微晶玻璃发展简史和基础知识
微晶玻璃发展概述
1 绪论1.1 微晶玻璃发展概述微晶玻璃是一种无孔隙致密均质的微晶体与残余玻璃相所组成的复合固态材料，它是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的.微晶玻璃的晶体含量通常被认为在50％－98％之间,晶体尺寸在10nm到几十个μm[１-４]。
由于微晶的存在使这类材料的性质与原玻璃发生了本质变化。
微晶玻璃的结构和生产方法与玻璃和陶瓷都有差别，又集中了这两者的特点，而其结构又使微晶玻璃兼有玻璃和陶瓷两者所具备的优良性能[５,６].它开辟了一个可以满足各种技术要求的全新领域, 一经问世，就受到广泛瞩目，并得到迅速发展。
实用微晶玻璃发展是比较近代的事,虽然很久就知道多数玻璃在适当的温度下加热足够的时间就可能结晶或失透。
但在早期的玻璃制造业中，人们把玻璃相的析晶现象只作为一种生产中出现的缺陷努力加以克服[７,８]，直到十八世纪30年代，法国化学家鲁米汝尔进行了从玻璃制备多晶材料的早期尝试[５]。
他指出,如果把玻璃瓶安放在沙子和石膏的混合物中经受数天炽热处理,它就将变成不透明的类瓷的物体。
虽然鲁米汝尔能够把玻璃转化成多晶陶瓷,但他没有完成对晶化过程的控制,而这对于制造真正的微晶玻璃是必要的.按照他的工艺过程所制备的材料具有低的机械强度,并且在热处理过程中会产生变形。
在鲁米汝尔的研究之后大约二百年后的二十世纪五十年代,美国Corning Glass Works开始进行研究其研究人员斯徒基申请了第一个微晶玻璃的专利[５], 他把感光后不透明的玻璃加热到比平常在热处理过程中所用的温度更高的温度,获得了重要的发现。
他发现玻璃没有熔化,而是转变为不透明的多晶陶瓷材料。
这种材料具有比原始玻璃高得多的机械强度以及其它的性能,如电绝缘性能,也能显著改善。
在这种从玻璃到陶瓷形态的转变中,制品没有变形,只有微小的尺寸改变，这代表第一批具有真正工程意义的微晶玻璃的问世。
微晶玻璃的出现不仅给我们提供了一种性能优越、应用广泛的新材料，而且给我们提供了玻璃晶化行为的基础研究的的新领域和研究力学性质和电学性质的新材料。
微晶玻璃
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。
线膨胀 系数可 调
• 热稳定性好（加热900℃骤然投入5℃ 耐磨
冷水而性能与高频瓷接近；
• 化学稳定性与硼硅酸玻璃相同，不怕酸 碱侵蚀。
优异 的抗 热震
• 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
良好的 可加工 性能
➢ 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。
➢ 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、
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
二硅酸锂微晶玻璃材料综述何志龙-3112007045（金属材料强度国家重点实验室，西安交通大学材料科学与工程学院，西安710049）摘要：微晶玻璃以其优异的力学、化学、生物等性能，在国防、航空、建筑、电子、光学、化工、机械及医疗等领域作为结构材料、技术材料、光学材料、电绝缘材料等而获得广泛应用，吸引了许多研究者的关注。
本文在参考学习了诸多相关文献的基础上，对微晶玻璃材料的制备、性能、应用及研究进展进行了论述，列举了人们在该领域取得的重要研究进展，以及微晶玻璃材料领域存在的研究难题。
关键词：晶化，微晶玻璃，综述，非均匀成核1 研究背景与意义自从1957年，美国康宁公司著名玻璃化学家S.D.Stookey研制出第一种微晶玻璃以来，微晶玻璃就凭借其组分广泛、性能优异、品种繁多而著称。
由于析出的晶粒尺寸可控，与界面结合强度高，抗弯强度可以达到200MPa以上，大量微晶玻璃体系涌现出来，它们的形成机制也得到大量深入研究。
微晶玻璃又称玻璃陶瓷，它是将某些特定组成的基础玻璃，在一定温度下进行控制晶化，制得的一种同时含有微晶相和玻璃相的多晶固体材料。
在热处理过程中，基础玻璃内部产生晶核及晶体长大，因为析出的晶体非常小，被称作微晶玻璃。
微晶玻璃既不同于陶瓷，也不同于玻璃。
微晶玻璃与陶瓷的不同之处是：玻璃微晶化过程中的晶相是从单一均匀玻璃相或易产生相分离的区域，通过成核和晶体生长而产生的致密材料；而陶瓷材料中的晶相，除了通过固相反应出现的重结晶或新晶相以外，大部分是在制备陶瓷时通过组分直接引入的。
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0.1-0.5μm）和残余玻璃组成的复相；而玻璃则是非晶态或无定形体。
微晶玻璃可以是透明的或呈各种花纹和颜色的非透明体，而玻璃一般是各种颜色、透光率各异的透明体。
2 微晶玻璃分类按照基础玻璃的组成，微晶玻璃主要有以下四大类：（1）硅酸盐类微晶玻璃由碱金属、碱土金属的硅酸盐晶相组成，主晶相有：透辉石、顽辉石、硅灰石、二硅酸锂等，这些晶相的种类影响微晶玻璃的性能。
微晶玻璃简述
微晶玻璃简要概述刘帅聪（无机非金属材料工程1301班,湖南工学院材料与化学工程学院湖南衡阳 421002）摘要微晶玻璃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中含有大量微晶体和玻璃体的复合固体材料。
由于其机械强度高、热膨胀性可调、抗热震性好、耐化学腐蚀、介电损耗低、电绝缘性好等优越的综合性能，已在许多领域得到广泛的应用。
