CaO-Al2O3-SiO2微晶玻璃的制备

毕业论文

题目：CaO-Al2O3-SiO2微晶玻璃的制备

学生姓名：周旋

学号：06652110

班级：066521

专业：建筑装饰材料及检测

指导老师：朱国平

东华理工大学高等职业技术学院

二零零九年六月

CaO-Al2O3-SiO2微晶玻璃的制备

周旋

（东华理工大学）

摘要:通过烧结法制得 CaO - Al2O3- SiO2系统微晶玻璃样品 ,对样品进行了化学分析、X - 射线衍射分析、扫描电镜分析和偏光显微镜分析 ,确定其主晶相为硅灰石(CaSiO3) ,晶粒形貌为棒状、柱状 ,晶粒大小为 0.2～0.3μm ,晶相含量为35%～40%。

关键词:烧结法；CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃；微观结构；硅灰石

Composition and Microstructure of CaO - Al2O3 - SiO2

Glass - Ceramics

zhou xuan

（East China Institute Of Technology）

Abstract:The CaO-Al2O3-SiO2 glass-ceramics samples obtained by sintering at low temperatures have been analyzed by chemical analysis,XRD,SEM. The result s show that dominant crystalline phase is wollastonite (CaSiO3),and the shape of the wollastonite crystals is neadle-like and their sizes are 0.2 - 0.3 um,as well as the content of the crystals is within 35 % - 40 %.

Key words :sintering;CaO-Al2O3-SiO2glass-ceramics ;microst ructure ; wollastonite.

目录

一摘要关键词 (2)

二引言 (5)

三实验方法与过程 (6)

2. 1 原料及化学组成 (6)

2. 2试样玻璃颗粒的制备 (6)

2. 3 微晶玻璃试样的制备 (7)

2. 4 着色剂用量确定 (8)

2. 5 操作 (8)

四结构分析 (8)

3.1 CaO - Al

2O

3

- SiO

2

系统微晶玻璃的结构 (8)

3. 2 热处理制度对烧结和析晶的影响 (9)

3 .3CaO - A l2O 3- SiO 2 系统微晶玻璃的热膨胀性能 (11)

3 .4 CaO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃的应力形成 (13)

3 .5 密度 (14)

五实验结果与讨论 (14)

4. 1 差热- 热重分析 (14)

4. 2 肉眼观察分析 (15)

4. 3 X- 射线衍射分析 (15)

4. 4 偏光显微镜分析 (16)

4. 5 扫描电子显微分析 (17)

4. 6 材料的性能 (18)

六结论 (18)

七结语 (19)

八致谢 (20)

九参考文献 (21)

二引言

微晶玻璃又称玻璃陶瓷，有细小的晶相与玻璃相组成的质地致密均匀的混合体。是在玻璃中加入一定量的成核剂，如铜、银、二氧化钛、二氧化锆等，熔炼成形后进行晶化处理，在玻璃相内析出大量细小晶体而成。具有硬度高、机械强度高、不透水、不透气、介电性能优异、热稳定性好、耐腐蚀等优点，作为结构材料、电绝缘材料、光学材料用于国防、交通、建筑、纺织等领域。如用作导弹头部整流锥、高温热交换器、纺织机上的导纱杆、喷气发动机零件等。

微晶玻璃作为一种独立系统的复合材料,兼玻璃和陶瓷两者的优点。CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析晶相属于针状或枝状晶体 ,此系统微晶玻璃主要用于生产高档装饰材料 ,生产工艺包括混料、熔样、水淬、烧结和析晶等过程。影响微晶玻璃性能的因素很多 ,包括主晶相的种类及晶粒大小:前者主要取决于基础玻璃的组成;后者则主要取决于微晶玻璃的热处理制度 ,即烧结和晶化的温度区及保温时间。

热分析方法具有所需样品数量少 ,分析简捷等优点 ,因此被广泛地用于研究玻璃的析晶动力学 ,为此利用 Kissinger 方程 ,从析晶动力学方面来研究析晶机理 ,通过 XRD ,SEM 等手段 ,来探讨氧化钙在微晶玻璃中的作用以及氧化钙加入量对微晶玻璃密度和显微硬度的影响。

微晶玻璃常用的制备方法有熔融法、烧结法、溶胶- 凝胶法等多种工艺。传统的熔融法存在一定的局限性，烧结法制备微晶玻璃则不需要经过玻璃形成阶段，尤其适于极高温熔制的玻璃及难以形成玻璃的微晶陶瓷的制备。此外，它可以通过表面或界面晶化以形成微晶玻璃，而不必使用晶核剂，且烧结微晶玻璃可以按设计者要求任意组合配色，烧结微晶玻璃性能更为优越[1]。因此，作为我国目前建筑装饰用微晶玻璃的生产主要采用烧结法工艺。

早在1974 年，日本电气硝子株式会社研制生产出烧结微晶玻璃，用做建筑装饰材料。此后，日本许多现代建筑外墙及地铁站采用这种微晶玻璃来装饰。香港、台湾也有许多公共建筑物采用微晶玻璃装饰外墙。我国对烧结微晶玻璃装饰板的研究开发虽晚，但在较短时间内已取得了很大的进展，烧结法微晶玻璃已越来越受到玻璃工作者的青睐[2～6 ]。国内新建的微晶玻璃生产厂家已有10多家，但其中具有工艺成熟、产品稳定的微晶玻璃厂家并不多。而且，目前烧结法制备微晶玻璃的烧结温度较高