微晶玻璃 第四章
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。
微晶玻璃的制备范文
微晶玻璃的制备范文微晶玻璃是一种具有微观晶体结构特征的玻璃材料，它拥有优良的物理和化学性能，被广泛应用于光电子、光学、信息技术、生物医学等领域。
以下将详细介绍微晶玻璃的制备过程。
首先，选择适合的原料是制备微晶玻璃的关键。
通常选择的原料包括二氧化硅（SiO2）、氧化镁（MgO）、氧化锌（ZnO）和氧化铝（Al2O3）。
这些原料的选择旨在实现微晶玻璃的结构多样性和性能优化。
其次，将原料按照一定比例混合，并进行球磨处理。
球磨的目的是使原料达到细小颗粒尺寸，提高反应效率和均匀性。
球磨通常采用高能球磨机进行，工作液体一般使用纯水或有机溶剂。
然后，经过球磨后的原料需要进行干燥处理。
干燥的目的是去除原料中的水分，以避免烧结过程中产生气泡和裂纹。
常用的干燥方法包括真空干燥、烘箱干燥等，具体方法选择取决于原料的特性和工艺要求。
在原料制备完成后，进行烧结过程。
烧结是将原料在高温下进行结合，形成微晶玻璃的主要步骤。
烧结过程需要精确控制温度、时间和气氛。
通常采用持续升温、保温和冷却的方式进行。
首先，将原料放在烧结窑中，开始进行升温。
升温速率需要控制良好，过快的升温速率会导致烧结体积收缩不均匀，产生内应力和气孔；升温过慢则会增加工艺时间和能源消耗。
当达到合适的烧结温度后，需要保持一定时间的保温。
保温时间的长短会影响到微晶玻璃的晶粒尺寸和分布。
通常情况下，较长的保温时间可以获得更大和更均匀的晶粒。
保温完成后，开始进行冷却。
冷却的方式对最终微晶玻璃的性能和结构也有一定的影响。
通常采用缓慢冷却的方式，以避免烧结体局部受到热应力过大而破裂。
最后，经过烧结和冷却过程后，获得的微晶玻璃将通过研磨和抛光等工艺进行加工，得到最终的成品。
总之，微晶玻璃的制备是一个复杂而严谨的过程，需要精确控制原料的成分、混合比例和烧结条件。
通过优化制备工艺和材料组成，可以获得具有优良性能的微晶玻璃，满足不同领域的需求。
《微晶玻璃》阅读答案3篇
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《微晶玻璃》阅读答案1阅读下面说明文，完成后面问4题。
（10分）①微晶玻璃是我国刚刚开发的一种新型的建筑材料，它的学名叫做玻璃陶瓷。
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律的，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。
②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。
③专家介绍说，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。
④一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。
特种玻璃讲课提纲——低膨胀玻璃和微晶玻璃
上课时间：第四周周一（2012-9-17）5-6节地点：9413 班级：无机材料09-1、2班授课内容：第四章热功能和机械功能玻璃第一节低膨胀玻璃一．低膨胀玻璃的概念——是指热膨胀系数小，抗热冲击能力强的玻璃。
二．低膨胀玻璃的种类：1. 派莱克斯玻璃：是以SiO2为主要成分加入少量B2O3和Na2O制成的玻璃。
2. 石英玻璃：典型的低膨胀玻璃。
其室温膨胀系数约为5×10-7/K3. TiO2-SiO2玻璃：膨胀系数更小，当TiO2含量为8％时，室温下膨胀系数达到零。
三．TiO2-SiO2低膨胀玻璃的制备方法1. 熔融冷却法2. 气炼热分解法3. 溶胶-凝胶法四．低膨胀玻璃的用途派莱克斯玻璃：实验器皿、生活用品石英玻璃：高温下使用的实验器皿、精密的测量仪器、水银灯等特殊电光源玻璃TiO2-SiO2系玻璃玻璃的用途：大型天文反射望远镜第二节低膨胀微晶玻璃一．低膨胀微晶玻璃的概念：热膨胀系数较小的微晶玻璃。