关键词微晶玻璃特点制备工艺应用发展Brief Introduction of Glass - CeramicsShuai Cong Liu（Inorganic Nonmetallic Materials Engineering1301class，Hunan Institute of TechnologyDepartment of Material and Chemical Engineering Hunan Hengyang 421002）Abstract：Crystalline glass is a composite solid material containing a large amount of microcrystals and vitreous bodies obtained by controlling crystallization during the heating process by the base glass or other materials. Because of its high mechanical strength, adjustable thermal expansion, good thermal shock resistance, chemical resistance, low dielectric loss, good electrical insulation properties such as superior performance, has been widely used in many fields.Key words： glass - ceramics, characteristics, preparation technology, application development1 引言微晶玻璃又名玻璃陶瓷，它是指将加有形核剂（个别可不加）的特定组成的基础玻璃，通过控制结晶变成具有一种或多种微晶体和残余玻璃相的复合材料，即在非晶态的玻璃内均匀分布着大量（体积百分比约占95%～98%）的随机取向的微小陶瓷晶体（通常小于10μm）。
微晶玻璃的发展范文
微晶玻璃的发展范文
一、微晶玻璃的介绍
微晶玻璃是一种玻璃制品，其由一种由铝酸盐制成的无机玻璃粉末经
过特殊工艺制成，具有优异的力学性能，在紫外光线作用下易于抛光，有
良好的耐腐蚀性，可对腐蚀性介质或溶液抵抗很好，具有优良的物理机械
性能和化学稳定性，以及无毒无味性。
它广泛应用于许多领域，如轻质材料、激光光学器件等。
二、微晶玻璃的发展历程
微晶玻璃的发展历史可以追溯到20世纪50年代，当时美国航空航天
局（NASA）成功制作出第一种微晶玻璃，它的发展催生了一种新的材料。
此后，微晶玻璃被广泛应用于航空航天、汽车、建筑、医疗、消费品、船
舶等领域，成为各行各业的一种重要材料，并且不断被改进优化。
1、50年代：NASA研制第一种微晶玻璃，并广泛应用于航空航天领域；
2、70年代：由于其优异的性能，微晶玻璃开始被广泛应用于汽车、
建筑、医疗、消费品、船舶等领域；
3、80年代：微晶玻璃的研究和应用进入快速发展阶段，优良的性能
和性价比使其被广泛使用；
4、90年代：镀膜技术在微晶玻璃上的应用技术逐步成熟，优化了微
晶玻璃的性能；。
建筑微晶玻璃的发展与应用
建筑微晶玻璃的发展与应用发布时间：2022-10-18T03:55:57.997Z 来源：《建筑设计管理》2022年11期作者：张佳辉钱韧[导读] 微晶玻璃是由特定组成的基础玻璃在一定温度下控制结晶而制得的晶粒细小并均匀分布于玻璃体中的多晶复合材料张佳辉钱韧中建材玻璃新材料研究院集团有限公司安徽蚌埠 233018摘要：微晶玻璃是由特定组成的基础玻璃在一定温度下控制结晶而制得的晶粒细小并均匀分布于玻璃体中的多晶复合材料。
与玻璃、陶瓷相比，它们的组织、性能都不同。
微晶玻璃的特性取决于其晶体成分和玻璃的成分和含量。
所以，它既具有玻璃的特性，也有陶瓷的特性。
微晶玻璃最早起源于感光玻璃，后来经过美国康宁玻璃公司的大力发展，成为一种新型的微晶玻璃。
目前，全球已研制出多种微晶玻璃，包括耐高温微晶玻璃、耐磨耐腐蚀微晶玻璃、结构微晶玻璃、压电微晶玻璃、生物微晶玻璃、建筑微晶玻璃等。
在机械，电子，电气，航天、建筑、医药等领域有着广泛的应用前景。
Microcrystalline glass is a polycrystalline composite material with fine grains and evenly distributed in the vitreous body by controlling crystallization of a specific composition of basic glass at a certain temperature. Compared with glass and ceramics, their structure and properties are different. The characteristics of glass-ceramics depend on the composition of the crystal and the composition and content of the glass. So, it has the characteristics of both glass and ceramic. The microcrystalline glass originated from photosensitive glass and later became a new type of microcrystalline glass after the vigorous development of Corning Glass Company. At present, the world has developed a variety of glass-ceramics, including high-temperature glass-ceramics, wear-resistant glass-ceramics, structural glass-ceramics, piezoelectric glass-ceramics, biological glass-ceramics, architectural glass-ceramics, etc. In machinery, electronics, electrical, aerospace, construction, medicine and other fields have a wide range of application prospects.关键词：建筑工程；微晶玻璃；性能特性Key words: construction engineering; Crystalline glass; Performance characteristics微晶陶瓷复合板是一种优良的建材。
