微晶玻璃及其应用教学文案
微晶玻璃的制备与应用
微晶玻璃的种类、制备及应用摘要：微晶玻璃是一种由基础玻璃严格控制晶化行为而制成的微晶体和玻璃相均匀分布的材料。
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。
本文分析了微晶玻璃在材料科学中的作用，并着重介绍了微晶玻璃的种类、制备方法及其应用。
关键词：微晶玻璃；种类；制备；应用Type、preparation and application of glass ceramicsAbstract: microcrystalline glass is a kind of the base glass to strictly control the crystallization behavior and made of crystal and glass phase homogeneous distribution of materials. Because of its high mechanical strength, thermal expansion can be adjusted, good thermal shock resistance, chemical corrosion resistance, low dielectric loss, good insulation and excellent comprehensive properties, has been widely used in many fields. This paper analyses the role of microcrystalline glass in materials science, and emphatically introduces the category, glass ceramics and preparation method and application thereof.Keywords: glass ceramics; species; preparation; application一、引言微晶玻璃是将加有晶核剂的特定组合的玻璃，在有控条件（一定温度）下进行晶化热处理，成为具有微晶体和玻璃相均匀分布的复合材料。
微晶玻璃及其用途0906-17
微晶玻璃及其用途0906-17
微晶玻璃及其用途0906-17
微晶玻璃介绍
微晶玻璃（Microcrystalline glass），又称玻璃钢，是一种高性能
玻璃，它具有高熔点、高硬度、高抗损伤性、高粘结性，是一种具有优异
性能的玻璃。
微晶玻璃一般由一种或多种氧化物组成，以硅酸铝硅酸锰为
基本构成元素，具有铝、锰、钛等金属的氧化物成分。
微晶玻璃制造工艺
微晶玻璃的重要原料是硅酸铝、硅酸锰、硅酸钛等金属元素的氧化物，一般经过精细加工组成成分，采用烧结工艺制造出来。
根据加工工艺不同，可以将微晶玻璃分为微晶玻璃颗粒、碎片和微晶玻璃块三种形式。
微晶玻璃的性能特点
1.高熔点：微晶玻璃的熔点可达1600℃，远远高于普通玻璃，具有
良好的高温耐受能力。
2.高硬度：由于微晶玻璃中含有较多的金属元素，具有较高的硬度，
受损伤比普通玻璃小。
3.高抗温性：因为微晶玻璃具有自身的特殊性，具有比普通玻璃更高
的耐热性能，在高温条件下表现良好，可以长时间在高温环境下工作。
4.高抗化学腐蚀性：微晶玻璃表面具有自身的化学结构，能有效抵御
化学侵蚀，耐酸碱性腐蚀能力强，非常适合接触各种有害物质的环境。
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，是一种外国刚刚开发的新型的建筑材料，它的学名叫做玻璃水晶。
微晶玻璃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。
而微晶玻璃象陶瓷一样，由晶体组成，也就是说，它的原子排列是有规律的。
所以，微晶玻璃比陶瓷的亮度高，比玻璃韧性强。
现在，我们做一个微晶玻璃与天然石材的对比实验。
我们把墨水分别倒在大理石和微晶玻璃上，稍等片刻，微晶玻璃上的墨汁可以轻易的擦掉，而大理石上的墨迹却留了下来。
这是为什么呢？大理石、花岗岩等天然石材表面粗糙，可以藏污纳垢，微晶玻璃就没有这种问题。
大家都知道，大理石的主要成分是碳酸钙，用它做成建筑物，很容易与空气中的水和二氧化碳发生化学反应，这就是大理石建筑物日久变色的原因，而微晶玻璃几乎不与空气发生反应，所以可以历久长新。
