饰微晶玻璃材料功能化.比如使其同时拂有装饰、透亮、防火、抗污、杀曲等功能.发展玲势拓宽微晶玻璃的应用强域微晶玻珊以其优良的性能、而沽的制符工艺技术、廉价的原材料和低的制造成本，以及能工业化大规模生产的优势,不失为

40、种高性能、低价位、应刖市场广袤的新型材料，因而受到众多材料科学JS作者的关注,近年来对微晶玻璃的探讨及应用开发特别活跃，现在,做品玻璃的探讨已经在各个领域淀开，除了在机械工程、建筑装饰材料，日用品等领域外，在军事设施、生物医药、电子工业等高科技额域也进行了很深化的探讨.随着学科交叉和边缘科学的发展,微晶玻璃会在越来越多的领域和探讨方向得到应用,投得更深层次的探讨.考虑到我国微品玻璃工业发展的详细状况.以下几个新产品具仃更大的探讨价值和发展空间：透亮防火微晶鼓扇、日用型微晶玻璃、新型光学微晶玻璃、微晶玻搪硬板基板、生物微晶玻璃.(I)透光防火微晶玻璃该种微晶跛璃为1.i2O-A12O3-SiO2

41、系统微晶玻璃，以B-石英为主晶相.该微晶玻璃具有较低的热膨胀系数和热传呼系数，且能反抗800C的高温而不软化。它将广泛应用于高层建筑、图书馆和其他重要建筑上.(2)日用型微晶液J离该类微晶玻璃通常具有很低的热膨张系数：很用的抗热冲击性能：良好的化学稳定性；外观关观、透亮等特点。更正要的是不含釉，无污染，可以满意人仃对健康的需求“其品种通常行:以B一期辉右固溶体为主品相，具有较高抗热冲击性能的白色微品玻询器皿；以一石英固溶体为主品相的做品破烟炊具：以。一石英固溶体为主品相.用作电槌炉灶面的微晶玻璃面板等.(3)新型光学微晶玻璃微品玻病通常没有气孔，且含有肯定的城播相，因此它可以具有良好的透亮性，

42、其中，以B-石英为主晶相的a：O-A1.a-Sia系统微晶坡悯具有接近零膨胀的特性，其线膨张系数为b这类激品玻璃通常用作天文不远镜的镣片。目前世界上喊大的天文里远镜用的微晶玻璃镜片直径为8.2nu此外,还有一类1.iX)-AIQ1.Si0：系统透亮微晶被璃可用作液晶显示器上的彩色过涉满的基板.该微晶玻璃厚度仅1.1m.随着近年来液晶显示器的推广普及，该种微晶玻璃必定具有广袤的市场空.(4)微晶玻珊硬板基板1956年IBV推出第一台硬盘舞动器以来，硬盘基板主要采纳NiPZA1.合金基板。但随着计算机技术的发展,以NiP/A1.合金为基板的怏盘存在一系列的问遨.NiP/A1.合金基板已经无法适应硬

43、盘技术的发展趋势.微晶液璃具备了成为新一代硬盘基板的必备条件.目前有四种系统微晶玻璃可用作破盘基板：尖晶石一放辉石系统、尖晶石系统、锂硅酸盐系统、钙碱硅石系统，其中，以尖晶石一顽解石为主品相的Mgo-A1.。-SiO：系统微晶玻璃的性能坦为优越.它具有较高的力学性能、合理的晶粒尺寸等特性,更重要的是不含M金属离子，在蒸镀磁性腴时,有较好的成膜性能，(5)生物微晶玻璃生物微晶玻璃具有很多优越、独特的性能.如良好的化学稳定性、生物蒸容性或者生物活性等。目前，主要用作牙齿材料、人造骨缁、铁磴性抗痛材料等.微晶玻璃牙齿材料主要有两人类，一类是用于牙为移植,另一类是用于牙药修双。前者必需具有生初活性，而

44、后者必需具有很好的牛.物环境兼容性.做品玻璃牙齿材料目前是国内外探讨的一个热点，同时也是一个新兴产业.另外一类微晶戢璃具有交好的化学稔定性和生物活性、较高的力学性能、优越的耐磨性能。通过临床试脸表明；该类微晶玻璃和人类仔略之间可以相互生长,故在脊椎、什略的整形手术上常用到此类微晶玻璃.快磁性生物活性做品玻璃可用于箱症的治疗,具有强磁性和良好的生物相容性.通常在肿痛部位注入或抗入秩祕性微晶坡病.在磁场的作用下，微晶玻璃会发热.癌细胞加热至43C以上也不会死亡，利用这个原理，铁底性微晶玻璃就可用于疵症的治疗的之中。功能澈晶破瑞的探讨与发展现代科学技术的发展,对材料的性能要求越来越高.功能微晶破璃在

45、现代高新技术检域具有重要的应用价(ft,但是也同样面临壮发展的机遇，借鉴结构用在的发展历程，功能微品城病的探讨成了近年来功能材料探讨轴域内新的发展方向。功能微晶玻璃是通过组成的设计来获得特别的光学、电学、极学、热学和生物等功能.其优异的性能使这类材料在高新技术领域具有广泛的应用前景.功能微晶能够玻堵的组成包括利化物、卤化物、硫化物、含氮及含碳玻璃等,制备方法有整体析品法、烧结法和溶胶一凝胶发法等.为满意应用市场对功能材料综合性能不断提高的须要,功能微品玻瑞的探讨开发正惆希俎分多元化、功能更合化和结构精细化的方向发展。功能微晶玻堵的研制正处在从阅历积累向科学限制材料组成和结构的阶段转变.因此,应

46、依据运用要求.在不同层次上对材料的组成、结构JS行科学设计与圜控.微晶坡璃的组成应包括化学组成和晶和组成,而且要留懑微晶玻璃的功能“稀择”效应，即当具有特别功能的品相含做不足时，晶相被贱余的玻璃相或其他杂质相所包图，导致材料显示的功能效应大大削减，甚至不具饴好用价值。因此，应尽量提高功能主品相的含量,削减杂质相和玻璃相.另外，晶粒尺寸和结晶形态、晶相与玻璃相的界面组成及其结合强度对功能微品玻扇的性能也是至关重要的.功能微晶玻璃的应用开发和产业化是值得关注的另一型要问题应引起探讨者的足够重视.目前我国坦已取得不少功能默晶玻璃方面的探讨成果,对某些系统的探讨已接近发达国家水平.但是在产业化和应用方面与国外先进水平相比，差距还很大.其缘由是多方面的，其中应用目标不明确、探讨经费不足和中试环节不畅是三个重要的缘由.国家用于基础探讨的经费无法完成中试，而企业又很少原意担当中试和市场培育的巨大风险.因此.如何依据市场的须要求开发新型功能微晶玻璃材料.如何把试5金室的探讨成果转化为规模化生产、性能车能、钱济的技术产品，是功能微晶玻播发展的必定趋势.