微晶玻璃文献综述

目录

前言............................................................. - 1 -1 综述............................................................... - 3 -

1.1 微晶玻璃概述 ................................................. - 3 -

1.1.1 微晶玻璃的定义及分类.................................... - 3 -

1.1.2 微晶玻璃的制备工艺...................................... - 4 -

1.1.

2.1 熔融法............................................ - 4 -

1.1.

2.2 烧结法............................................ - 5 -

1.1.

2.3 溶胶一凝胶法...................................... - 5 -

1.1.

2.4 浮法.............................................. - 6 -

1.2 矿渣微晶玻璃 ................................................. - 6 -

1.2.1 矿渣微晶玻璃的国内外研究现状............................ - 6 -

1.2.2 矿渣微晶玻璃的分类及应用................................ - 7 -

1.2.2.1 矿渣微晶玻璃的分类................................ - 7 -

1.2.2.2 矿渣微晶玻璃的应用................................ - 8 -

1.3 粉煤灰的特点、危害及利用现状................................. - 10 -

1.3.1 粉煤灰资源状况的特点................................... - 10 -

1.3.2 粉煤灰的危害........................................... - 10 -

1.3.3 粉煤灰的综合利用现状................................... - 11 -参考文献............................................................ - 12 -

前 言

对矿产资源进行综合开发利用是社会经济物质发展的基础，同时也是我们人类社会发展的基本前提和根本保证。目前世界上90%的工业产品和17%以上的生活消费品直接依赖于矿物原料，且随着人类社会经济的不断发展，我们对于矿产资源及其后续产品的需求与日俱增。大量矿产资源的开发利用给我们带来丰富生产原料的同时，也带来了大量的尾矿和生产过程中的工业废渣。

其中最多的就是钢厂在炼制过程中排放的废弃钢渣。钢渣是炼钢时产生的一种工业废渣，其数量一般为粗钢产量的12%~20%。我国的钢产量已超过4.5亿吨，钢渣产生量达0.7亿吨以上。可是，我国钢渣利用率很低，还不到20%，大量钢渣的弃置堆积，不仅浪费资源，而且占用了大量的土地，也造成了严重的环境污染。因此，将钢渣作为二次资源进行开发利用是钢铁企业发展循环经济，实现可持续发展的重要课题。

国外很早就开展了利用废钢渣制造高附加值陶瓷产品的研究。美国有人利用钢铁炉渣制造出富CaO 的微晶玻璃，具有比普通玻璃高2倍的耐磨性及较好的耐化学腐蚀性。西欧有人用废钢铁炉渣制造出透明玻璃和彩色玻璃陶瓷，可用作墙面装饰块及地面瓷砖。从已有研究成果看，利用钢铁炉渣来制造结构性能稳定的陶瓷建筑制件是完全可行的。目前，钢渣综合利用的一个重要研究方向就是利用钢渣生产出高质量的微晶玻璃。微晶玻璃由于其具有机械强度高、耐磨损耐腐蚀、电绝缘性优良、介电常数稳定、膨胀系数可调、热稳定和耐高温等特点，不仅可以广泛应用于光学、电子、宇航、生物等高新技术领域作为结构材料和功能材料，还可以大量应用于工业和民用建筑作为装饰材料或防护材料。利用钢渣制备性能优良的微晶玻璃对于提高钢渣的利用率和附加值，减轻环境污染无疑具有重要的意义。

利用钢铁工业废渣为主要原料制备的“微晶玻璃”，其组成属于CaO-Al 2O 3-

SiO 2系统，密度达到3.02g/cm 3，吸水率小于0.04%，抗弯强度可达250MPa 。晶核剂

为CaF 2，Fe 2O 3，Cr 2O 3及ZrO 2。其玻璃核化机理是CaF 2通过F -1取代O -2，导致硅氧网

络断裂，诱导析晶；Fe 2O 3通过形成尖晶石诱导析晶；Cr 2O 3和ZrO 2通过分相诱导析

晶。由于生成微晶玻璃的化学组成有很宽的选择范围，而钢渣的基本化学组成就是硅酸盐成分，其成分一般都在微晶玻璃形成范围内，能够满足制备微晶玻璃化学组分的要求。

我国现在已能用钢渣制得钢渣玻璃，其自由表面光洁，颜色为庄重的墨黑色，显微硬度已达到700，具有较好的耐磨性、耐酸碱腐蚀性、耐急热急冷的能力，非常适合用于高档的建筑装饰块。特别是经过工艺控制实现微晶化后，产品的硬度、耐磨性、抗蚀性（特别是耐碱腐蚀性）、抗压强度、抗变强度、抗冲击强度等性能大大提高。

1 综述

1.1 微晶玻璃概述

1.1.1 微晶玻璃的定义及分类

微晶玻璃是由基础玻璃经控制晶化行为而制成的微晶体和玻璃相均匀分布的新型无机非金属材料。在成分上与普通玻璃的区别在于它含有微量晶核剂，可以防止失透、控制晶化过程;在制造工艺上与普通玻璃的区别在于继熔制与成型以后，必须经过晶化处理，并且能控制过冷玻璃液体的成核速率和晶体生长速度，使其在该阶段迅速晶化，制取最大可能数目的微小晶体，以赋予微晶玻璃所需的种种特性

[1]，比如较高的机械强度、显著的耐磨与耐腐蚀性能、抗风化能力、可调的热膨胀系数和良好的抗热震性能等，可广泛用于建筑、生物医学、机械工程、电磁应用等领域。因其特点，国内外又称之为微晶大理石、玻璃陶瓷(Glass 一eeramie)等。

微晶玻璃的分类

(1) 按所用材料,分为技术微晶玻璃和矿渣微晶玻璃。前者是用一般的玻璃原料,后者是以尾矿废渣为原料。

(2) 按晶化原理,分为光敏微晶玻璃、热敏微晶玻璃。按微晶玻璃的外观,分为透明微晶玻璃和不透明微晶玻璃。

(3) 按性能,分为耐高温、耐热冲击、高强度、高硬耐磨、易机械加工、易化学蚀刻、耐腐蚀、低膨胀、低介电损失、强介电性等各种微晶玻璃。

(4) 按所含氧化物特点,分为含Li 2O 、MgO 、B 2O 3、BaO 或含Pb 无碱,无硅氧晶相

等微晶玻璃。

(5) 按基础微晶玻璃组成,可分为硅酸盐、铝硅酸盐、硼硅酸盐及磷酸盐五大类。

（6）按结构可分为：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。