二．低膨胀微晶玻璃的组成（Li2O-Al2O3-SiO2系玻璃）主要成分是SiO2（60-70%），其次是Al2O3（19-25%），此外还有Li2O（3-5%）和少量的MgO、ZnO、TiO2、ZrO2和P2O5等成分。
三．低膨胀微晶玻璃的特点1. β-石英固溶体型微晶玻璃的特点主晶相是β-石英固溶体，热膨胀系数接近于零，机械强度也比一般玻璃高，耐热冲击性非常好，透明，使用温度约为700℃。
2. β-锂辉石型微晶玻璃的特点主晶相是β-锂辉石，膨胀系数比β-石英固溶体微晶玻璃大，但比一般的硬质玻璃小；半透明到白色不透明。
四．低膨胀微晶玻璃的制备方法一般是采用熔融冷却法制备Li2O-Al2O3-SiO2基础玻璃，再通过晶化处理得到微晶玻璃。
五．低膨胀微晶玻璃的用途1. 在惯性导航系统中的激光陀螺谐振腔体材料2. 天文望远镜的镜坯和镜面材料3. 精密数控机床的高精度光栅尺材料。
微晶玻璃生产技术
微晶玻璃生产技术
无缺
1.微晶玻璃的定义
微晶玻璃，又称抛光玻璃，是一种用于公共建筑物，室内装饰，家居
用途的玻璃产品。
具有高光泽，优良的视觉效果，耐久耐磨，经久耐用的
特性，广泛应用于建筑物的表面装饰。
2.微晶玻璃的原理
微晶玻璃的特殊表面处理技术可以消除光泽差的现象，减少玻璃用户
使用时的反光现象，从而提高微晶玻璃的使用质量。
微晶玻璃的表面经过
抛光处理，由原来的小疤痕变成细小的坑洼，具有良好的表面光泽度及视
觉效果。
3.微晶玻璃的制作方法
a.物料准备
使用玻璃原材料，例如浮法玻璃、夹胶玻璃、厚板玻璃，切割成符合
要求的尺寸大小。
b.抛光处理
将玻璃产品放入到抛光机中，进行抛光处理，手动和机械抛光均可，
能够去除表面的小疤痕、凹凸、微孔，使其视觉效果更佳。
c.清洗处理
抛光处理后的玻璃产品，需要进行清洗处理，以便减少污渍和清洁度，并可以增加玻璃的光泽度。
d.烘干处理
抛光处理后，玻璃产品需要进行烘干处理，以便去除产品表面的水份，并进行冷却，以免玻璃受热而损坏。
e.检验处理。
钙镁铝硅系微晶玻璃析晶性能
钙镁铝硅系微晶玻璃析晶性能沈阳建筑大学毕业论文毕业论文题目CaO对CaO-MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析晶性能的影响研究学院专业班级材料学院无机非金属工程10-04班学生姓名陈肖性别女指导教师徐长伟职称教授年月日目录摘要 .......................................................................................................................... (I)Abstract .............................................................................................................. ................ II 目录 (1)第一章绪论 (4)1.1微晶玻璃概述 (4)1.1.1微晶玻璃及其显微结构 (4)1.1.2微晶玻璃研究现状及发展趋势 (6)1.2 CAS系微晶玻璃的概述 (7)1.2.1烧结法CAS系微晶玻璃的制备工艺 (7)1.2.2微晶玻璃的烧结过程分析 (7)1.3 CMAS系微晶玻璃的概述 (8)1.4尾矿微晶玻璃研究现状和发展趋势 (9)1.5建筑微晶玻璃的制备方法 (10)1.6微晶玻璃中的氧化钙(CaO)的概述 (12)1.6.1氧化钙(CaO)的结构 (12)1.6.2氧化钙(CaO)的性能特点 (12)1.6.3氧化钙(CaO)的应用 (12)1.7微晶玻璃的热处理制度的概述 (13)1.7.1一次烧结法概述 (13)1.7.2一次烧结法与传统方法比较 (13)1.8选题依据及研究内容 (14)1.8.1选题依据 (14)1.8.2研究内容 (14)第二章试验原材料与方案设计 (16)2.1实验原材料 (16)2.2实验设备 (19)2.3实验理论依据 (20)2.4实验流程 (20)2.5试验方案设计及微晶玻璃的制备 (21)2.5.1微晶玻璃的化学组成设计 (21)2.5.2备料 (23)2.5.3基础玻璃熔制 (24)2.5.4差热分析 (24)2.5.6微晶玻璃的制备 (28)2.6尾矿微晶玻璃性能测试 (28)2.6.1尾矿微晶玻璃起始烧结温度和起始析晶温度的测定 (28)2.6.2微晶玻璃物理性能测试 (29)2.6.2微晶玻璃化学性能测试 (30)2.6.3X射线衍射分析 (30)2.6.4显微形貌分析 (30)第三章试验结果与分析 (32)3.1氧化钙的不同掺量对微晶玻璃析晶的影响 (32)3.1.1氧化钙的掺量对微晶玻璃起始烧结温度和起始析晶温度的影响 (33)3.1.2氧化钙的掺量对微晶玻璃核化、晶化温度的影响 (35)3.1.3氧化钙的掺量对微晶玻璃主晶相和析晶率的影响 (37)3.2氧化钙掺量对微晶玻璃物理化学性能的影响 (38)3.2.1氧化钙的掺量对微晶玻璃表观密度的影响 (38)3.2.2氧化钙的掺量对微晶玻璃耐酸性的影响 (39)3.2.3氧化钙的掺量对微晶玻璃微观形貌结构的影响 (39)第四章技术经济分析 (42)4.1技术分析 (42)4.2经济分析 (43)第五章结论与展望 (44)5.1结论 (44)5.2展望 (44)参考文献 (46)致谢 (49)附录一 (50)附录二 (56)摘要本文以铜尾矿为主要原料，石灰石、白云石、纯碱、砂岩以及分析纯Al2O3为校正原料，CaF2为助熔剂，TiO2和Cr2O3为晶核剂，采用一次烧结法制备尾矿微晶玻璃，通过9组平行实验设计，研究了基础玻璃中氧化钙的含量变化对微晶玻璃主晶相组成、析晶温度和微观形貌等析晶性能以及表观密度、耐酸性等理化性能的影响。
微晶玻璃
.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
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 第四章
4性能如前所述，玻璃是一种具有无规则结构的非晶态固体，或称玻璃态物质，从热力学观点出发，它是一种亚稳态，较之晶态具有较高的内能，在一定条件下可转变为结晶态（多晶体）。
对玻璃控制晶化而制得的微晶玻璃具有突破的力学、热学及电学性能。
材料的外在性能取决于它的内在结构。
微晶玻璃也不例外，微晶玻璃的结构取决于晶相和玻璃相的组成、晶体的种类、晶粒的尺寸的大小、晶相的多少以及残留玻璃相的种类及数量。
值得注意的是这种残留玻璃相的组成，通常和它的母体玻璃组成并不一样，因为它缺少了那些参与晶相形成所需的氧化物。
微晶玻璃结构的一个显著特征是拥有极细的晶粒尺寸和致密的结构，并且晶相是均匀分布和杂乱取向的。
可以说微晶玻璃具有几乎是理想的多晶固体结构。
其中晶相和残留玻璃相的比例可以有很大不同，当晶相的体积分数较小时，微晶玻璃为含孤立晶体的连续玻璃基体结构，此时玻璃相的性质将强烈地影响微晶玻璃的性质；当晶相的体积分数与玻璃相大致相等时，就会形成网络结构；当晶相的体积分数较大时，玻璃即在相邻晶体间形成薄膜层，这时微晶玻璃的性质主要取决于主晶相的物理化学性质。
因此微晶玻璃性能既取决于晶相和玻璃相的化学组成、形貌以及其相界面的性质，又取决于它们的晶化工艺。
因为晶体的种类由原始玻璃组成决定，而晶化工艺亦即热处理制度却在很大程度上影响着析出晶体的数量和晶粒尺寸的大小。
①主晶相的种类不同主晶相的微晶玻璃，其性能差别很大。
如主晶相为堇青石（2Mg O·2Al2O3·5SiO2）的微晶玻璃具有优良的介电性、热稳定性和抗热震性以及高强度和绝缘性；主晶相为β－石英固溶体的微晶玻璃具有热膨胀系数低和透明及半透明性能；主晶相为霞石（NaAlSiO4）的微晶玻璃具有高的热膨胀系数，在其表面喷涂低膨胀微晶玻璃釉料后，可以作为强化材料。
通过选取不同的原始玻璃组成及热处理制度，可以得到不同的主晶相，得到不同性能的微晶玻璃，满足不同的需要。
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。
玻璃工艺学-微晶玻璃
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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.