专家介微晶玻璃陶瓷复合板材[1]绍说，这项发明的突破点主要有两个，分别是原料的配比和工艺的设计。
其中，工艺的设计是技术的关键。
置备微晶玻璃首先要把原材料按照比例配好，放到窑炉里烧熔，等全部融化之后，把熔液倒在冰冷的铁板上，这叫做淬火，淬火之后，原料已经变成了一块晶莹的玻璃，这一步是烧结的过程。
现在，我们把玻璃捣碎，装入模具，抹平，再次放入窑炉，这次煅烧使它的原子排列规则化，是从普通玻璃到微晶玻璃的过程。
一般的废渣土中都含有制作微晶玻璃的大多数成分，我们通过电脑检测，确定现有原料的化学组成，添加所缺部分，大大降低了成本。
微晶玻璃利用废渣、废土做原材料，有利于环境治理，可以变废为宝，与各地环保工作同步进行。
低膨胀系数的微晶玻璃可用于激光导航陀螺、光学望远镜等重要科技领域，我国目前生产激光导航陀螺所用微晶玻璃基本依赖进口，日前，厦门航空工业有限公司称已研制出可适用激光导航陀螺的微晶玻璃，质量可与德国等进口玻璃相媲美。
微晶玻璃用途和特点
微晶玻璃用途和特点
在当今科技日新月异的时代，一种新型材料——微晶玻璃正悄然改变着我们的生活。
这种材料以其独特的性能和美观的设计，赢得了越来越多人的青睐。
本文将探讨微晶玻璃的用途和特点，以及它如何成为现代科技与美学的完美结合。
微晶玻璃是一种由高度有序的纳米晶体颗粒组成的透明材料。
它的制作工艺十分精细，需要经过多道严格的工序。
然而，正是这些复杂的制作过程赋予了微晶玻璃无可比拟的优越性能。
首先，微晶玻璃具有极高的硬度和耐磨性，使其成为理想的建筑材料、电子设备外壳等应用领域的理想选择。
其次，微晶玻璃具有良好的隔热性和保温性，使其在家电、汽车等领域得到广泛应用。
此外，微晶玻璃还具有优异的光学性能，如高透明度、抗紫外线等特点，使其在照明、显示设备等领域具有广泛的应用前景。
除了强大的性能，微晶玻璃还以其独特的美学设计吸引了众多设计师和消费者。
由于其高度有序的晶体结构，微晶玻璃呈现出丰富的色彩和纹理变化，为设计师提供了广阔的创作空间。
无论是现代简约风格的家居装饰，还是时尚前卫的电子产品设计，微晶玻璃都能发挥出独特的美感效果。
同时，由于其良好的加工性能，微晶玻璃可以轻松地进行切割、打孔、抛光等加工工艺，使得产品设计更加灵活多样。
随着人们对生活品质的要求不断提高，微晶玻璃的应用前景越来越广阔。
在建筑领域，越来越多的建筑师开始尝试将微晶玻璃应用于外墙、天窗、地面等方面，以提升建筑的整体美感和舒适度。
在电子
设备领域。
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。
微晶玻璃及其用途0906-17
微晶玻璃及其用途0906-17微晶玻璃及其用途0906-17微晶玻璃是一种具有微晶结构的新型无机非金属材料，由于其独特的物理、化学和光学性质，使得它在各种领域得到了广泛的应用。
首先，微晶玻璃具有优异的光学性能，因此常用于光学元件的制造。
微晶玻璃具有高透光率，能够传递更多的光线，因此在光学仪器、光学器件和光学镜片中得到了广泛的应用。
与其他材料相比，微晶玻璃具有较低的色散性，因此可以用来制造高质量的透镜和摄像头镜头。
其次，微晶玻璃具有优异的力学性能，具有很高的硬度和强度。
这使得微晶玻璃可广泛应用于耐磨损、抗刮擦的领域。
例如，在手机屏幕和计算机显示屏等电子设备中，由于微晶玻璃的高硬度和耐磨性，可以有效地保护屏幕不被刮伤和磨损。
此外，微晶玻璃还具有优异的热性能，因此常用于热工器件的制造。
微晶玻璃具有很低的热膨胀系数，可以承受高温变形，因此广泛应用于高温熔融炉、燃烧室和高温反应器等热工设备中。
同时，微晶玻璃还具有较低的热导率，可以有效地隔热，因此在保温材料的制造中也得到了应用。
此外，由于微晶玻璃具有优异的化学稳定性和生物相容性，因此在生物医学领域中有广泛的应用。
微晶玻璃可以用于制备人工关节、人工骨骼和人工牙齿等人工器官，以及生物药物的包埋和缓释材料。
由于其良好的生物相容性，微晶玻璃可以与人体组织相容，并且不会引起免疫反应和排异反应。
此外，微晶玻璃还可以用于制备高性能的陶瓷材料和复合材料。
微晶玻璃具有优异的陶瓷化能力，可以与其他材料混合制备各种性能优异的复合材料。
例如，将微晶玻璃与纤维增强材料混合，可以制备出高强度、高硬度的复合材料。
总结起来，微晶玻璃是一种非常有前景的新型材料，具有优异的光学性能、力学性能、热性能和化学稳定性。
因此，微晶玻璃在光学器件、电子设备、热工设备、生物医学领域和复合材料制备等领域都有广泛的应用前景。
微晶玻璃漫谈
