透輝石基CaO-MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃析晶和性能研究.pdf

1、CaO-MgO-Al2O3-SiO2(CMAS)微晶玻璃是一個重要的微晶玻璃體系。該微晶玻璃中可析出透輝石晶相[CaMgSi2O6]、鈣長石晶相[CaAl2Si2O8]、堇青石晶相[Mg2Al4Si5O18]等多種性能優(yōu)異的晶相，因而CMAS微晶玻璃通常也具有優(yōu)良的力學(xué)性能、耐磨性、耐腐蝕性，很適合應(yīng)用于建筑裝飾材料。但目前采用整體析晶法制備的CMAS微晶玻璃析晶比較困難，且不易控制；而采用燒結(jié)法則不利于微晶玻璃性能的提高，這些因素制約

2、著CMAS微晶玻璃的研究開發(fā)和實際應(yīng)用。因此，有必要對CMAS微晶玻璃的組成、添加劑、制備工藝等進行優(yōu)化，改善其析晶能力、力學(xué)性能和耐腐蝕性，擴展其應(yīng)用范圍。
　　 以CMAS玻璃體系為基礎(chǔ)，采用整體析晶法，制備得到了以透輝石和鈣長石為主晶相的微晶玻璃，探討了CaO和MgO的質(zhì)量比以及不同助熔劑對析晶的影響。在CaO和MgO的總質(zhì)量保持為24wt％的前提下，當m(CaO)/m(MgO)=3和1.4時，對應(yīng)的玻璃析晶較好，同時m(

3、CaO)/m(MgO)=1.4的玻璃試樣透輝石相含量較高，其合適的預(yù)核化溫度為660℃，析晶溫度為936.2℃。對助熔劑作用的研究發(fā)現(xiàn)Na2O+K2O可以促進晶相的析出，而B2O3的加入則會阻礙玻璃的析晶。
　　 從析晶動力學(xué)方面探討了氟化物+氧化物混合晶核劑對CMAS微晶玻璃析晶的影響。發(fā)現(xiàn)CaF2+TiO2可以有效地降低玻璃的析晶活化能E至330±10kJ/mol，加快晶體的生長速度；而CaF2+P2O5可以提高玻璃的晶體生