微晶玻璃的制备原理及其工艺过程
微晶玻璃的制备原理及其工艺过程微晶玻璃，又称微晶体玻璃，是一种特殊的玻璃材料，具有高透明度、优异的光学性能和优良的机械性能，被广泛应用于光学领域、电子行业和医疗装备等领域。
微晶玻璃的制备原理及其工艺过程对于生产高质量的微晶玻璃产品至关重要。
本文将对微晶玻璃的制备原理及其工艺过程进行详细介绍。
一、微晶玻璃的制备原理微晶玻璃的制备原理主要是通过将玻璃形成原料进行精细混合，然后在高温条件下熔融并快速冷却而得到的。
微晶玻璃是由大量微晶颗粒组成的非晶态玻璃材料，微晶颗粒的尺寸一般在纳米级别，因此微晶玻璃具有非常好的光学性能和机械性能。
微晶玻璃的制备原理主要包括以下几个方面：1.玻璃形成原料的选择：微晶玻璃的制备过程中，首先需要选择合适的玻璃形成原料。
通常情况下，玻璃形成原料包括硅酸盐、碱金属、碱土金属和其他助熔剂等成分。
这些成分在高温条件下能够熔融并形成玻璃状态，为后续的微晶玻璃制备奠定了基础。
2.精细混合：选定好玻璃形成原料后，需要对其进行精细混合。
混合的目的是为了使各种成分充分均匀地分布在玻璃中，以便在后续的熔融过程中得到高质量的微晶玻璃。
3.高温熔融：经过精细混合的玻璃形成原料将被置于高温熔炉中进行熔融。
熔融的温度通常在1000摄氏度以上，这样可以确保原料充分熔化并形成玻璃熔体。
同时，高温熔融也有利于微晶颗粒的形成。
4.快速冷却：熔融后的玻璃熔体会通过快速冷却的方式进行固化。
快速冷却可以有效地促进微晶颗粒的生成和分布，在一定程度上控制微晶颗粒的尺寸和分布均匀性，从而得到高质量的微晶玻璃产品。
二、微晶玻璃的制备工艺过程微晶玻璃的制备工艺过程主要包括原料配比、精细混合、熔融、成型和快速冷却等环节。
下面将对微晶玻璃的制备工艺过程进行详细介绍。
1.原料配比：首先确定微晶玻璃的配方，根据产品的要求，选择合适的硅酸盐、碱金属、碱土金属和其他助熔剂等成分，按照一定的配比进行混合。
2.精细混合：将各种原料进行精细混合，通常采用球磨机或高能球磨机进行混合。
微晶玻璃专业知识讲座
2 历史
18世纪：尝试阶段，奠定基础。 20世纪30年代：关注度高，但未实现工业化。 1957年：美国康宁企业著名旳玻璃化学家S.D.Stookey首先研制成功了 商品光敏微晶玻璃。 1959年：Stookey制成以二氧化钛为晶核剂旳微晶玻璃。 1960年：前苏联科学家首先研制成功了矿渣微晶玻璃。 1966年：第一条辊压法制造微晶玻璃旳生产线建成并投入生产。
高透过率超薄硼硅玻璃，具有杰出旳化学稳定性和对恶劣使用环境旳耐受性，合用于电 阻式触摸屏技术。高品质铝硅酸盐玻璃，在化学强化后拥有杰出旳耐刮擦性能和机械强 度，合用于电容式触摸屏技术旳保护面板。如Na2O -Al2O3-SiO2系玻璃，先经过热处理 使其析出Na2O .Al2O3.2SiO2霞石晶体，然后经过K+与Na+互换，使表面旳霞石晶体转 变为六方钾霞石，体积增大10%使表面产生很大旳压应力，机械强度提升到1500MPa， 在已知旳微晶玻璃中强度是最高旳。
2 历史
我国建筑装饰用微晶玻璃旳发展历史
1981~1992年：试验室研究阶段。 1992~1997年：工业化试验阶段。
1997~2023年：工业发展阶段。
3 特征
物理性能： 比高碳钢硬、比铝轻 机械强度比一般玻璃高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 化学稳定性好，耐腐蚀
微晶玻璃
造型与材料 shapes&materials
01 简介 02 历史 03 特征 04 种类 05 制作工艺 06 应用领域 07 案例赏析 08 发展前景
目录
CONTENTS
1 简介
微晶玻璃是由特定构成旳母玻璃在可控制条件下进行晶化热处理，在玻璃基 质上生成一种或多种晶体，使原来单一、均匀旳玻璃相物质转变成了由微晶 相和玻璃相交错在一起旳多相复合材料。又称玻璃陶瓷或微晶玉石。 它具有玻璃和陶瓷旳双重特征，比陶瓷旳亮度高，比玻璃旳韧性强。