组成
微晶玻璃：微晶相（0.1~0.5um）与玻璃相共存的复相材料。 玻璃：玻璃相（非晶相）。
颜色与透明度
微晶玻璃：可以是透明的或呈各种花纹和颜色的非透明体。 玻璃：一般是各种颜色、透光率各异的透明体。
2
微晶玻璃的特性
微晶玻璃既有玻璃的基本性能，又兼具陶瓷的 多晶特征，集中了玻璃和陶瓷的特点。其性能 指标往往优于同类玻璃和陶瓷。
其结构致密、晶体均匀、纹理清晰、具有玉质般的观感；外观平滑光亮、色泽柔和 典雅、无色差、不褪色；具有坚硬、耐磨的力学特性、优良的耐酸、耐碱性能；并 且具有不吸水、抗冻以及较低的热膨胀系数和独特的耐污染性能；绿色、环保、无 放射性污染；并可根据需要设计制造出众多类型、不同色泽花样、规格的平板及异 型板材。
2
新型透明防火微晶玻璃
新型透明防火微晶玻璃是近年来国外研制开发的一类新型β-石英透明微晶玻璃，具 有良好的抗热炸裂和耐火性能，遇到火灾时在一定的耐火时间内不会炸裂，从而可 以隔断火焰和烟气。
地面
7/16/2020
内墙
7/16/2020
大堂柱体
7/16/2020
外墙干挂
7/16/2020
在电子工业的应用
1 物理、化学特性
力学特性 2
热膨胀系数可在很大范围内调整；
与相同力学性能的金属材料相比，密 度小、质地致密、不透水、不透气； 具有良好的化学稳定性和热稳定， 能 适应恶劣的使用环境；
机械强度高； 硬度大，耐磨性能好；
微晶玻璃的特性
电绝缘性能优良，介电损耗小、介电 常数稳定；
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
2
硬盘基板
目前，微晶玻璃基板已经应用到计算机硬盘上，来增加磁盘的存储能力。与金属合 金、Al2O3陶瓷基板相对比，微晶玻璃具有更优越的力学性能，它在受到冲击和弯 曲压力时不易变形。此外，微晶玻璃基板具有更平整和光滑的表面，相对陶瓷更适 合于平板薄膜技术。
微晶玻璃的特点及应用
THANK YOU FOR YOUR ATTENTION!
微晶玻璃的特点及应用
金上校
微晶玻璃的优良 特点 丰富的色泽和良 好的质感
表面光洁度远远高于天然石材，其光 泽亮丽，使建筑物豪华和气派、庄重
色调均匀
微晶玻璃颜色均匀，达到更辉煌的装饰效果。尤 其纯白色微晶玻璃，是天然石材所望尘莫及的。 具有玻璃不吸水的天生特性，不易污染，其豪 华外观不受任何雨雪的侵害，能全天候地永葆 高档建筑的堂皇 无机材料经高温精制而成，其结构均匀细密，比 天然石材更坚硬、耐磨、耐酸碱等，即使暴露于 风雨及被污染的空气中也不会变质、褪色 不含任何放射性物质，确保环境无放射性污染。 光线不论从任何角度照射，都可形成自然柔和的 质感，毫无光污染
其它材料上的应用
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。另外,1977年Scharch.KE和Ashbee.KHG发现云母微晶玻璃有记忆效果,开辟了微晶玻璃在 记忆材料领域的应用
电子与微电子材料上的应用
微晶玻璃的膨胀系数能从负膨胀、零膨胀,直到具有100× 10- 7/ ℃以上的热膨胀系数 , 使得它能够与很多材料膨胀 特性相匹配 , 可以制得各种微晶玻璃基板、电容器及应用 于高频电路中的薄膜电路和厚膜电路 , 如 MgO — Al 2 O 3 — SiO2系堇青石基微晶玻璃已应用于电子材料和航空领域。 用溶胶—凝胶法制取的铁电微晶玻璃介电常数随温度的增 加而减少然后再增加 , 并且其居里点具有明显的弥散特征 的云母微晶玻璃在电子、精密部件、航空领域有广泛的用 前景。极性微晶玻璃是一种新型的功能材料 , 含有定向生 长的非铁电体极性晶体具有压电性能和热释电性能 , 在水 声、超声等领域有广阔的应用前景
玻璃工艺学-微晶玻璃
9
4.2 Porous glass-ceramics
Applications : catalytic supports（催化剂载体）, membranes 膜 Ion-exchange （离子交换） humidity sensors.（湿度传感器） immobilized enzymes(生物酶载体） bacteriostatic materials（抗菌材料） Microporous glasses and glass-ceramics have great advantage over conventional porous ceramics because they have well controlled pores.
