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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。
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。
2024-08-06
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