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）。
微晶玻璃实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解微晶玻璃的制备过程及原理；2. 掌握微晶玻璃的性能测试方法；3. 分析微晶玻璃在不同工艺条件下的性能变化。
二、实验原理微晶玻璃是一种介于玻璃和陶瓷之间的新型材料，具有玻璃和陶瓷的双重特性。
其制备原理是在特定条件下，通过热处理使基础玻璃发生晶化，从而形成具有一定晶体结构的微晶玻璃。
三、实验材料与设备1. 实验材料：硅酸盐玻璃、氟化物、碱金属氧化物等；2. 实验设备：高温炉、电热炉、天平、滴定仪、X射线衍射仪、扫描电镜等。
四、实验步骤1. 制备微晶玻璃：（1）按照一定比例称取硅酸盐玻璃、氟化物、碱金属氧化物等原料；（2）将原料放入高温炉中，加热至熔融状态；（3）将熔融的原料倒入模具中，迅速冷却至室温；（4）将冷却后的微晶玻璃放入电热炉中，进行晶化处理。
2. 性能测试：（1）X射线衍射分析：分析微晶玻璃的晶体结构；（2）扫描电镜分析：观察微晶玻璃的表面形貌和晶体形态；（3）机械性能测试：测试微晶玻璃的弯曲强度、压缩强度等；（4）热性能测试：测试微晶玻璃的热膨胀系数、热稳定性等；（5）化学性能测试：测试微晶玻璃的耐酸、耐碱、耐腐蚀性能。
五、实验结果与分析1. X射线衍射分析：实验结果显示，微晶玻璃中主要晶体相为石英、长石等，晶体结构较为完整。
2. 扫描电镜分析：微晶玻璃表面光滑，晶体形态较为规则，尺寸在微米级别。
3. 机械性能测试：微晶玻璃的弯曲强度和压缩强度均较高，表明其具有良好的力学性能。
4. 热性能测试：微晶玻璃的热膨胀系数较低，具有良好的热稳定性。
5. 化学性能测试：微晶玻璃具有良好的耐酸、耐碱、耐腐蚀性能。
六、结论通过本实验，我们成功制备了微晶玻璃，并对其性能进行了分析。
实验结果表明，微晶玻璃具有以下特点：1. 晶体结构完整，晶体形态规则；2. 具有较高的力学性能和热稳定性；3. 具有良好的耐酸、耐碱、耐腐蚀性能。
微晶玻璃作为一种新型材料，具有广泛的应用前景，如光学、电子、建筑、化工等领域。
微晶玻璃的制备原理及其工艺过程
微晶玻璃的制备原理及其工艺过程微晶玻璃是一种在玻璃基质中添加微小颗粒的专用玻璃产品，它具有独特的光学性能和化学稳定性，广泛应用于光学器件、医疗器械、通信设备、激光器件等领域。
微晶玻璃的制备原理主要包括原料选择、熔融工艺、成型工艺和热处理工艺等几个方面。
下面将详细介绍微晶玻璃的制备原理及其工艺过程。
1.原料选择微晶玻璃的基质是由硅酸盐玻璃组成，一般采用石英砂、石灰石、硼砂等天然矿物作为主要原料。
同时，为了赋予微晶玻璃特定的光学性能，还需要在基质玻璃中添加微小颗粒，比如氧化物、硫化物等。
这些添加剂的选择和比例对微晶玻璃的性能影响非常大，需要根据具体的应用需求进行合理的选择。
2.熔融工艺微晶玻璃的熔融工艺是制备过程中的关键环节。
首先，将原料按照一定的配方比例混合均匀，然后投入玻璃窑中进行高温熔融。
熔融温度通常在1400-1600摄氏度之间，要保证原料充分融化并混合均匀。
熔融的时间也非常重要，一般需要在熔融窑中持续熔融12-24小时以上，以确保各种添加剂与基质玻璃充分融合。
3.成型工艺熔融后的玻璃液体需要通过成型工艺得到具有特定形状和尺寸的微晶玻璃产品。
常见的成型工艺包括浇铸成型、挤压成型和拉拔成型等。
浇铸成型是将熔融玻璃液体倒入模具中，通过冷却凝固成型。
挤压成型是将熔融玻璃液体挤出成型。
拉拔成型是将熔融玻璃液体拉伸成细丝或薄片。
成型工艺的选择取决于产品的具体形状和尺寸要求，同时也要考虑工艺的稳定性和成本效益。