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BaO–CaO–Al2O3–SiO2 Glass–ceramic Sealants for Intermediate Temperature Solid Oxide Fuel Cell Application
thermal expansion behavior, electrical resistivity, leak-rate, and shrinkage and flow behavior at the SOFC operating temperature (800 ℃).
Photocatalyst such as TiO2 is widely used in various products such as air purifiers, deodorants, and for sterilization and anti-fouling . However, the photocatalysts are used in dispersed form and are very difficult to collect after use. To overcome this shortcoming, photocatalysts have recently been developed in which TiO2 was coated on appropriate substrates, such as a ceramic, glass or metal plate, or glass tube, by the sol–gel process. However, in these applications, the coated TiO2 easily peels off from the substrate.
微晶玻璃的应用
微晶玻璃的应用
微晶玻璃又称微晶石英玻璃，是一种高科技陶瓷材料，由于其具有高硬度、高耐磨、高抗压、高耐热、高化学稳定性、高透明性、低热膨胀系数、低热导率等优异的物理和化学性能，因此可以应用于许多重要的领域和应用，例如：
1. 电子领域：微晶玻璃可以应用于电子元件和电路板的制造中，例如用作基板，在半导体工业中的制造微芯片、液晶显示器、LED元件等。
2. 光学领域：微晶玻璃的优异透明性使其可以应用于光学领域中，例如汽车前挡风玻璃、照明器具、激光器件、光学器件、光学仪器等。
3. 医药领域：由于微晶玻璃具有良好的化学稳定性和生物相容性，因此可以应用于医疗设备和医药领域，例如作为人工关节、牙科修复、药品包装等。
4. 机械制造和航空领域：微晶玻璃的高硬度和高耐磨性是其他材料所不能比拟的，因此可以应用于机械制造和航空领域中，例如用作磨具、磨料、高速切削刀具等。
5. 太阳能电池领域：由于微晶玻璃具有低热膨胀系数和低热导率，可以应用于太阳能电池板的制造中，提高太阳能电池板的效率。
总之，微晶玻璃具有许多优异的物理和化学性能，可以应用于各个领域，成为未来高科技的主流材料之一。
微晶玻璃特点及应用
微晶玻璃特点及应用微晶玻璃是一种新型玻璃材料，具有许多独特的特点和广泛的应用。
下面将详细介绍微晶玻璃的特点以及应用。
微晶玻璃具有以下特点：1.高机械强度：微晶玻璃具有高硬度和强度，比普通玻璃更耐磨损，更不容易破碎。
2.超低温热膨胀系数：微晶玻璃的热膨胀系数非常低，可以在极端温度条件下仍然保持稳定。
3.优异的光学性能：微晶玻璃具有优异的透光性，可用于光学领域的高清透光窗，具有良好的平整度和清晰度。
4.优良的化学稳定性：微晶玻璃具有优异的抗酸碱性和化学稳定性，不易受到化学物质的侵蚀。
5.良好的热稳定性：微晶玻璃在高温条件下能够保持稳定，不易被热传导和热辐射。
6.可加工性强：微晶玻璃可以通过冷加工、热加工和化学加工等多种方法进行加工，可切割、打磨、磨削等，加工性能极佳。
