矿物原料微晶玻璃的晶化.pptVIP

矿物原料微晶玻璃的晶化以及性 能研究 指导教师 马新沛 李光新 学生 张辉 研究意义及重要性 以矿物原料作为微晶玻璃的主要成分，在很大程度上为降低生产的成本做了基础性研究 进一步分析晶体形核与长大的机理和过程 测试了矿物原料微晶玻璃的性能，为实际应用打下了一定的基础 本文研究内容 采用化学纯原料和矿物原料对微晶玻璃进行成分设计与优选，并对不同成分的材料的结晶和晶体长大的过程都分别进行了研究，做了大量的工作去分析矿物原料和化学原料在结晶和晶体长大，以及静弯和热膨胀系数之间的区别，并且分析了造成两种原料所引起的微晶玻璃在性能上较大差别的原因。 试验过程描述 初级配方 修改配方 熔融试验 晶化处理 大甘锅试验 观察晶化效果 进一步试验 独立所作工作 分析、配制、选用微晶玻璃的配方 试样的制备：融化、晶化、切样、SEM观察、膨胀系数测定、力学性能测定 对力学性能的分析 解释分析膨胀系数的曲线图形状 分析微观裂纹愈合的过程 实验涉及 的方法简述 成分设计时的加和法原理 三点弯曲测试试样的抗弯强度 顶杆式膨胀系数测定仪测定试样的膨胀系数 用扫描电镜观察试样的微观组织结构 1）微晶玻璃的形核 氟金云母在生长的过程中会经历形核和长大的过程。在形核初期，生成一种不同于基体的小颗粒，颗粒相是氟金云母晶体生长之前产生的，随着云母相的不断形核长大，颗粒相所占的比例逐步的减少，直至完全被云母所代替 影响形核的因素 成分对氟金云母相的形核的影响 分相对氟金云母相的形核的影响 缺陷对氟金云母相的形核的影响 成分对氟金云母 相的形核的影响 氟化物的加入，减弱了玻璃结构的作用，造成了硅氧网络的断裂，硅氧网络断裂越多越容易形核另外其他元素如钠，钾，镁，磷等也在一定的程度上增加了网络的断裂，增大了基体的析晶的能力。 矿物原料、化学原料微晶玻璃配方 矿物原料配方各组分的含量（g） 化学原料配方各组分的含量（g） 分相对氟金云母相的形核的影响 玻璃的分相是从非晶态到晶态的一个中间状态，是晶析的先驱阶段，从组成上来讲，分相后的两相组成中更接近于随后的结晶相。玻璃分相是玻璃的普遍现象，玻璃的分相可以使基体中形成成分富集区域，在云母相生长的初期，基体中生长出大量的颗粒相，颗粒相的出现使得云母晶相的生长加快。 缺陷对氟金云母相的形核的影响  缺陷的影响其实可以归结为成分的影响，因为在缺陷的周围往往伴随的是成分和能量的差异。缺陷和基体之间会产生一定的界面，有了界面的存在，界面之间的能量存在着差异，使得界面的⊿G增大，使云母相在生长的过程中有了动力学的条件。 氟金云母相的长大 氟金云母表现为典型的片状结构 。 氟金云母片的长大，是随着保温时间的延长和保温温度的升高而长大的，在颗粒相形成以后，晶片便开始长大，分析认为晶片的长大会趋向于在颗粒相比较多的地方，原因在于颗粒相和晶片在成分可能上存在着一定的相似。 再者，晶片的增大是以原子的扩散为条件的。晶片长大的同时，伴随的是化学成分的迁移。 晶片形成以后随着保温时间的增加，晶片的大小会发生显著的变化，那便是晶片的体积的增大和晶片数量的减少 云母晶片长大过程 云母片之间的搭接 氟金云母片之间的搭接伴随在云母片的长大过程中，决定了微晶玻璃较玻璃优越的切削性能。云母片之间的搭接，使晶片互相交叉，形成支撑框架。晶片搭接受形核数量，晶片生长速度，温度和保温时间的影响。温度对其的影响体现在形核数量和晶片生长速度上。形核数量越多，晶片之间搭接越密集 。分析认为随着保温时间的延长和保温温度的升高，晶片之间的搭接程度会减弱，这样也会在力学性能上对表现为强度的降低 云母片之间的搭接 图为700℃保温1小时 试样的SEM照片和保温1小时800℃试样的SEM照片，明显可以看出后者的晶片之间的搭接程度小于前者 微晶玻璃的力学性能 微晶玻璃的强度指标采用三点弯曲形式测定。抗弯强度σbb利用下式测出： σbb＝3pl/2bh2 上图显示，随着保温时间的增加，试样的强度逐步的升高，分析认为，出现这样现象原因在于随着保温时间的增加，试样内部的裂纹在逐步的愈合，在整体性能上会促使试样的力学性能的增加。