玻璃显微结构熔化成熔体样品分析显微镜
玻璃材料显微结构分析
在高温条件下物料熔化成熔体经快速冷却成型,再作适当热处理所得
到的材料,称为玻璃材料。各种无定形的块体及制品、纤维等非晶态玻璃
制品和微晶玻璃,均属玻璃材料。结晶颗粒较粗的熔融结晶无机材料不属
于玻璃材料范畴。随科学技术的发展,用气相沉积、溶胶凝胶等方法亦可
制成玻璃材料,但这些方法的技术复杂、条件苛刻、成本昂贵,而生产量
却很少,只有在特殊情况下才被采用。显微结构分析仍以熔融型玻璃材料
为主要对象。
玻璃材料的品种和化学组成复杂多样,制造工艺及生产条件亦差异较
大,无法逐一讨论,使用面广的钠钙硅酸盐系统玻璃
制品和部分硅酸盐微晶玻璃为主线,讨论其显微结构,其他系统玻璃显微
结构可以此类推。
显微结构分析在玻璃材料的科学研究和工业生产中均被广泛地应用,
而且愈来愈显得重要。这里先就有关问题作简单地介绍。
玻璃材料的形成及其缺陷
玻璃材料有显微结构特征及性能显著不同的玻璃制品和微晶玻璃两大
类。显微结构分析内容有所差异,玻璃制品主要是研究玻璃体内的各种缺
陷,而微晶玻璃除研究母体玻璃的各种缺陷外,还要研究在热处理微晶化
过程中母体玻璃显微结构的变化及其规律。
1.玻璃制品的制造
根据需要进行化学组成配方设计,用各种原料和添加剂按配方要求制
成混合料,拌和均匀后在高温熔炉内全部熔化成熔体,经均化、澄清、快
速冷却成型而凝固成非晶态玻璃体,再进行退火处理即得所需制品。
玻璃制品有多个化学组成体系,最常见的是钠钙硅酸盐玻璃,工业原
料主要是石英砂、长石、白云岩、石灰岩、芒硝等天然矿石和纯碱等化工
原料。
2.微晶玻璃的制造
制造微晶玻璃材料有母体玻璃熔制和热处理微晶化两个阶段:母体玻
璃熔制与玻璃制品相似,只是工艺配方不同,在配合料中必须引入晶核剂
,对工业原料要求更严格,除石英砂外,基本上都是化工原料。母体玻璃
制成后再在一定温度制度下进行热处理,使之核化和晶化变成由分布均匀
的细小晶粒组成的微晶玻璃。