7.防辐射性能好：微晶玻璃对电磁辐射、紫外线和其他有害辐射具有较好的屏蔽和防护效果。
微晶玻璃的应用十分广泛，下面将详细介绍几个主要的应用领域：1.光学技术领域：由于微晶玻璃具有良好的光学性能，可以广泛应用于光学仪器、光学系统和光学器件等领域。
例如，微晶玻璃可以用于高清晰摄像头的镜头保护膜，可以提供更加清晰、透光度更高的成像效果。
2.医疗领域：微晶玻璃具有优良的生物相容性，不会对人体产生刺激和毒性，因此广泛应用于医疗器械、医用耗材和生物芯片等领域。
例如，微晶玻璃可以用于人工关节、植入式医疗器械、光学传感器等医疗器械。
3.汽车工业：由于微晶玻璃具有高强度和耐磨损性，可以广泛应用于汽车领域。
例如，微晶玻璃可以用于汽车前挡风玻璃和侧窗玻璃，提供良好的视野和安全性能。
4.通信领域：微晶玻璃具有优异的抗辐射性能和低损耗特性，可以广泛应用于通信设备和光纤通信系统中。
例如，微晶玻璃可以用于通信光纤的保护层和连接器，提供更好的信号传输和稳定性能。
5.建筑装饰领域：由于微晶玻璃具有优秀的透光性和耐候性，可以应用于建筑装饰领域。
例如，微晶玻璃可以用于建筑物外墙、天窗和幕墙等，提供高透光度的装饰效果。
微晶玻璃及其用途0906-17
微晶玻璃及其用途一、微晶玻璃微晶玻璃（Microcrystalline Glass）是一种综合材料，与传统玻璃相比，其软化温度、热稳定性、化学稳定性、机械力学性能较好；与陶瓷相比，它的显微结构致密、无气孔、表面光洁、制品尺寸准确并能生产特大尺寸的制品，因此微晶玻璃既有玻璃的基本性能，又有陶瓷的多晶特征，兼容了玻璃、陶瓷两者的特点，故也称为玻璃陶瓷或结晶化玻璃。
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。
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。
微晶玻璃板色彩丰富而均匀，无色差，光泽柔和晶莹，外观酷似天然石材，而机械性能指标、化学稳定性、耐久性、表面光洁度、环保及加工性能等方面都超过花岗石。
透明微晶玻璃板和微晶玻璃板二、微晶玻璃在建筑领域中的应用微晶玻璃既有玻璃的基本性能，又有陶瓷的多晶特征，兼容了玻璃、陶瓷两者的特点，广泛应用于建筑领域。
◆微晶玻璃作为建筑装饰材料的优点：1、丰富多变的颜色和柔和的质感，微晶玻璃的色泽花纹可根据要求设计，而且共有棕红、大红、橙、黄、绿、蓝、紫、白、灰、黑等基色，可任意组合各种色调，可以生产高雅的纯白色板材，其研磨抛光后的光泽度大于90度，可达镜面效果。
抛光后可产生均匀和谐的漫反射效果，形成自然柔和的质感，毫无光污染。
2、优良的耐腐性及耐久性，微晶玻璃的耐酸性和耐碱性都比花岗岩、大理石优良，而本身作为化学稳定性优良的无机材料，即使长期暴露于风雨及空气中，也不会出现变质、褪色、强度降低等现象。
3、吸水性低，微晶玻璃的吸水率几近为零，所以水不易渗入，并且附着于表面的污物也很容易擦洗干净。
4、强度大，可较量化，安装灵巧方便，微晶玻璃材料是一种特殊高温工艺制成的均质材料，根除了导致天然石材断裂的细碎裂纹，所以在强度上、耐磨度上均优于天然花岗石材，不易受损，可适当调节材料厚度以配合施工方法，符合现代建筑物轻巧、坚固的潮流。
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。
微晶玻璃
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。
微晶玻璃的重要应用
建筑饰材
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。
谢 谢！
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。
第2讲微晶玻璃
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第2讲微晶玻璃
“过失”的发现
