永州微晶玻璃

玻璃应力
高温玻璃的应力一般分为三种：热应力、结构应力和机械应力。
热应力：是由于温度梯度造成的。高温玻璃是一种经高温熔融、快速冷却而固化的非晶态产品，在生产过程中，玻璃板面上各部位的温度变化不可能均匀一致，因此就会产生热应力。热应力按其产生的特点可分为暂时应力和*应力两类。一部分可以经过退火而消除，这部分应力称为暂时应力。还有一部分热应力即使温度梯度消失以后，仍然存在，这部分应力称为*应力。
结构应力：高温玻璃也会因为其中存在结石、条纹或化学成分不均匀时而产生应力，这种应力称为结构应力。结构应力是不能够消除的。
机械应力：是指玻璃受到外力的作用而引起的应力，外力除去时，机械应力也随之消失。但若受到的外力过大，就会造成玻璃的破裂。

产品应用：
耐高温玻璃应用十分广泛，是各类高温场合下*的安全防护产品，一直是工业自动化生产线不可或缺的关键视窗配套产品。
产品种类及名称
产品名序 常规厚度 较大规格 适用范围
1号料耐高温玻璃 2-20mm 按需生产 电力、医药、锅炉、管道、机械制造等领域。
2号料高温玻璃 2-20mm 950*1500 化工管道、压力容器等。
3号料高温玻璃 3mm、4mm、5mm 1100*1960 长时间耐温≦800℃场合，
4号料高温玻璃 1--20mm 900*1500 各种耐温≥800℃的高温场合。

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、**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*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**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**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。

微晶玻璃生产工艺：
微晶玻璃制备方法包括整体析晶法（熔融法）、烧结法、溶胶—凝胶法等，目前国内已工业化应用的方法为前两者。
（1）整体析晶法
1）利用加入晶核剂或紫外辐照等方法使玻璃内形成晶核
2）再经热处理使晶核长大，其他生产工艺与普通玻璃相同。
工艺过程：熔制和成型，结晶化前加工，结晶化热处理，微晶玻璃的加工
目前广泛应用到电磁炉的炉灶上，凹型微晶玻璃即是指形状呈凹型，类似锅的现状的微晶玻璃。该微晶玻璃板主要用途目前以大功率商用电磁炉及家庭用电磁炉上用为主。随着煤气，物价的上升，饮食行业的成本骤增，以及人们对无明火烹饪的理解，家庭电磁炉用户的增加。凹型微晶玻璃的销量也相应增加。
（2）烧结法
1）先将玻璃原料熔融再淬火成玻璃粒料
2）将玻璃粒料装入模具，然后先经一定热处理核化，再升温晶化获得产品。
工艺过程：原料熔融，淬火成玻璃粒料，筛分、烘干，装入模具，核化，晶化，抛光等加工。
该法目前主要用于生产CAS系微晶玻璃板，由于CAS系微晶玻璃板具**械强度高、光泽好、耐腐蚀性强、*、装饰效果好以及其与**大理石类似的花纹等优点，可用于替代**大理石材。
微晶玻璃的组成
把加有晶核剂或不加晶核剂的特定组成的玻璃，在有控条件下进行晶化热处理，使原单一的玻璃相形成了有微晶相和玻璃相均匀分布的复合材料。微晶玻璃和普通玻璃区别是：前者部分是晶体，后者全是非晶体。微晶玻璃表面可呈现**石条纹和颜色的不透明体，而玻璃则是各种颜色、不同程序的透明体。
微晶玻璃的综合性能主要决定三大因素：原始组成的成份、微晶体的尺寸和数量、残余玻璃相的性质和数量。
后两种因素是由微晶玻璃晶化热处理技术决定。微晶玻璃的原始组成不同，其晶相的种类也不同，例如有β硅灰石、β石英、氟金云母、二硅酸锂等，各种晶相赋予微晶玻璃的不同性能，在上述晶相中，β硅灰石晶相具有建筑微晶玻璃所需性能，为此常选用CaO-Al2O3-SiO2系统为建筑微晶玻璃原始组成系统，其一般成分如表一所示。
表一： CaO-Al2O3-SiO2微晶玻璃组成
颜色\组成 SiO2 Al2O3 B2O3 CaO ZnO BaO Na2O K2O Fe2O3 Sb2O3
白色 59.0 7.0 1.0 17.0 6.5 4.0 3.0 2.0 0.5
黑色 59.0 6.0 0.5 13.0 6.0 4.0 3.0 2.0 6.0 0.5
上述玻璃成份在晶化热处理后所析出的主晶相是：β——硅灰石（β——CaO·SiO2）。
微晶玻璃在天文光学上的应用
由于微晶玻璃的物理特性不容易受温度影响，所以可以运用在天文望远镜的主镜和副镜上。从而提供更好的热平衡适应时间。因其物理性质稳定可以加工出更好的光学表面

耐高温玻璃系列包含以下六大方面：
1.耐高温玻璃、耐高温高压玻璃、压力容器视镜玻璃、管道视镜玻璃、锅炉**耐高温玻璃。
耐高温玻璃
耐高温玻璃
2.壁炉**耐高温玻璃、波峰焊**耐高温玻璃、烤箱**耐高温玻璃、观火孔**耐高温玻璃。
3.化工管道用耐酸碱玻璃、火电厂钢铁厂**耐**高温玻璃、电解铝厂**耐高温玻璃、防爆高温玻璃。
4.防辐射玻璃、透紫外线玻璃、防紫外线玻璃、透红外线玻璃、隔红外线玻璃、激光防护玻璃等光学玻璃。
5.印染设备**玻璃、地埋灯玻璃、灯具玻璃、矿用防爆玻璃、民用防爆玻璃、高温玻璃视筒、耐高温视镜。
6.无损探伤、医学检测、各类物理化学检验用特种光学玻璃，电焊防护玻璃、蓝色钴玻璃等。
品质分类
Ⅰ、1号料耐高温玻璃（350度高温玻璃）
退火温度：560-650℃

退火后耐温：长时间不大于280℃，短时间可达350度
常规厚度：2mm-20mm
可产规格：各规格均可生产，还可以加工成带台阶状等。
Ⅱ、2号料耐高温玻璃（500度高温玻璃）
1、机械性能
密度ρ： 2.23±0.02g/cm3
2、热力学性能
热容： （20-100℃）0.82KJ×（㎏×K）-1
导热系数： 1.2W×（m×K）-1
3、光学性能
折射率：Nd：1.47384
Ⅲ 、3号料耐高温玻璃（1000度高温玻璃）

此类耐高温玻璃厚度有：3mm、4mm、5mm，常规较大版面为550*800，特大版面可以做到1960*1100。
此类玻璃较大亮点是，玻璃可以不受加工方式的限制，任意切割成方型号、圆型等，并且还可以按图纸进行开孔。
Ⅳ、4号料耐高温玻璃（1200度高温玻璃）
此类玻璃是所有耐高温玻璃产品中耐热温度较高的玻璃，可长时间处在1200℃高温环境下工作，不褪色、不变形、不软化，是大型高温明火设备*的视窗玻璃。
热膨胀系数较小，该类别玻璃气泡、条纹、均匀性、双折射性可与一般的光学玻璃相媲美。在各种恶劣环境下工作，具有高稳定性，十分安全可靠