4.热处理工艺在微晶玻璃制备过程中，热处理工艺是必不可少的环节。
热处理可以调控玻璃产品的结构和性能，提高其化学稳定性和光学性能。
一般采用退火工艺和加热处理工艺。
退火是将成型后的微晶玻璃产品在较低温度下加热，使其内部应力得以释放，提高产品的强度和稳定性。
加热处理是将微晶玻璃产品在高温下保持一定时间，使添加剂与基质玻璃发生化学反应，进一步改善产品的性能。
通过上述工艺过程，可以制备出具有优良光学性能和化学稳定性的微晶玻璃产品。
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4性能如前所述，玻璃是一种具有无规则结构的非晶态固体，或称玻璃态物质，从热力学观点出发，它是一种亚稳态，较之晶态具有较高的内能，在一定条件下可转变为结晶态（多晶体）。
对玻璃控制晶化而制得的微晶玻璃具有突破的力学、热学及电学性能。
材料的外在性能取决于它的内在结构。
微晶玻璃也不例外，微晶玻璃的结构取决于晶相和玻璃相的组成、晶体的种类、晶粒的尺寸的大小、晶相的多少以及残留玻璃相的种类及数量。
值得注意的是这种残留玻璃相的组成，通常和它的母体玻璃组成并不一样，因为它缺少了那些参与晶相形成所需的氧化物。
微晶玻璃结构的一个显著特征是拥有极细的晶粒尺寸和致密的结构，并且晶相是均匀分布和杂乱取向的。
可以说微晶玻璃具有几乎是理想的多晶固体结构。
其中晶相和残留玻璃相的比例可以有很大不同，当晶相的体积分数较小时，微晶玻璃为含孤立晶体的连续玻璃基体结构，此时玻璃相的性质将强烈地影响微晶玻璃的性质；当晶相的体积分数与玻璃相大致相等时，就会形成网络结构；当晶相的体积分数较大时，玻璃即在相邻晶体间形成薄膜层，这时微晶玻璃的性质主要取决于主晶相的物理化学性质。
因此微晶玻璃性能既取决于晶相和玻璃相的化学组成、形貌以及其相界面的性质，又取决于它们的晶化工艺。
因为晶体的种类由原始玻璃组成决定，而晶化工艺亦即热处理制度却在很大程度上影响着析出晶体的数量和晶粒尺寸的大小。
①主晶相的种类不同主晶相的微晶玻璃，其性能差别很大。
如主晶相为堇青石（2Mg O·2Al2O3·5SiO2）的微晶玻璃具有优良的介电性、热稳定性和抗热震性以及高强度和绝缘性；主晶相为β－石英固溶体的微晶玻璃具有热膨胀系数低和透明及半透明性能；主晶相为霞石（NaAlSiO4）的微晶玻璃具有高的热膨胀系数，在其表面喷涂低膨胀微晶玻璃釉料后，可以作为强化材料。
通过选取不同的原始玻璃组成及热处理制度，可以得到不同的主晶相，得到不同性能的微晶玻璃，满足不同的需要。
②晶粒尺寸的大小微晶玻璃的光学性质、力学性质，是随晶粒尺寸大小的变化而变化的。
如Li2O-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃可分为超低膨胀透明微晶玻璃和不透明微晶玻璃，以及中、低膨胀的微晶玻璃三种，其透明度主要与晶粒尺寸的大小有关。
③晶相、玻璃相的数量微晶玻璃中晶相的含量变化时，会影响到玻璃的各种性质，如力学性质、电学性质、热学性质等。
又如微晶玻璃的密度，由于析出晶体的种类及最终结晶相与玻璃相的比例不同，可以在2.3～6.0g/cm3很大范围内变动；再比如微晶玻璃的热膨胀系数会随着微晶玻璃的晶相含量的增加而降低。
4.1密度密度是物质单位体积所具有的质量。
微晶玻璃的密度主要取决于构成晶相和玻璃相的原子的质量，也与原子堆积紧密程度以及配位数有关，是表征微晶玻璃结构的一个标志。
微晶玻璃的密度是其中晶相和玻璃相密度共同作用的结果。
然而，通常大多数微晶玻璃的密度还是由主晶相的密度所决定的。
所以，不同类型的微晶玻璃材料其密度值也不相同。
4.1.1玻璃、陶瓷与微晶玻璃密度的比较微晶玻璃的密度和玻璃或陶瓷的密度都在大致相同的范围内，如表4-1所示。