20世纪50年代初，美国康宁玻璃公司化学家Stookey受命开发新型 含微量银的感光玻璃 Stookey用自动控制温度的电炉中热处理试验。他出去一会，炉内 温度早已升到900℃， Stookey非常懊恼。结果意外的事情发生了： 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。
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第2讲微晶玻璃
1.4微晶玻璃在材料制备工艺上的意义
微晶玻璃的制造过程，首先是玻璃的制备，它在熔融或塑性状态成型以制 成要求的形状，然后将玻璃制品进行有控制的热处理，促使各种相的成核 与晶化，最终成为多晶陶瓷制品。这种制造陶瓷材料的方法代表一种根本 不同与陶瓷的制造工艺。
微晶玻璃由于从熔融的玻璃开始，极易获得化学组分的均匀性，原始组分 的均匀性，连同控制析晶方法，能够获得具有极细晶粒的没有孔隙的均匀 固体
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第2讲微晶玻璃
2.2熔体和玻璃的成核过程及晶体生长
从熔体或玻璃中析出晶体，一般要经过晶核形成和 晶体生长两个步骤。 晶核形成
均匀成核（一般不易出现） 非均匀成核（常见）
晶体生长
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第2讲微晶玻璃
影响结晶的因素
温度
当熔体从Tm(熔化温度）降温时，△T（过冷度，Tm-T)增 大，成核和析晶的驱动力增大，同时熔体黏度也上 升，成核和晶体生长的阻力也增大。因此成核速度 和晶体长大与△T关系曲线都出现峰值。在上升阶段， △T的驱动力占主导优势，下降阶段，黏度的阻碍作 用占优势。两个峰值的位置主要由玻璃的组成和 结 构决定。如果目的在于析晶，应在适当温度成核， 然后再升温促进晶核长大至适当尺寸。
微晶玻璃第三章
3结构众所周知，微晶玻璃是由晶相和玻璃相组成的。
晶相是多晶结构，晶粒细小，比一般结晶材料的晶体要小得多，一般为0.1～0.5μm，晶体在微晶玻璃中为空间取向分布。
在晶体之间残留的玻璃相，玻璃相把数量巨大、粒度细微的晶体结合起来。
在晶体含量方面可以从不含晶体的玻璃，逐渐变化到含有90％以上微晶的多晶体。
而玻璃相的数量可以从5％变化到50％以上。
晶化后残余玻璃相是很稳定的，在一般条件下不会析晶。
因此，微晶玻璃是晶体和玻璃体的复合材料，其性能由两者的性质及数量比例决定。
由于微晶玻璃的结构来源于原始玻璃的组成、结构、分相、析晶以及玻璃熔体的成核和晶体生长过程，因此，本章首先从玻璃的基础知识开始讨论。
3.1玻璃的定义、通性与结构3.1.1玻璃的定义3.1.1.1 广义上的定义玻璃是呈现玻璃转变现象的非晶态固体。
所谓玻璃转变现象是指当物质由固体加热或由熔体冷却时，在相当于晶态物质熔点绝对温度的1/2～2/3温度附近出现热膨胀、比热容等性能的突变，这一温度称为玻璃转变温度。
3.1.1.2 狭义上的定义玻璃是一种在凝固时基本不结晶的无机熔融物，即通常所说的无机玻璃，最常见的为硅酸盐玻璃。
3.1.2玻璃的通性3.1.2.1各向同性硅酸盐熔体内形成的是相当大的、形状不规则的近程有序、远程无序的离子聚合结构，玻璃态结构类似于硅酸盐熔体结构。
因此，玻璃和非晶态的原子排列都是近程有序、远程无序的，结构单元不像晶体那样按定向排列，它们在本质上呈各向同性，例如玻璃态物质各方向的硬度、弹性模量、热膨胀系数、折射率、导电率等都是相同的。
因此，玻璃的各向同性是统计均质结构的外在表现。
3.1.2.2介稳性玻璃在熔体冷却过程中，黏度急剧增大，质点来不及作有规则排列，释放能量较结晶潜热（凝固热）小，因此，玻璃态物质比相应的结晶态物质含有较大的能量。
玻璃不是处于能量最低的稳定状态，而是处于能量的介稳状态，如图3－1所示。
