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《湖南大学》 2001年
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CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃的研究

彭文琴  
【摘要】: 本文对微晶玻璃的发展历史、制备技术及其应用作了较系统的评述。以石 英砂、白云石、方解石等天然矿物为主要原料,氟化物为主晶核剂,采用熔融 法制备了CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2系统白色微晶玻璃,其主晶相为硅灰石(β-CaSiO_3) 和透辉石(CaMg(SiO_3)_2)。用Χ射线衍射仪(XRD)测定了材料的物相组成,用 扫描电镜(SEM)观察了材料的显微结构。 冷却后的玻璃呈乳白色、不透明,扫描电镜照片证明发生了分相现象。经 热处理后,均匀分布的第二相粒子成为晶核,尺寸约为1000A。以此为中心, 硅灰石和透辉石晶体不断沉积和长大。 实验表明,晶核剂CaF_2能有效促进CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2系统玻璃的晶化。 随着CaF_2含量的增加,玻璃的晶化温度降低,析晶能力增强,热处理后微晶玻 璃中透辉石型晶体增多,硅灰石型晶体相对减少。随着配方中CaO/MgO比的降 低,玻璃的晶化温度提高,所得微晶玻璃中透辉石型晶体含量增加,材料的抗 折强度、耐磨性和硬度提高。当CaO/MgO比为5时,可获得抗折强度为245MPa, 显微硬度为11.15GPa,磨损率为0.140lg/kg.h的微晶玻璃。其优良的力学性能 与该材料的显微结构有关。该做晶玻璃结构均匀致密,由板状和粒状晶体交织 而成。 热处理制度对微晶玻璃的性能影响很大。就本文研究的微晶玻璃系统而言, 其适宜的工艺参数为:晶化温度940℃,晶化时间2h。升温速率为:650℃之前 6℃/min,650~840℃之间4℃/min,840~940℃之间2℃/min。
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