但是基础玻璃和微晶玻璃的密度还是有很大的差别的，这是因为玻璃的热处理的过程中通常会产生体积变化，这些改变有正向的、负向的或基本不变，但这种体积的改变一般不会超过3％。
微晶玻璃的密度是其中所含的各种晶相以及玻璃相密度的综合体现。
表4-1 玻璃、陶瓷与微晶玻璃三种材料的密度注：微晶玻璃的晶核剂均为TiO24.1.2组成对密度变化的影响由于从玻璃态转变为微晶玻璃时，其体积变化的程度通常较小，因此各种氧化物对微晶玻璃密度的影响和对普通玻璃的密度是相同的。
这些氧化物如BaO或PbO能使玻璃具有高的密度，也同样使微晶玻璃获得高密度。
在微晶玻璃中减少Al2O3或SiO2,增加MgO、CaO、ZnO、BaO、PbO的含量可以导致高的密度，而且BaO和PbO的影响最显著。
CaO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃中，随着CaO替代SiO2量的增加，微晶玻璃的密度明显增加。
这是由于CaO含量提高，使得CaO与SiO2结合生成CaSiO3晶体的机会增加，且β－CaSiO3晶体的密度一般在2.90～3.20g/cm3之间，所以微晶玻璃试样的密度会随着CaO含量的增加而提高。
微晶玻璃的密度值一般来说取决于其总的化学组成，但是晶相及玻璃相的组成将决定具体微晶玻璃的密度。
例如二氧化硅可以作为玻璃相中的一个组分，也可作为游离二氧化硅以方石英或石英的形成存在，也可以作为一种组分存在于复杂的硅酸盐晶体中。
所有这些不同的存在形式对微晶玻璃密度的影响也不同。
如石英的密度为2.65g/cm3,比方石英的密度2.32g/cm3高得多。
因此，这两种晶体的相对含量的变化，对微晶玻璃的密度就会产生显著的影响。
4.1.3密度与玻璃热历史的关系玻璃析晶是一个结构有序化的过程，因此玻璃在析晶后，其密度一般是增加的。
玻璃晶化（包括微晶化）后，其密度的大小主要决定于析出晶体的类型。
例如Li2O-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃，在500℃前热处理，由于未发生晶化，其密度值不变。
在530～700℃热处理5～24h，由于玻璃中析出偏硅酸锂晶体，使密度值从2.36g/cm3增加到2.38g/cm3;进一步提高热处理温度到800℃，密度值又升高到2.44g/cm3,比基础玻璃提高3.2％。
这是因为玻璃相中生成了β－锂霞石固溶体。
G.Partridge曾明确指出，Li2O-Al2O3-SiO2系统低膨胀微晶玻璃在晶化过程中，前段密度的急剧上升是由于β－石英固溶体的析出所引起的，而后段密度的下降则是因为β-石英固溶体转变成了β－锂辉石固溶体，微晶玻璃密度与保温时间的关系如图4-1所示。
上述情况说明，微晶玻璃密度与析出的晶相、玻璃相种类和数量有着密切关系。
所以根据各种热处理条件下密度的变化，可以通过控制热历史从而得到不同的晶相，以制取具有不同物理性质的微晶玻璃。
近年来有关密度测定在烧结法微晶玻璃板材生产中的应用，由何峰等得出CaO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃密度与晶化温度、玻璃颗粒度、晶化时间的关系曲线，分别如图4-2～图4-4所示。
微晶玻璃的密度在1120℃前，随着晶化温度的提高而增大，在1120℃附近出现了极值点；而当晶化温度高于1120℃后，其密度有随着温度升高而下降的趋势，且在温度达到1150℃以后，密度下降幅度有所增加。
由图4-3显示：随着玻璃颗粒度的增加，微晶玻璃试样的密度逐渐下降。
图4-4中曲线反映出，在0.5～1.5h内，随晶化时间的增加，微晶玻璃的密度迅速增大；而当晶化保温时间大于2.0h以后，随晶化时间的延长，其密度增大，但变化非常缓慢。
4.2力学性质4.2.1强度在确定材料是否适于某一特定用途时，机械强度是其重要性能之一，也常常是主要的因素。