3.1.2.3无固定熔点玻璃态物质由固体转变为液体是在一定的温度范围（软化温度范围）内进行的，不同于结晶态物质，它没有固定的熔点。
微晶玻璃的作用
微晶玻璃的作用
微晶玻璃是一种高科技材料，具有多种作用。
它是一种由玻璃微珠组成的材料，具有高度的透明度和光学性能。
微晶玻璃的应用范围非常广泛，可以用于建筑、汽车、电子、医疗等领域。
微晶玻璃在建筑领域中的作用非常重要。
它可以用于制作高透明度的玻璃幕墙，使建筑物更加美观大方。
此外，微晶玻璃还可以用于制作隔音玻璃，有效地降低建筑物内外的噪音。
在夏季，微晶玻璃还可以起到隔热的作用，减少室内温度的升高，降低空调的使用频率，节约能源。
微晶玻璃在汽车领域中也有着重要的作用。
它可以用于制作汽车前挡风玻璃，具有高度的透明度和抗冲击性能，能够有效地保护车内乘客的安全。
此外，微晶玻璃还可以用于制作车窗玻璃，具有隔音、隔热、防紫外线等多种功能。
微晶玻璃在电子领域中也有着广泛的应用。
它可以用于制作液晶显示器的背光板，具有高度的透明度和均匀的光线分布，能够提高显示器的亮度和清晰度。
此外，微晶玻璃还可以用于制作光纤通信设备的光纤，具有高度的光学性能和稳定性，能够提高通信的速度和质量。
微晶玻璃在医疗领域中也有着重要的作用。
它可以用于制作人工晶体，用于治疗白内障等眼部疾病。
微晶玻璃的高度透明度和生物相
容性能，使得它成为一种理想的人工晶体材料。
微晶玻璃具有多种作用，在各个领域中都有着广泛的应用。
随着科技的不断发展，微晶玻璃的应用范围还将不断扩大，为人们的生活带来更多的便利和舒适。
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在许多微晶玻璃中，残余玻璃相可以形成多孔膜结构。以β-锂辉石 固溶体为主晶相的锂铝硅不透明微晶玻璃中，残余玻璃相中SiO2含 量较高，黏度较大，因而能够阻碍铝离子膜网络。因此，锂铝硅微 晶玻璃在高温下具有非常好的颗粒稳定性，可以在1200℃的高温下 长时间使用。 所谓残余结构式指微晶玻璃如实地保留了基础玻璃中原有的结构。 微晶玻璃成核的第一步往往是液-液分相，形成液滴。如在二元铝硅 玻璃中，从高硅基质中分离出组成类似于莫来石的高铝液滴。热处 理时，高铝液滴晶化成为莫来石微晶体，其外形继承了母体液滴的 球形外貌。由于微晶体尺寸很小，只有几十纳米，尽管莫来石与硅 质玻璃之间的折射率相差较大，对可见光的散射很小，是一种透明 微晶玻璃。
微晶玻璃及其应用
张长鑫
1 微晶玻璃的概述
微晶 玻璃
2
微晶玻璃的分类和制造 工艺
3 微晶玻璃的结构性能
4 微晶玻璃的应用
发现过程：
在1952年的一天，康宁玻璃厂（CorningGlassWorks）化学家唐·斯图 基（DonStookey）将一块光敏玻璃的样本放到火炉中，将温度设定 在600摄氏度。在加热过程中的某个时刻，一名控制员犯了错误， 将温度提升到900摄氏度。斯图基原本以为这块玻璃将会熔化，火 炉也将被烧毁；但当他打开炉门时却奇怪地发现，这块锂硅酸盐玻 璃已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。斯图基后来入选了美国国家发明家名人堂 （NationalInventorsHallofFame），但在当时他并不知道自己偶然间 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”
浇铸法工艺流程：
配料
混合
玻璃熔制
浇铸
研磨抛光
微晶玻璃
晶化
脱模
带颗粒纹 理产品
优点：可浇铸成异形性，对生产一些异形板有很大优势，产品致密 度高，无气孔，抗压强度大。 缺点：对模具质量要求高，模具损耗大，生产成本高。
溶胶凝胶法：
将金属有机盐作为原料，溶解到乙醇中，，并以醋酸为催化 剂；在恒温下加热，一段时间后，随部分溶剂挥发，有积金属盐不 断水解并缩聚，溶液的浓度和粘度不断增大，并形成一种不可流动 的凝胶状态，然后再逐步进行热处理，最后获得微晶玻璃。
烧结法的制备流程为；
铺料