微晶玻璃发展简史和基础知识概要
五、工程微晶玻璃
耐磨板
可用矿山尾矿、炉渣、粉煤灰等为主要原料制成耐磨型微晶 玻璃。
Materials Science and Engineering
耐磨板 投资指南
固定资产投资：3800万元 耐磨板每天成品总产量：1500平方米（12mm
厚） 耐磨板成本：60元/m2 耐磨板出厂价：160元/m2 耐磨板市场价：220元/m2 每天毛利：15万元 每年毛利：15万元/天×300天=4500万元
厚） 装饰板成本：80元/m2 红、绿、黑装饰板出厂价：200元/m2 红、绿、黑装饰板市场价：300元/m2 每天毛利：24万元 每年毛利：24万元/天×300天=7200万元
Materials Science and Engineering
五、工程微晶玻璃
微晶玻璃管道
Materials Science and Engineering
五、工程微晶玻璃
微晶玻璃阀门
Materials Science and Engineering
五、工程微晶玻璃
微晶玻璃垫圈
Materials Science and Engineering
六、泡沫微晶玻璃
以炉渣、粉煤灰、尾矿、石粉为主 要原料，制成均匀气孔的轻质陶瓷。
容重轻、强度高、隔音、耐火以及 保温性能优越等特点，可作为墙体 的砌块或内外墙体的保温层，其外 表面还可粘贴瓷砖，具有节能、降 耗的作用。
四、华清玉的衍生
华清玉
瓮安玉
桦田玉
红山玉
Materials Science and Engineering
红山玉装饰板
Materials Science and Engineering
红山玉地面板
微晶玻璃
第三节 制备工艺
生产方法
• 压延法： 是将生料融成玻璃液，然后将玻璃液压 延，经热处理再切割成板材。 • 烧结法 是先将生料熔融成玻璃液，淬冷成碎料， 然后将碎料倒人模具铺平，放人窑炉中热处 理得到微晶玻璃板材。 • 两者各具优缺点，前者能连续流水生产、热 耗低，但品种单一；后者能做到品种多样， 但工艺复杂，对模具要求高，成品气泡多是 其主要的弱点。
实例——矿渣微晶玻璃：
• 矿渣微晶玻璃的主要原料是： 高炉矿渣(62％一78％ 高炉矿渣(62％一78％) 硅石(22％一38％ 硅石(22％一38％)和其他非铁冶金渣等。 • 一般需要由下列化合物组成： 二氧化硅40％一70％， 二氧化硅40％一70％， 三氧化二铝5％一15％， 三氧化二铝5％一15％， 氧化钙15％一35％， 氧化钙15％一35％， 氧化镁2％一12％， 氧化镁2％一12％， 氧化钠2％一12％， 氧化钠2％一12％， 晶核剂5％一10％。 晶核剂5％一10％。
烧结法原理：
• 目前建筑用微晶玻璃均采用烧结法； • 基本原理是：玻璃是一种处于一种亚稳状态的非晶态固 体， 从热力学观点看，在一定条件下，可以转化为结晶 态。 从动力学观点来看，玻璃熔体在冷却过程中，粘度 急剧增加，抑制晶核的形成和晶体长大，阻止了结晶体 的成长壮大。 建筑用微晶玻璃充分应用了热力学上的可能和动力 学上的抑制，在一定条件下，使这种相反相成的物理过 程，形成一个新的平衡，而获得的一种新材料。
这块玻璃究竟发生了什么变化？
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。
性能由此改变：
• 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。 • 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。
微晶玻璃是怎么做出来的
微晶玻璃是怎么做出来的微晶玻璃，是一种由适当组成的玻璃颗粒经烧结与晶化，制成的由结晶相和玻璃相组成的质地坚硬、密实均匀的复相材料。
微晶玻璃又称微晶石、玻璃陶瓷、微晶玉石、结晶化玻璃、人造石材等。
一般将用在建筑装饰上的微晶玻璃列入人造类石。
微晶技术和微晶材料可用在很多领域，作为建筑装饰材料的微晶石的生产采用矿渣、岩石（玄武岩、辉绿岩）、石英砂为基本原料。
微晶玻璃的颜色是靠生产过程中添加金属氧化物而形成的，如氧化铁、氧化铬等来控制。
微晶玻璃具有天然石材所不具有的优点，机械强度高、耐磨性好、耐酸碱、质地致密、吸水率极低、可做出薄板、可人为控制颜色、无色差、耐热性高、无放射性、可工业化大批量供应等，是一种高级的装饰装修材料。
微晶玻璃 - 生产工艺过程及其要点所有玻璃生产工艺原理均为，根据岩浆形成，成岩演化的基本原理，也就是主体组分在高温条件下熔融，生成熔体，然后控制物理、化学条件的变化制成不同硅酸盐材料的过程。
微晶玻璃是普通硅酸盐玻璃的深加工产品，在玻璃生产的熔融工艺体系中，熔融重结晶起主要作用(原料组分在高温熔融，生成熔体，通过控制温度，压力的变化,制成高纯晶质材料的过程)其实质是使玻璃态制品转变为晶态制品，在一定温度条件下生成大量晶核。
在整个生产工艺过程中应特别注意三个工艺要点：1、准确确定不同硅酸盐玻璃制品的最佳成核温度( Tg ) ：最佳成核温度( Tg )由熔体粘度确定,熔体粘度大,则成核很困难，而且速度很慢;若熔体粘度小，则成核容易,但是也易造成核归并，核数量减少，一般地,最好粘度为 10 11 ~10 12 之间，最佳成核温度 Tg------ 过冷凝固点( T N ) +30 ℃ ~50 ℃.在实际生产中,可通过一定的方法步骤确定 Tg ,如珠球突透法,晶核统计及生产状态鉴定法。
2、控制最佳成核时间：若时间太长,发生晶核归并,导致晶核数量少,晶核过大;若时间过短,易造成核不完全,晶核数量少。
微晶玻璃
微晶玻璃的生产制备1．微晶玻璃概述新型微晶材料的开发研制最先起于美国，亚洲的日本紧随其后，成为目前世界上新型微晶材料的生产大国，此后西欧和亚太地区的经济发达国家不甘落后，也加紧开发研制。
而我国则起步于上世纪的八十年代初，经过二十年的开发，微晶材料的生产工艺基本上已趋于成熟，进入了实用阶段。
它主要用做建筑装饰材料、飞机、火箭、卫星等结构材料，医疗、化工等防腐材料以及军事上，如激光制导材料等。
