黑晶玻璃又称微晶玻璃陶瓷(以下简称微晶玻璃)又称可加工陶瓷,是以合成云母为主晶相的云母微晶玻璃,是一种可以机加工的陶瓷材料。
微晶玻璃 (玻璃水晶俗名)
微晶玻璃是指在玻璃中加入某些成核物质,通过热处理、光照射,或化学处理等手段,在玻璃内均匀地析出大量的微小晶体,形成致密的微晶相和玻璃相的多相复合体。通过控制微晶的种类数量、尺寸大小等,可以获得透明微晶玻璃、膨胀系数为零的微晶玻璃、表面强化微晶玻璃、不同色彩或可切削微晶玻璃。
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。
热线性膨胀系数 α (20-700℃)(0±0.5)*10-6K-1
热 容: cp(20-100℃)0.8 K」*(KQ*K)-1
导热系数:A(90℃)1.6W*(m*k)-1
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。
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。
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。
云母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。
具有柱状或针状互锁显微结构的微晶玻璃具有的机械强度和断裂韧性。以钾氟碱锰闪石为主晶相的闪石微晶玻璃的显微玻璃的显微照片。柱状互锁显微结构具有类似于晶须补强陶瓷中晶须随机排列的结构特征。这种微晶玻璃的弯曲强度达150Mpa,断裂韧性大(3.2±0.2)Mpa·m。以链状硅酸盐矿物氟硅碱钙石为主晶相、晶化程度更高的氟硅碱钙石微晶玻璃具有柱状互锁显微结构,其弯曲强度接近300Mpa,断裂韧性高达5.0Mpa·m.
当平衡相沿着各种亚稳相的界面形成时,便产生了典型的孤岛结构。在存在莫来石晶体和残余玻璃相的硅酸铯微晶玻璃产生的铯榴石晶相就具有孤岛显微结构。
几种微晶玻璃的晶相如顽辉石、钙长石和白榴石在冷却过程中发生结构转变,生产聚合孪晶,生产一种能够提高断裂韧性的片状孪晶显微结构。顽辉石开始形成原顽辉石,当冷却到1000℃时,顽辉石发生马氏体相变转变位斜顽辉石,顽辉石颗粒高度孪晶化。由于这种孪晶片显微结构可以使裂纹偏转吸收能量,使这种微晶玻璃具有的断裂韧性,平均约5.0Mpa·m,并具有很高的弹性模量。
微晶玻璃是在高温下使结晶从玻璃中析出而成的材料,由结晶相和部分玻璃相组成,尽管抛光板的表面光洁度远高于石材,但是光线不论由任何角度射入,经由结晶微妙的漫反射方式,均可形成自然柔和的质感,毫无光污染.
2、丰富多变的颜色
微晶玻璃是由集积法制造而成,没有天然石之纹理(由此处断裂),集积法是一种可以制造丰富色调的方法,以白色为基本色搭配出丰富的色彩系统,又以白、米、灰三个色系较为经常使用.
3、优良的耐候性及耐久性
微晶玻璃的耐酸性和耐碱性都比花岗岩、大理石优良,而本身为无机质材料,即便暴露于风雨及污染空气中,也不会产生变质、褪色、强度低劣等现象.
零吸水性,不污染
微晶玻璃的吸水率几近为零,所以水不易渗入,不必担心冻结破坏以及铁锈、混凝土泥浆、灰色污染物渗透内部,所以没有石材吐汁的现象,附着于表面的污物也很容易擦洗干净.
4、强度大,可轻量化
微晶玻璃比天然石更坚硬,不易受损,材料厚度可配合施工方法,符合现代建筑物轻巧、坚固的主流.
5、弯曲成型容易,经济省时
市面上见到的曲攻海掇剿墀济峨汐法搂面石材是由较厚石材切削而成,耗时、耗材不经济,而微晶玻璃可用加热方式,制造出重量轻.强度大、价格便宜的曲面板.
璃是非晶无机非金属材料,一般是用多种无机矿物(如石英砂、硼砂、**、重晶石、碳酸钡、石灰石、长石、纯碱等)为主要原料,另外加入少量辅助原料制成的。它的主要成分为二氧化硅和其他氧化物。普通玻璃的化学组成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等,主要成分是硅酸盐复盐,是一种无规则结构的非晶态固体。广泛应用于建筑物,用来隔风透光,属于混合物。另有混入了某些金属的氧化物或者盐类而显现出颜色的有色玻璃,和通过物理或者化学的方法制得的钢化玻璃等。有时把一些透明的塑料(如聚甲基丙烯酸甲酯)也称作有机玻璃。
微晶玻璃热学性能
热线性膨胀系数 α (20-700℃)(0±0.5)*10-6K-1
热 容: cp(20-100℃)0.8 K」*(KQ*K)-1
导热系数:A(90℃)1.6W*(m*k)-1
应用
(1)β-锂辉石微晶玻璃与碳化纤维复合材料:强增韧效果,方面的新材料。
(2)氧氮微晶玻璃:不需辐射或加入晶核可直接整体微晶化,降低氮化硅晶体的烧结温度且保持高强度的β-氮化硅结构。
(3)可削云母微晶玻璃:层状结构,良好的电绝缘性及耐热性(电子绝缘材料)
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