硅碱钙石微晶玻璃的析晶特性及其增韧机理研究-无机材料学报.PDF

第30 卷 第9 期 无 机 材 料 学 报 Vol. 30 No. 9 2015 年9 月 Journal of Inorganic Materials Sep., 2015 文章编号: 1000-324X(2015)09-0977-07 DOI: 10.15541/ji 硅碱钙石微晶玻璃的析晶特性及其增韧机理研究 李要辉, 王晋珍, 黄幼榕 ( 中国建筑材料科学研究总院 玻璃科学研究院, 北京 100024) 摘 要: 通过调整热处理工艺制备了不同结构的 R O-CaO-SiO -F 系硅碱钙石微晶玻璃, 分析了析晶特性和力学性 2 2 能, 重点研究以硅碱钙石为主晶微晶玻璃的裂纹扩展机制及增韧机理。结果表明, 基础玻璃在低温处理时首先析出 CaF2 微晶作为异质晶核, 一步法处理后得到岛屿状硬硅钙石/硅碱钙石复相微晶玻璃, 两步法处理后得到了力学性 能优异、具有板条交错结构的硅碱钙石微晶玻璃。研究发现, 硅碱钙石微晶玻璃的裂纹扩展受到周围板条晶体取向 及晶界影响, 存在穿晶断裂和沿晶断裂两种模式扩展, 呈现出随机取向的折线或台阶状裂纹路径。其中具有一定长 径比的板条状硅碱钙石具有较好的桥联作用, 承载补强效果显著, 此外硅碱钙石晶体与玻璃相之间存在的残余应 力, 有利于缓解裂纹应力集中以及增加裂纹扩展能。即, 硅碱钙石微晶玻璃优异的力学性能是各种增强和增韧机制 综合作用的结果。 关 键 词: R O-CaO-SiO -F 系微晶玻璃; 硅碱钙石; 裂纹扩展; 增韧机理 2 2 中图分类号: TQ174 文献标识码: A Characterization and Toughening Mechanism of Crystallization of Canasite Glass-ceramics LI Yao-Hui, WANG Jin-Zhen, HUANG You-Rong (Glass Science Institute, China Building Material Academy, Beijing 100024, China) Abstract: The R O-CaO-SiO -F system glass-ceramics were prepared through different heat treatment schedules. 2 2 The cryst