微晶玻璃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中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致密整体结晶材料。
其颜色多种多样。
生产方法可分为烧结法、压延法、浇铸法。
产品按配方可分为两大类，一类是矿渣类。
所用原料为矿渣、石英砂、长石、石灰石、萤石、白云石、滑石等；第二类为泥沙类。
所用原料为泥沙、石英砂、长石、纯碱、石灰石、白云石、重晶石、萤石等。
由于微晶玻璃是硅灰石相和玻璃相相结合的致密整体结晶材料，颜色上是以金属氧化物为着色剂，因而其表面特征既有陶瓷的特征，又与天然石材极其相似，加之材料形状多为板材，因而许多人又将其称作为微晶板材、微晶石材、微晶玉石、玻璃陶瓷、结晶化玻璃或人造石材等等。
由于其结构极为致密并用作表面装饰材料。
因此，又有人将其归为实体面材。
与建筑陶瓷及天然石材制品相比，由于微晶玻璃具有特定性能的晶相析出。
因而，在机械强度、表面硬度、热膨胀性能、耐酸碱及抗腐蚀等方面具有一些独特的优点。
1.1微晶玻璃的分类微晶玻璃可按不同的标准分类，从外观看，有透明微晶玻璃和不透明微晶玻璃；按微晶化原理可分为光敏微晶玻璃和热敏微晶玻璃；按照性能分为耐高温、耐热冲击、高强度、耐磨、易机械加工、易化学蚀刻、耐腐蚀、低膨胀、零膨胀、低介电损失、强介电性、强磁性和生物相容等种类；按基础玻璃组成可分为硅酸盐、铝硅酸盐、硼硅酸盐、硼酸盐及磷酸盐等五大类；按所用材料则分为技术微晶玻璃和矿渣微晶玻璃两类。
微晶玻璃简述
微晶玻璃简要概述刘帅聪（无机非金属材料工程1301班,湖南工学院材料与化学工程学院湖南衡阳 421002）摘要微晶玻璃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中含有大量微晶体和玻璃体的复合固体材料。
由于其机械强度高、热膨胀性可调、抗热震性好、耐化学腐蚀、介电损耗低、电绝缘性好等优越的综合性能，已在许多领域得到广泛的应用。
关键词微晶玻璃特点制备工艺应用发展Brief Introduction of Glass - CeramicsShuai Cong Liu（Inorganic Nonmetallic Materials Engineering1301class，Hunan Institute of TechnologyDepartment of Material and Chemical Engineering Hunan Hengyang 421002）Abstract：Crystalline glass is a composite solid material containing a large amount of microcrystals and vitreous bodies obtained by controlling crystallization during the heating process by the base glass or other materials. Because of its high mechanical strength, adjustable thermal expansion, good thermal shock resistance, chemical resistance, low dielectric loss, good electrical insulation properties such as superior performance, has been widely used in many fields.Key words： glass - ceramics, characteristics, preparation technology, application development1 引言微晶玻璃又名玻璃陶瓷，它是指将加有形核剂（个别可不加）的特定组成的基础玻璃，通过控制结晶变成具有一种或多种微晶体和残余玻璃相的复合材料，即在非晶态的玻璃内均匀分布着大量（体积百分比约占95%～98%）的随机取向的微小陶瓷晶体（通常小于10μm）。
微晶玻璃的发展范文
微晶玻璃的发展范文微晶玻璃是一种具有微观结晶结构的玻璃材料，其晶粒尺寸为纳米级别。
自20世纪60年代由法国科学家Stookey首次发现以来，微晶玻璃在材料科学领域引起了广泛的关注。
微晶玻璃具有优异的力学性能、热稳定性和光学性能，被广泛应用于光学器件、微电子器件、传感器等领域。
本文将从微晶玻璃的制备方法、性能改进、应用前景等方面进行详细介绍。
首先，微晶玻璃的制备方法有很多种，其中较为常见的包括熔融法、溶胶-凝胶法、高温退火法等。
熔融法是将原料高温熔融后快速冷却，通过控制冷却速率和温度来控制晶体尺寸和分布。
溶胶-凝胶法是通过溶胶的形成、凝胶的胶化和热处理来制备微晶玻璃。
高温退火法是将玻璃样本在高温条件下进行热处理，使其发生晶化转变。
这些方法各有优缺点，选择合适的制备方法取决于目标微晶玻璃的晶粒尺寸和所需性能。
其次，微晶玻璃相对于传统玻璃具有很多优势。
首先，微晶玻璃的力学性能优于普通玻璃，具有很高的强度和硬度，可满足一些特殊场合对材料强度的要求。
其次，微晶玻璃的热稳定性较好，能够在高温环境下保持稳定的物理和化学性质。
此外，微晶玻璃还具有较好的光学性能，可用于制备光学器件和光纤通信。
这些优势使得微晶玻璃成为许多领域的理想材料选择。
随着科技的不断发展，人们对微晶玻璃的性能和应用进行了持续改进。
一方面，研究人员通过控制制备工艺和添加适量的杂质，成功通过晶界的改善和微观结构的调节来进一步提高微晶玻璃的力学性能和光学性能。
另一方面，人们还通过制备复合材料和多层膜材料，将微晶玻璃与其他功能材料相结合，以满足不同领域对材料性能的需求。
例如，利用微晶玻璃的高压力敏感性能和导电性能，可用于制备压电传感器和发电器件。
微晶玻璃在微电子器件中的应用也备受关注。
由于微晶玻璃具有较高的绝缘性能和热稳定性，被广泛应于电子器件的绝缘层和保护层。
此外，微晶玻璃还具有良好的界面亲和性和可刻蚀性，可用于制备微电子器件的模具、基板和封装材料。
微晶玻璃的发展
成 分 、结构设计与性能予测