材料的强度一般用抗压强度、抗折强度、抗弯强度和抗冲击强度等指标表示。
在室温下，微晶玻璃和普通陶瓷及玻璃一样，都是脆性材料，这意味着它们不具有可延性和可塑性，在荷重造成破坏之前，呈现完全弹性的状态。
和其他的脆性材料一样，它们具有较高的弹性，并以劈裂的形式断裂。
微晶玻璃之所以得到广泛应用，原因之一就是它的机械强度高，特别是抗弯强度高。
但微晶玻璃存在有易碎的玻璃相的组成，其机械强度在很大程度上，受到以下几个因素的影响：①结晶相的颗粒大小和体积分数；②界面的结合强度；③不同的弹性模量；④不同的热膨胀性能。
对于同一磨损条件下的微晶玻璃材料和基础玻璃来说，微晶玻璃的强度试验值要高于基础玻璃，这可以归纳为多因素的作用结果。
建立在临界应力概念上的机械强度理论认为：微晶玻璃材料的强度很大程度上来源于它的弹性模量（8×104～15×104MPa ）大于玻璃的弹性模量（约6×104MPa ）。
但是，实际上微晶玻璃与玻璃的强度比的倍数常常大于它们的弹性模量比的倍数，因此，另一合理的解释是微晶玻璃中的晶粒可以造成裂纹尖端的弯曲和可能的钝化，增加了破裂功，并且减缓甚至阻止了裂纹穿过晶相和玻璃相的界面，而在玻璃中则有一个不受阻碍的断裂路径。
微晶玻璃强度增加的原因主要是由于具有细晶、致密的微观结构。
脆性材料中的裂纹通常带来缺陷，例如夹杂物（包裹体）、内部气孔或是微裂纹。
机械强度将受到微晶玻璃的微观结构的影响。
表4-2描述了几种典型的微晶玻璃材料在弯曲时晶体尺寸对强度的影响。
玻璃的机械强度，很大程度上可依靠由Griffith 推导的著名机械强度公式来进行解释。
其机械强度ζ为：CE ∏=γσ2 （4-1） 式中 E ――弹性模量，MPa ； γ――断裂表面能；C ――微裂纹的临界长度。
从式（4-1）可以看出来，玻璃强度的增加是依靠弹性模量E 或断裂表面能γ的增加或微裂纹的临界长度C 的减少来实现的。
如果晶相在限制玻璃的微裂纹尺寸中起作用，当晶相具有比残余玻璃相低的热膨胀系数时，裂纹长度将受晶间距离λ的限制，机械强度ζ与λ的二次方根成反比：2/1-'=λσK （4-2）f f V V d /)1(-=λ式中（4-2）中的K ′值由（2E υ/π）1/2得出，d 为晶粒直径，V f 为晶相的体积分数。
表4-2给出了组成及晶体尺寸对微晶玻璃抗弯强度的影响。
受到晶粒间应力的影响使得微裂纹得到扩张，这一现象是基于晶体和玻璃相不同的热膨胀系数，当结晶相的热膨胀系数比玻璃相的热膨胀系数小时，就会形成穿晶断裂；反之，则形成沿晶断裂。
4.2.1.1几种常见系统微晶玻璃的强度表4-3列出了微晶玻璃和几种常见玻璃、陶瓷和石材等材料弹性模量。
一般来说，微晶玻璃的机械强度比普通玻璃和陶瓷要高，这一点从杨氏模量上也可得到反映，表4-3所列的微晶玻璃及几种玻璃、陶瓷及石材的弹性模量数据可供比较。
表4-4列出了几种常见系统微晶玻璃所采用的晶核剂以及主晶相和抗弯强度。
从表4-4中可以看出，晶核剂对得到较高机械强度的重要性。
例如，在Li 2O －SiO 2微晶玻璃组成中引入P 2O 5作为晶核剂就使其强度提高了6倍。
在这些材料中，二硅酸锂是作为主晶相出现的，并且对Li 2O －ZnO －SiO 2系统的微晶玻璃也是如此，也能得到高强度。
表4-2 组成及晶体尺寸对微晶玻璃抗弯强度的影响4堇青石作为主晶相的MgO-Al2O3-SiO2系统的微晶玻璃也具有高的机械强度。
其原因之一可能是由于结晶相和残余玻璃相的热膨胀系数相差很小。
因此，微晶玻璃内的残余应力可能是比较低的。
Li2O-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃具有很大的意义，因为采用该系统可制备具有低热膨胀系数和高抗热冲击性能的材料，不过，这种材料的机械强度一般比堇青石微晶玻璃的低。
这种系统较低的机械强度可能是由于在微晶玻璃中存在显著的残余应力。