微晶玻璃產(chǎn)品的一些理論知識和產(chǎn)品數(shù)據(jù)

【中玻網(wǎng)】一般微晶玻璃要比其母體玻璃的強(qiáng)度高，其原因在于析出的晶體硬度高且比同類組成的玻璃強(qiáng)度高，由此微晶玻璃要比玻璃難以破裂。玻璃中析出晶體后，玻璃其本身所受的應(yīng)力傳遞不能走直線路徑，而必須繞過結(jié)晶顆粒迂回前進(jìn)，從而使得裂紋的發(fā)展路徑變長，這一過程盈利往往會被吸收，而使得材料斷裂韌性提高
　　
　　一般提高材料的強(qiáng)度可以使得裂紋長度減少；使裂紋頭部的曲率半徑加大。這二者主要是在玻璃制造中防止或解決的問題，如通過拋光侵蝕、火拋光處理等解決。但對于材料的強(qiáng)度提升并未有作用。在玻璃表面制備出壓應(yīng)力層。如通過風(fēng)冷鋼化、離子交換或使用玻璃表面析出低膨脹的晶體而實(shí)現(xiàn)；提高斷裂韌性K1C（斷裂韌性值）；提高玻璃材料的彈性模量；使材料的斷裂性能提高。這可以通過在玻璃中析出高彈性模量的晶體、用氮替換玻璃中的氧。而控制析出結(jié)晶種類或者微細(xì)結(jié)構(gòu)可以提高斷裂能。
　　
　　（1）在玻璃層形成殘余壓應(yīng)力強(qiáng)化。采用使玻璃表面急冷或通過離子交換可以使玻璃強(qiáng)化。如對Na-Al2O3-SiO2系玻璃，先通過熱處理使其析出Na2O•Al2O3•SiO2霞石晶體，然后通過K+與Na+交換（KNO3熔融液），使表面的霞石結(jié)晶轉(zhuǎn)變?yōu)镵2O•Al2O3•2SiO2六方鉀霞石，由于體積加大10%使表層產(chǎn)生很大壓應(yīng)力，使這種微晶玻璃的機(jī)械強(qiáng)度提升到1500MPa。
　　
　　另一種思路是利用玻璃在晶化過程中表層微晶體生長的速度與塊狀內(nèi)部微晶體生長速度的差異，并在內(nèi)部析出與表面不同組成的晶體，從而被稱之為自強(qiáng)化型微晶玻璃，按機(jī)理在表面形成壓應(yīng)力的晶體，應(yīng)在玻璃表面形成低膨脹晶相的組成。如MgO-Al2O3-SiO2系統(tǒng)玻璃在900℃晶化，玻璃內(nèi)部形成莫來石（3Al2O3•2SiO2）。這之后在1100℃下熱處理，使玻璃表面形成堇青石（2MgO•2Al2O3•5SiO2）晶體，冷卻后表面形成壓應(yīng)力層。
　　
　　（2）利用玻璃中微細(xì)結(jié)構(gòu)的控制而強(qiáng)化。玻璃中形成的微細(xì)結(jié)構(gòu)可以有三種形式：即均勻分散的晶體、針狀纖維晶體無序排列及有序的單一方向排列三種類型。但是應(yīng)力遇到這些晶體時(shí)均會出現(xiàn)分叉或被吸收，從而使玻璃的斷裂性能得到提高。
　　
　　玻璃中析出晶體而且均勻分散在玻璃中，由于成核速度、晶體生長速度不同其晶體離子大小一般在10nm到數(shù)毫米范圍內(nèi)。某玻璃生成的纖維狀無序排列的氟堿鈣硅石（Ca5Na4K2Si12O30F4）、鉀鎂閃石（K2CaMg5Si8O22F2）、二硅酸鋰（Li2Si2O5）結(jié)晶在玻璃中交錯(cuò)層疊，其晶體直徑約0.5um，長度約10um。這類微晶玻璃的斷裂韌性在3~5MPa•m1/2、強(qiáng)度約200~400MPa。

　�。�3）通過復(fù)合形式，實(shí)現(xiàn)微晶玻璃的強(qiáng)化。使用陶瓷微�；蛘咛沾衫w維形成復(fù)合玻璃材料的形式，使得微晶玻璃的強(qiáng)度提升。如使用SiC纖維增強(qiáng)派萊克斯玻璃，使用的纖維體積分?jǐn)?shù)為35~50%，可使的復(fù)合微晶玻璃的抗彎強(qiáng)度達(dá)到500~800MPa。

　　以上是微晶玻璃行業(yè)的一些理論和具體產(chǎn)品的數(shù)據(jù)。以供陶瓷行業(yè)的朋友參考使用。下次農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系會，看能收集些微晶玻璃的具體體系或配方供大家在實(shí)驗(yàn)室一樂呵。