2)与压电陶瓷相比,压电陶瓷的剩余极化在电场去除后还 将随时间老化,在使用过程中受电场、温度、应力等因素 的影响还会加速老化。极性微晶玻璃不存在这些缺点。 3)聚合物具有声阻抗和介电常数低、柔软性和击穿电压 高等优点,但其极化比较困难,必须使用很高的电压,而且 所能极化的厚度有限,而极性微晶玻璃不存在这些问题。
微晶玻璃的性能既决定于组成相的固有属性 , 又决定于形成的微观组织形态 。
微晶玻璃的分大致可分为三类
架状硅酸盐 微晶玻璃
片状硅酸盐 微晶玻璃
链状硅酸盐 微晶玻璃
微晶玻璃的在电子器件中的应用
一.电子封接用微晶玻璃 • 电子元器件的电气特性对周围环境条件较为敏感,一旦受潮或 腐蚀,将导致绝缘电阻、漏电流、击穿电压等性能的恶化,从 而影响电子仪器或设备的正常运转,甚至发生故障,造成设备 失灵。 • 微晶玻璃由于具有良好的电绝缘性能,易形成复杂的形状,较 易与多种金属和陶瓷相封接,因此,作为电子管封接材料得到 了广泛应用。
微晶玻璃在电子器件中的应用
班级：13功能1班
学号：1300503101 姓名：张镇
主要内容
微晶玻璃简介
微晶玻璃的分类及性能 微晶玻璃在电子器件中的应用
研究中面临的挑战
微晶玻璃的简介
微晶玻璃,又名玻璃陶瓷(Glass ceramic),是通 过控制玻璃的晶化获得的一类多晶材料。
微晶玻璃的微观组织由细小晶体及残余玻璃相 组成 , 原则上不存在气孔 。
微晶玻璃的在电子器件中的应用
二.极性微晶玻璃
•极性微晶玻璃是由玻璃中析出的晶粒沿 某一特定方向生长而成的,是一种新型功 能复合材料。 •它作为一种新型压电材料已引起人们的 关注。
微晶玻璃 第一章
1 绪论1.1 微晶玻璃的定义1.1.1 定义及特性微晶玻璃（glass-ceramic）又称玻璃陶瓷，是将特定组成的基础玻璃，在加热过程中通过控制晶化而制得的一类含有大量微晶相及玻璃相的多晶固体材料。
玻璃是一种非晶态固体，从热力学观点看，它是一种亚稳态，较之晶态具有较高的内能，在一定的条件下，可转变为结晶态。
从动力学观点看，玻璃熔体在冷却过程中，黏度的快速增加抑制了晶核的形成和长大，使其难以转变为晶态。
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。
微晶玻璃既不同于陶瓷，也不同于玻璃。
微晶玻璃与陶瓷的不同之处是：玻璃微晶化过程中的晶相是从单一均匀玻璃相或已产生相分离的区域，通过成核和晶体生长而产生的致密材料；而陶瓷材料中的晶相，除了通过固相反应出现的重结晶或新晶相以外，大部分是在制备陶瓷时通过组分直接引入的。
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0.1～0.5μm）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明的或呈各种花纹和颜色的非透明体，而玻璃一般是各种颜色、透光率各异的透明体。
尽管微晶玻璃的结构、性能及生产方法与玻璃和陶瓷都有一定的区别，但是微晶玻璃既有玻璃的基本性能，又具有陶瓷的多相特征，集中了玻璃和陶瓷的特点，成为一类独特的新型材料。
微晶玻璃具有很多优异的性能，其性能指标往往优于同类玻璃和陶瓷。
如热膨胀系数可在很大范围内调整（甚至可以制得零膨胀甚至是负膨胀的微晶玻璃）；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，能适应恶劣的使用环境；软化温度高，即使在高温环境下也能保持较高的机械强度；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取特殊的光学、电学、磁学、热学和生物等功能，从而可作为各种技术材料、结构材料或其他特殊材料而获得广泛的应用。
化学课外小知识：微晶玻璃
化学课外小知识：微晶玻璃现代科技的发展，需要不断的寻求那些具有特殊性能的新材料，以获得突破性进展。
这些新材料的发明和使用，改变了我们的生活。
在所有这些新材料中，有一种材料扮演着重要的角色，它就是微晶玻璃。
早在1 7 3 9 年法国科学文献中就有了最原始的微晶玻璃的记载。
但真正能够进行工业生产则是2 0 世纪后半叶的事情。
1 9 5 3 年5 月2 3 日，美国康宁公司研究人员Stookey 申请了第一个微晶玻璃的专利。
几十年来，微晶玻璃的研究和发展突飞猛进。
至今已有一千多种微晶玻璃问世，它已在各个领域得到普遍的应用。
微晶玻璃(Glass-ceramic)又名玻璃陶瓷，它是指将加有形核剂（个别可不加）的特定组成的基础玻璃，通过控制结晶变成具有一种或多种微晶体和残余玻璃相的复合材料，即在非晶态的玻璃内均匀分布着大量（体积百分比约占9 5 ～9 8 % ）的随机取向的微小陶瓷晶体（通常小于1 0 μ m ）。
微晶玻璃具有很多优异的性能，如微晶玻璃具有优良的力学性能、热学性能、化学性能、电磁性能、生物性能等。
这些特性一般都超过了普通的金属材料、有机材料及无机非金属材料。
这些优异的性能使微晶玻璃受到了极大的欢迎。
（1）加工特性。
对微晶玻璃的研究表明，用于玻璃成型的工艺都可以用来制备微晶玻璃，如：轧制、挤压、铸造、离心铸造，也可以直接对玻璃熔体吹塑成型，或者拉制成玻璃棒，采用薄膜工艺可以制作薄的微晶玻璃片。
微晶玻璃另一个优点是可以对其进行钻、铣、磨和锯等机加工，而且可以控制其表面特性，如粗糙度、可抛光性、及光泽等。
（2）热学特性。
微晶玻璃另一个优点在于通过调整玻璃的初始成分，通过特定的热处理制度，可以控制其最后生成的微晶体的种类和比例，具有不同的、范围很大的热膨胀系数，有时为零甚至为负。
（3）光学特性。
由于微晶玻璃无孔隙且一般含有玻璃相，其产品一般是半透明的，但根据微晶体种类和微晶玻璃的微观结构，能生产出具有高透明度和完全不透明的微晶玻璃。
微晶玻璃
3、微晶玻璃的应用
