熔体玻璃体的相变_1课件.ppt

第三章　熔体和玻璃体的相变 一、分相的定义 玻璃从高温冷却过程中或在一定温度下热处理时，由于内部质点的迁移，某些组分发生偏聚，从而形成化学组成不同的两个相，此过程叫分相。 ?Cr2O3 其积聚作用（六价）起成核剂作用。 ? Fe2O3 Fe3+利于核化。 利用氟化物乳浊机理使玻璃成核，成核中心为氟化物微晶。 用量大于2~4%，氟化物可在冷却时析出。 常用CaF2、冰晶石(Na3AlF6)、Na2SiF6、MgF2等。 第二节　玻璃的析晶 (3)氟化物 （4）复合晶核剂 几种混合使用，比单独用一种用量少。 A 总浓度相同时混合物可造成更高的成核位。 B 对热处理制度敏感性小。 3.微晶玻璃的热处理工艺 a b c d e f T t （1）阶梯式热处理制度 · a b 室温?核化温度 升温速率不可过大，一般 2~5?C/min。?低的10?C/min · b c 核化阶段（１～２小时） 核化温度Tg~Tg+50?C ?=1010~11Pa · S 。 · c d 核化温度?晶化温度 晶体开始生长 第二节　玻璃的析晶 · de 晶化阶段 晶化温度一般高于成核温度１５０～２００ ?C . 不能高于液相线温度． · ef 冷却过程 冷却速度可较大。 第二节　玻璃的析晶 （2）等温制度： 在晶核和晶体都能生长的某温度下长时间保温。 适用于晶化时释放热量较多，热散不好的系统。 a b c d e f T t （三）微晶玻璃结构及对性能的影响 1、主晶相种类 硅灰石Ca3[Si3O9] 建筑材料 透辉石CaMg[Si2O6] 建材、工业耐酸耐热材料 堇青石(2MgO · 2Al2O3 · 5SiO2)、 尖晶石(MgO · Al2O3)、??石英三晶相 导弹头锥 2、晶粒大小 微晶玻璃透明性与此有关，晶粒可见光波长即透明。 一定范围内大小关系到强度，一般小于0.1μm。 第二节　玻璃的析晶 3、晶相及玻璃相数量 晶相数量５０～９０％，最多达到９５～９８％。 40 20 0 25 50 75 晶相含量% ??10-7/?C 锂铝硅系统 晶相数量及种类很重要，但玻璃相性质不可忽视。它直接影响了化稳、热稳、电学性质等。 第二节　玻璃的析晶 （四）微晶玻璃种类及其制备工艺 光敏微晶玻璃 Li2O-Al2O3-SiO2 透明微晶玻璃 Li2O-Al2O3-SiO2（超低膨胀） 易机械加工 SiO2-B2O3-Al2O3-MgO-R2O-F 矿渣微晶玻璃　SiO2-Al2O3-MgO-CaO-R2O 生物微晶玻璃 CaO- P2O5 第二节　玻璃的析晶 低膨胀微晶玻璃 1.低膨胀锂铝硅微晶玻璃的晶相: 随温度升高： 玻璃? ?-石英固溶体? ?-锂霞石? ?-锂辉石?液相 二者形成连续固溶体，且具有相同的六角螺旋结构，C轴方向为负膨胀，材料整体也为负膨胀。透明 一般组成范围(wt%): Li2O Al2O3 SiO2 MgO ZnO TiO2 ZrO2 2.5~5 17~24 68~76 0~3 0~4 1.5~4 1~3 第二节　玻璃的析晶 膨胀系数较大且不透明 3.热处理 0 2 4 6 8 ?(h) T(?C) 1200 800 400 740?C 1h 820?C 2h 1150?C 1h 第二节　玻璃的析晶 2.成核剂: TiO2+ZrO2 有助于形成?-石英固溶体 ?-锂辉石析出 ?-石英 微晶玻璃组成：Li2O-Al2O3-SiO2系统。 例：SiO2　81.5%，A12O3　3%， Li２O　12%， K2O　3.5%， Ag 0.015%，GeO2　0.03% 晶核剂：金、银、铜等金属氧化物（0.001~0.03％） 增感剂：CeO2（0.05%） 光敏微晶玻璃 第二节　玻璃的析晶 爆光： 用紫外线照射，金属离子 　　金属胶粒成为晶核 用于感光显影(将镂空图案的铁皮或照片底片贴在玻璃上) 800 ℃热处理2小时，形成稳定的Li2O·2SiO２ ，被紫外线照射部分微晶化而显色，其他部分仍是透明。 第二节　玻璃的析晶 微晶化：500~540 ℃热处理2分钟析出Li2O·SiO２，非常易溶于稀ＨＦ，可对其进行穿孔雕刻等加工． 可机加工微晶玻璃 基础玻璃：SiO2-B2O3-Al2O3-MgO-R2O-F 核化温度：750~900 ℃ ，生成MgF2晶核 晶化温度：