过筛分级
破碎研磨
烘干
烧结
晶化
退火
微晶玻璃原 版
带有颗粒纹 理的制品
研磨抛光
压延法的工艺流程：
配料
混合
玻璃熔制
压延
微晶玻璃
晶化
玻璃平板
热切割
研磨抛光
带颗粒纹 理成品
优点：产品致密度高，无气孔，抗折强度大，制造工艺连续，可全 线自动化生产。 缺点：析晶难以控制，整体析晶时间长，成品率低，成本高。
微晶玻璃的 分类
按外观
按材料 按基础玻璃
组成
按性能
．透明微晶玻璃 ．不透明微晶玻璃
．技术微晶玻璃 ．矿渣微晶玻璃
．硅酸盐类，铝硅酸 盐类，硼硅酸盐类
．硼酸盐类，磷酸盐 类
耐高温，耐热 冲击，耐高强
度．
．低膨胀，低 介电损失，压 电性，生物性
微晶玻璃的制备工艺可分为：烧结法，压延法，浇铸法和溶胶—凝 胶法
优点：其制备低温远低于传统方法，同时可以避免一些组分挥发， 减少污染。其组成完全可以按照传统配方和化学计量准确获得。 缺点：凝胶在烧结过程中有很大的收缩，易变形。
微晶玻璃的显微结构：
微晶玻璃的显微结构主要由组成和热处理工艺所决定,对于微晶玻璃 的物理特性如机械强度、断裂韧性、透光性、抗热震性等有很大影 响。微晶玻璃的显微结构主要有枝晶结构、超细颗粒、多孔膜、残 余结构、积木结构、柱状互锁结构、孤岛结构、片状孪晶等。
性能：
当玻璃中种充满微小晶体后，玻璃的性质即可发生变化，机既有非 晶形变转变为具有金属内部晶体结构的玻璃结晶材料，其内微晶体 的大小可达到几纳米到几微米，晶体数量可到50﹪-90﹪.因此微晶 玻璃具有高机械强度，低导电性，良好的可加工性能，介电常数稳 定，热膨胀系数可在很大范围调节，耐化学腐蚀，耐磨，热稳定性 好。它近似于一种硬化后不硬不碎的凝胶，是一种新的透明或半透 明的无机材料。
枝晶结构是由晶体在某一晶格方向上加速生长造成的。枝晶的总轮 廓与通常晶体形貌相似，在枝晶结构中保留了很高比例的残余玻璃 相。枝晶在三维方向上连续贯通，形成骨架。由于氢氟酸对亚硅酸 锂的侵蚀速度要比铝硅酸盐玻璃相更快，亚硅酸锂枝晶有容易被银 感光成核，可将复杂的图案转移到微晶玻璃上。
高度晶化微晶玻璃的晶粒尺寸可以控制在几十纳米以内，得到超细 颗粒结构。在锂铝硅透明微晶玻璃中，由于充分核话，基础玻璃中 形成大量的钛酸锆晶核，β-石英固溶体晶相在晶核上外延生长，形 成平均晶粒尺寸约60nm均匀的超细颗粒结构。由于晶粒尺寸远小于 可见光波长，并且β-石英固溶体的双折射率较低，该微晶玻璃透光 率很高。 类硅酸盐矿物在二维方向上结晶能够产生一种互锁的积木结构，是 可切削微晶玻璃的典型显微结构。由于云母晶相较软，而且能使切 削工具尖端引起的裂纹钝化、偏转和分支而产生碎片剥落，不会产 生灾难性破坏，因此即使晶相体积分数仅40%也具有良好的可切削 性，此外，云母相的连续性也使此类微晶玻璃具有很高的电阻率和 介电强度。
3；电子与微电子材料上的应用用溶胶—凝胶法制取的铁电微 晶玻璃介电常数随温度的增加而减少然后再增加，并且其居里 点具有明显的弥散特征的云母微晶玻璃在电子、精密部件、航 空领域有广泛的应用前景。极性微晶玻璃是一种新型的功能材 料，含有定向生长的非铁电体极性晶体具有压电性能和热释电 性能，在水声、超声等领域有广阔的应用前景生物医学材料上 有广泛应用。 4：据报道钙铁硅铁磁体微晶玻璃试样在模拟体液中浸泡后， 试样表面的硅胶层上生成了能与人体组织良好结合的碳酸羟基 磷灰石，具有良好的生物活性和强磁性能，起到人体骨骼和温 热治癌作用。
微晶玻璃的应用
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，制造出各种满足机械力学要求 的材料。作为机械力学材料的微晶玻璃广泛应用于活塞、旋转 叶片、吹具的制造上，同时也用在飞机、火箭、人造地球卫星 的结构材料上。
2:光学材料上的应用近几年，出现了用锂系微晶玻璃材料制造 光纤接头，它与传统使用氧化锆材料相比热膨胀系数和硬度与 石英玻璃光纤更为匹配，更易于高精度加工，环境稳定性优良。