玻璃陶瓷三種合成方法

2014-09-16 來源：好玻璃網(wǎng)

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【中玻網(wǎng)】玻璃陶瓷的合成方法:有熔融法、燒結法和溶膠-凝膠法。
　　
　　熔融法:玻璃陶瓷的合成較早使用的就是熔融法，現(xiàn)在仍然廣泛使用，其工藝過程為：將各種原料及添加劑混合均勻制成混合料，于高溫下熔融，均化后將玻璃熔體成型，經(jīng)退火后在一定溫度下進行核化和晶化，以獲得晶粒細小均勻且整體析晶的陶瓷玻璃制品。

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　　熔融法的非常大特點是可沿用任何一種玻璃的成型方法來成型制品，如壓制、壓延、吹制、拉制、澆鑄等；與通常的陶瓷成型工藝相比，適合合成形狀復雜、尺寸準確的制品，便于機械化、自動化生產(chǎn)；制品致組成均勻，無氣孔。但該法熔制溫度較高，而且獲得的玻璃陶瓷晶相的數(shù)量取決于基質(zhì)玻璃的整體析晶能力和熱處理過程。
　　
　　燒結法:傳統(tǒng)的熔融法合成玻璃陶瓷存在一定的局限性，如玻璃熔制溫度偏高，熱處理時間長，而燒結法則能克服這些缺點。燒結法合成玻璃陶瓷的基本工藝流程為：配料一熔制一水淬一粉碎一過篩一成型一燒結一加工。將玻璃熔體水淬、磨細后得到玻璃粉末，篩分分級后將玻璃粉末制成生坯；再在一定的溫度下燒結，隨爐冷卻得到樣品。
　　
　　燒結法的特點是基礎玻璃的熔融溫度比熔融法低，熔融時間短；由于玻璃粉末具有較高的比表面積，比熔融法制得的玻璃更易析晶，不必使用核化劑。另外，燒結法合成玻璃陶瓷無需經(jīng)過玻璃形成階段，因此適于合成較高溫熔制的玻璃以及難以形成玻璃的玻璃陶瓷，如高溫玻璃陶瓷。但相對于熔融法來說，燒結法合成的玻璃陶瓷易產(chǎn)生氣泡。目前燒結法研究較多的有堇青石、頑輝石和鋰鋁硅系玻璃陶瓷。
　　
　　溶膠．凝膠法:溶膠一凝膠技術是低溫合成材料的一種新工藝，它較早是用來合成玻璃的，但較近十多年來，一直是玻璃陶瓷等先進材料合成技術研究的熱點。其原理是將組成元素的金屬無機或農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系化合物作為先驅(qū)體，經(jīng)過水解形成凝膠，這些凝膠經(jīng)過烘干成為玻璃粉末并成型，再在較低溫度下進行燒結，形成玻璃陶瓷。
　　
　　同熔融法和燒結法相比，其優(yōu)點為：在材料合成的初期就進行控制，材料的均勻性可以達到納米級甚至分子級水平，因此可獲得均質(zhì)高純材料；該法合成溫度比傳統(tǒng)方法大為降低，能有效防止某些組分揮發(fā)并減少污染，可合成出成分嚴格符合設計要求的玻璃陶瓷；可擴展基質(zhì)玻璃的組成范圍，合成傳統(tǒng)方法無法獲得的或不能形成玻璃的系統(tǒng)，合成具有高液相組成的玻璃陶瓷以及具有高溫、高度、高韌性等特殊性能的高新技術材料；較容易合成包含高度分散的較細小第二相粒子的復相材料，甚至合成出一維第二相(晶須)復相材料。缺點是成本高、周期長；凝膠在燒結過程中收縮非常大，制品易變形。

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