同时矿渣微晶玻璃的物化性能非常出色，可应用于很多领 域，如具有很高的耐磨性、轻质高强、很好的热性能和化学耐 腐蚀性能以及良好的绝缘性能等，可以代替铸石和陶瓷用作建 筑材料、装饰材料和化工机械材料等；在采矿工业中可代替钢 材用作导槽、料斗溜槽的衬里，使用寿命可提高5～10倍；用 作选煤厂水力旋流器中的锥体，使用寿命相当于碳钢或灰口铸 铁的10～12倍；同时减轻重量20%；在防腐工程中，可用微晶 玻璃装饰板代替铸石砌筑耐酸池、贮槽、电解槽；造纸工业的 蒸煮锅、酸性水解锅、硫酸吸收塔、氯气干燥塔、反应器、石 油化工设备的内衬等以及防酸性气体和液体的地面、墙壁。理 化性能优于铸石的微晶玻璃板在防腐工程中应用前景十分广阔。 用作管道输送固体或悬浮物及溶液时，其耐化学腐蚀性和耐磨 性均好于同类产品。因而，矿渣微晶玻璃性能优良，应用领域 广，有着很好的市场前景。从市场反馈的信息来看，目前几家 生产微晶玻璃的厂家生产经营情况良好，产品在国内市场供不 应求，而且目前外尚无微晶玻璃的规模化生产厂家，产品出口 前景看好。
主要有： （1）烧结法； （2）熔融法（又称压延法）主要用于生产矿渣微晶玻璃 （3）二次成型工艺法； （4）溶胶—凝胶法； （5）强韧化技术；
6、微晶玻璃性能
微晶玻璃具有如下基本特性：
（1）自然柔和的质感；
（2）丰富多变的颜色（白、米、灰三个色最为经常使用） （3）优良的耐候性及耐久性； （4）零吸水性； （5）强度大，可轻量化； （6）弯曲成型容易，经济省时。
经变成了一块奶白色的薄板，当他试图拿出这块薄板的
时候，由于钳子未能夹紧的缘故，导致这块玻璃样本滑 落在地，但却没有摔碎，而是弹了起来。
2、发现历史发展现状
斯图基后来入选美国国家发明家名人堂(National Inventors Hall of Fame)，但在当时他并不知道自己偶 然发明了第一块有机微晶玻璃，这种材料随后被康宁命名 为“微晶玻璃（Pyrocerm），其比重比铝轻，但强度却高 于高碳钢，与常规的纳钙玻璃相比则要高出多倍。到最后 微晶玻璃找到了自己的定位，被用于从导弹鼻锥到化学试 验室等各个领域中。此外，这种材料还能被用在微波炉中， 在1959年，微晶玻璃第一次用于太空时代的用餐器具： Comingware（康宁餐具）。
微晶玻璃
玻璃陶瓷glass-ceramics materials摘要: 玻璃陶瓷（glass-ceramics）又称微晶玻璃。
是综合玻璃，玻璃陶瓷和我们常见的玻璃看起来大不相同。
它具有玻璃和陶瓷的双重特性，普通玻璃内部的原子排列是没有规则的，这也是玻璃易碎的原因之一。
而玻璃陶瓷像陶瓷一样，由晶体组成，也就是说，它的原子排列是有规律的。
所以，玻璃陶瓷比陶瓷的亮度高，比玻璃韧性强。
关键字：玻璃陶瓷；可切削玻璃陶瓷；分相；结晶化；晶核剂AbstractGlass-ceramic (glass-ceramics), also known as glass-ceramics. Integrated glass, glass-ceramic micro-and we often look very different from the glass . It has double glass and ceramic properties, the general arrangement of atoms within the glass is not the rule, which is one of the reasons for fragile glass. As ceramics and glass-ceramic, as composed by the lens, that is, its atomi arrangement is regular. Therefore, the glass-ceramic Ceramic brightness than higher toughness than glass. Keywords: Glass ceramics; machinable glass-ceramic; phase; crystallization; nucleating agent1-1玻璃陶瓷概述玻璃陶瓷,又名微晶玻璃,是将加有成核剂(个别也可不加) 的特定组成的基础玻璃,经热处理工艺后所得的微晶体和玻璃体均匀分布的复合材料. 玻璃陶瓷兼有玻璃和陶瓷的优点,具有许多常规材料难以达到的优异性能. 它采用一种与普通玻璃相近的制造工艺,但其特性却与玻璃迥然不同. 玻璃是一种具有无规则结构的非晶态固体,从热力学观点出发,它是一种亚稳态. 与结晶态相比,它具有较高的内能,在一定的条件下可以转变为结晶态. 从动力学观点出发,玻璃熔体在冷却过程中,粘度的快速增加抑制了晶核的形成和长大,使玻璃体来不及转变为结晶体. 玻璃陶瓷就是人们充分利用玻璃在热力学上的有利条件,而又克服了它在动力学上的不利条件而获得的新型材料.玻璃陶瓷的制造通常采用普通玻璃的造工艺,再经过特殊的热处理而制成. 首先,在有利于成核的温度下,产生大量晶核(成核阶段避免析晶) ;然后,再缓慢加热到有利于晶体成长的温度下保温,使晶核适当长大;最后,冷却处理. 在微晶玻璃生产过程中,为了形成晶核和加速析晶,一般是在其组分中引入适当的晶核剂(成核剂) . 当玻璃的化学组成适宜时,可以不使用晶核剂,而是通过热处理使玻璃发生液相分离,从而促进玻璃的微晶化[3；4] . 微晶玻璃中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.玻璃陶瓷一问世,就以其组成广泛、品种繁多而著称. 这不仅由于微晶玻璃的组成有很大的选择范围,而且即使组成相同,而采用不同的晶核剂或者不同的热处理制度,所制成的玻璃陶瓷在性能上也存在着很大的差异.玻璃陶瓷是材料科学上的一项新的研究发现,可以作为结构材料、技术材料、光学电学材料、装饰材料等广泛应用于国防尖端技术工业、建筑业及生活等各个领域. 因此,微晶玻璃被科学家们称为21 世纪的新型建筑材料.玻璃陶瓷是基础玻璃经控制晶化行为而制得的微晶体和玻璃相均匀分布的材料。
微晶玻璃
玻璃，不必使用晶核剂。
6
应用领域
1、机械力学材料上的应用
利用微晶玻璃耐高温、抗热震、热膨胀性可调等力学和热学性能，广泛应用于 活塞、旋转叶片、炊具的制造上，同时也用在飞机、火箭、人造地球卫星的结构
材料上。
6
应用领域
1、机械力学材料上的应用
微晶玻璃具有很低的热膨胀系数及十分优越的耐热冲击性能，可以加工成不同 形状和尺寸。
性能均优于玻璃、瓷砖、花岗岩和大理石板材等。
微晶玻璃耐酸耐碱性、抗冻性、耐污性能优异，无 放射性污染，镜面效果良好，质轻可作为结构材料。
6
应用领域
无论是幕墙还是天花板结构，如今的建筑物 外壳不能简单地满足于提供保护功能。对涉及 保护以及提供遮荫的需求正变得越来越重要。
太阳能面板应用
曲面防火玻璃，阻隔火 焰、热气体和烟雾
6
应用领域
5、化学化工材料上的应用
微晶玻璃化学稳定性好，几乎不被腐蚀的特性广泛应用于化工上。在控制污染和 新能源应用领域也有用途，如微晶玻璃用于喷射式燃烧器中消除汽车尾气中的碳氢化
合物；在硫化钠电池中作密封剂；在输送腐蚀性液体中作管道等。
6
应用领域
6、建筑材料上的应用
建筑微晶玻璃作为新型绿色装饰材料，成为世界 上最具有发展前景的建筑装饰材料。其装饰效果和
6
应用领域
7、其他材料上的应用
泡沫微晶玻璃作为结构材料、热绝缘材料和纤维复合增韧微晶玻璃都得到了广泛 研究和应用。核工业方面，微晶玻璃被用于制造原子反应堆控制棒上的材料、反应
堆密封剂、核废料存储材料等方面。
7
案例赏析
瑞士纳沙泰尔 La Maladière 中心
一万多个在夹胶玻璃中的 LED，通 过电脑控制能呈现色彩变幻以及令 人惊叹的照明效果。
微晶玻璃生产技术
微晶玻璃生产技术第一章绪论微晶玻璃作为一种新型材料，其应用范围也越来越广，但是目前系统论述微晶玻璃的书籍很少。
本书根据作者二十多年的教学和科研时间，充分论述了微晶玻璃的理论知识、生产工艺、质量控制、对微晶玻璃的组成、结构、性能及其应用作了深入、系统的阐述，本书内容全面，深入浅出，理论联系实际，全面反映了该领域国内外研究的最新成果和应用技术，具有很强的实用性。
本书可供从事微晶玻璃材料研究的科研人员以及广大生产技术人员使用与参考，也可作为大专院校相关专业的教学参考书。
第一节微晶玻璃的定义与分类一、定义及特性1．什么是微晶玻璃微晶玻璃（CRYSTOE and NEOPARIES）又称微晶玉石或陶瓷玻璃。
是综合玻璃、石材技术发展起来的一种新型建材。
因其可用矿石、工业尾矿、冶金矿渣、粉煤灰、煤矸石等作为主要生产原料，且生产过程中无污染，产品本身无放射性污染，故又被称为环保产品或绿色材料。
微晶玻璃集中了玻璃、陶瓷及天然石材的三重优点，优於天石材和陶瓷，可用於建筑幕墙及室内高档装饰，还可做机械上的结构材料，电子、电工上的绝缘材料，大规模集成电路的底板材料、微波炉耐热列器皿、化工与防腐材料和矿山耐磨材料等等。
是具有发展前途的21世纪的新型材料。
2．微晶玻璃特性、性能建筑用微晶玻璃装饰面板材与天然大理石、花岗岩性能列表二（见下页）。
材料微晶玻璃大理石花岗岩特性机械性能抗弯强度①（Mpa) 40~50 5.7~15 8~15抗压强度（Mpa) 341.3 67~100 100~200抗冲击强度（Pa) 2452 2059 1961弹性模量（×104MPa) 5 2.7~8.2 4.2~6.0莫氏硬度 6,5 3~5 ~5.5维氏硬度（100g） 600 130 130~570比重 2.7 2.7 2.7化学性能耐酸性②（1%H2SO4） 0.08 10.0 0.10耐碱性②（1%NaOH) 0.05 0.30 0.10耐海水性③（mg/cm2) 0.08 0.19 0.17吸水率④（%） 0 0.3 0.35抗冻性（%）⑤ 0.028 0.23 0.25热学特性膨胀系数（10-7/30℃ -380℃) 62 80~260 80~150热导率（w/m.k) 1.6 2.2~2.3 2.1~2.4比热（Cal/q°.C） 0.19 0.18 0.18光学特性白色度（L度） 89 59 66扩散反射率（%） 80 42 64正反射率（%） 4 4 4从表二中可以看出，建筑微晶玻璃在材料尺寸稳定性（热胀系数等的影响）耐磨性（硬度影响）、抗冻性、光泽度的持久性（耐酸耐碱影响）、强度（抗弯、抗冲击）等，均优於天在然的大理石及花岗岩。
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红山玉 镂空屏风
Materials Science and Engineering
红山玉 桌面
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华清玉 宝瓶（酒瓶）
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华清玉雕大酒瓶（3公斤装） 投资指南
固定资产投资：3800万元 酒瓶成品总产量：6吨/天 酒瓶每只平均重量：2kg 酒瓶每只平均成本：100元 酒瓶每只平均出厂价：200元 酒瓶每只平均市场价：500元 每天毛利：30万元 每年毛利：30万元/天×300天=9000万元
七、琉璃玉装饰板
Materials Science and Engineering
琉璃玉装饰板 投资指南
300吨浮法线固定资产投资：2.7亿 （1）18mm厚产品成本：90元/m2 18mm厚产品出产价：200元/m2 18mm厚产品市场价：300元/m2 每天毛利：66万元 每年毛利：66万元/天×300天= 1.98亿 （2）5mm厚产品成本：25元/m2 5mm厚产品出厂价：60元/m2 5mm厚产品市场价：100元/m2 每天毛利：75.6万元 每年毛利：75.6万元/天×300天= 2.268亿元
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微晶玻璃进展
Materials Science and Engineering
微晶玻璃进展
材料科学与工程系
2013年1月
Materials Science and Engineering
微晶玻璃介绍
Materials Science and Engineering
一、花岗岩型微晶玻璃板
Materials Science and Engineering
二、大理石型微晶玻璃板
五、工程微晶玻璃
耐磨板
可用矿山尾矿、炉渣、粉煤灰等为主要原料制成耐磨型微晶 玻璃。
Materials Science and Engineering
耐磨板 投资指南
固定资产投资：3800万元 耐磨板每天成品总产量：1500平方米（12mm厚） 耐磨板成本：60元/m2 耐磨板出厂价：160元/m2 耐磨板市场价：220元/m2 每天毛利：15万元 每年毛利：15万元/天×300天=4500万元
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华清玉小酒瓶（1公斤装） 投资指南
固定资产投资：3800万元 酒瓶成品总产量：20吨/天 酒瓶每只平均重量：0.5kg 酒瓶每只平均成本：10元 酒瓶每只平均出厂价：20元 酒瓶每只平均市场价：40元 每天毛利：40万元 每年毛利：40万元/天×300天=12000万元
四、华清玉的衍生
华清玉
瓮安玉
桦田玉
红山玉
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红山玉装饰板
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红山玉地面板
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红山玉墙面板
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华清玉 餐具茶具
Materials Science and Engineering
华清玉 餐具茶具
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华清玉雕餐具 投资指南
固定资产投资：2800万元 餐具成品总产量：4吨/天 每只平均重量：0.5kg 每只平均成本：20元 每只餐具礼品平均出厂价：50元 每只餐具礼品平均市场价：200元 每天毛利：24万元 每年毛利：24万元/天×300天=7200万元
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华清玉 工艺品
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华清玉 殡葬文化
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华清玉 文化用品
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图案丰富多彩，仿天然大理石 。
性能均优于陶瓷砖、天然大理石等石材。
该系列产品及技术工艺已获得国家专利。
性能指标：略
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二、大理石型微晶玻璃板
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三、玉石型微晶玻璃板——华清玉
固定资产投资：5800万元 每天成品总产量：4000平方米（50mm厚） 泡沫微晶玻璃成本：60元/m2 泡沫微晶玻璃出厂价：120元/m2 泡沫微晶玻璃市场价：200元/m2 每天毛利：24万元 每年毛利：24万元/天×300天=7200万元
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五、工程微晶玻璃
微晶玻璃管道
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五、工程微晶玻璃
微晶玻璃阀门
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华清玉钢化餐具 投资指南
固定资产投资：3800万元 餐具成品总产量：20吨/天 每只平均重量：0.5kg 每只平均成本：6元 每只餐具平均出厂价：12元 每只餐具平均市场价：20元 每天毛利：24万元 每年毛利：24万元/天×300天=7200万元
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六、泡沫微晶玻璃
泡沫保温墙体
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六、泡沫微晶玻璃
泡沫保温内外墙（福建晋江豪山陶瓷）
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泡沫微晶玻璃 投资指南
六、泡沫微晶玻璃
以炉渣、粉煤灰、尾矿、石粉为主 要原料，制成均匀气孔的轻质陶瓷。 容重轻、强度高、隔音、耐火以及 保温性能优越等特点，可作为墙体 的砌块或内外墙体的保温层，其外 表面还可粘贴瓷砖，具有节能、降 耗的作用。 具有较好的可加工性，施工方便简 单，还能加工成不同的尺寸及形状。 该产品是国家积极发展的新型墻体 材料，市场前景良好。
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耐磨板 投资指南
主要原料：钢铁炉渣或粉煤灰或煤矸石或各 种工业尾矿 应用领域：矿山、水泥、电厂等
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高炉渣装饰板 投资指南
固定资产投资：5800万元 装饰板每天成品总产量：2000平方米（18mm厚） 装饰板成本：80元/m2 红、绿、黑装饰板出厂价：200元/m2 红、绿、黑装饰板市场价：300元/m2 每天毛利：24万元 每年毛利：24万元/天×300天=7200万元
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微晶玻璃特点
不含有对人体有害的有机物。 原材料来源广泛，成本低廉。 可加工切削，用于内外墙及地 面等装潢，也可制作家具，台 面、灶面等。
具有广阔的市场前景和巨大的
市场效益和社会效益。
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红山玉窗台板
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红山玉窗台板
阳光下的窗台面
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红山玉 橱柜台面板
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红山玉 洗面台板
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