什么是玻璃陶瓷？

玻璃陶瓷材料最早是在康宁玻璃亚博网站下载工厂开发的，并共享母玻璃材料和多晶材料的特性。在这篇文章中，我们看看它们与玻璃材料的区别，它们是如何生产的，一些典型的成分和它们的应用。亚博网站下载

玻璃材料亚博网站下载

当我们想到玻璃材料时，我们倾向于在建筑物，房屋亚博网站下载和运输中思考窗户。虽然这是真的，但存在许多不同种类的眼镜，具有不同的组合物。

玻璃材料通常亚博网站下载是透明的，而且很脆(未经热处理时)。透明是玻璃结构中缺乏晶界和气孔的结果。这种晶界的缺乏也导致了脆性，因为裂纹可以不受阻碍地扩展。

来源:Think Stock

玻璃的另一个特点是其结构上没有顺序，即原子和分子是随机排列的。这可以在x射线衍射(XRD)分析中得到证明，其中玻璃将显示没有明确定义的峰。另一方面，晶体材料显示其结构的顺序，通常会产生明确的峰，当用XRD分析时。

它们的结构中缺乏结晶度导致它们被称为无定形或玻璃状。

玻璃陶瓷材料亚博网站下载

玻璃陶瓷材料具有与玻璃相同的亚博网站下载化学成分，但与玻璃不同的是，它们通常是95-98%的晶体，只有一小部分是玻璃状的。晶体本身通常非常小，小于1µm，通常大小非常均匀。此外，由于它们的结晶性和晶界的网状结构，它们不再是透明的。

玻璃陶瓷材料的性质亚博网站下载

玻璃陶瓷材料的典型特点是:亚博网站下载

• 高强度
• 高抗冲击性
• 低效率的热膨胀，有时甚至是负膨胀的负效率
• 良好的抗热震性能
• 一系列光学性质，从半透明到不透明和有时opaleshame。

生产玻璃陶瓷材料亚博网站下载

使用适用于玻璃组分的相同方法形成玻璃陶瓷组分。将它们从玻璃质玻璃材料转换成晶体玻璃陶瓷材料，它们必须热处理或透过。

在冷却或在使用期间，缺失可以自发发生，但最常见的是生产玻璃陶瓷。它涉及将形成的玻璃产品加热至足够高的温度以刺激整个玻璃中核心成核的。然后增加温度，诱导细胞核的生长，结晶剩余的玻璃。

成核需要一定数量的原子聚集形成原子核。当核达到临界尺寸时，就发生成核。在许多玻璃成分中，由于材料是硅基的，并且高度粘稠，使得所需的原子很难聚集在一起，这一事实阻碍了成核。晶体组成也可能是复杂的，使成核困难。这些因素有助于玻璃的形成和冷却而不结晶。

必须仔细控制透透热处理以确保形成最大核数，并且这些细胞核生长成均匀的细晶体结构。为了在整个结构中获得高浓度的核，通常将成核剂添加到玻璃组合物中。

成核剂

最常见的成核剂是TiO₂和ZrO.₂．用于成核剂的亚博网站下载其他材料包括p₂O._5.，铂族基团和贵金属和一些氟化物。

玻璃陶瓷组合物

虽然存在许多不同的玻璃陶瓷成分，但有3个主要家族:

• 锂、铝和硅氧化物的混合物₂o-al.₂O._3.-SiO₂），其他玻璃形成剂（例如Na₂行₂o和cao）。
• Mas - 镁，铝和氧化硅的混合物（MgO-al₂O._3.-SiO₂）玻璃成型剂
• 锌、铝和硅氧化物(ZnO- Al)的混合物₂O._3.-SiO₂）玻璃成型剂

玻璃陶瓷的应用

玻璃陶瓷的一些应用包括:

• 放射线 - 由康宁9606制成（2Mgo.2 al₂O._3.，堇青石系统）
• 炊具，烤具和炊具-由康宁9608 (ß-锂辉石系统)
• 望远镜 - 由欧文斯 - 伊利诺伊州Cer-Vit（ß-石英系统）制成
• 绝缘体 - 由一般电动re-x制成（李₂o.2sio.₂系统)
• 生物材料生物活性玻璃 - 生物胶45s5（46亚博网站下载.1摩尔％SIO₂， 26.9 mol% CaO, 24.4 mol% Na₂o和2.5 mol％p₂O._5.）已获得FDA批准，并且该组合物的许多不同的变化导致了。
• 工程部件 - 由麦克，可加工的玻璃陶瓷制成

参考文献

• 玻璃、陶瓷和玻璃陶瓷的定义是什么?——IWT全球
• 陶瓷介绍，第二版，王，W.D，Bowen H.K.和Uhlmann D.R.，John Wiley＆Sons，1976年。
• 工程材料亚博老虎机网登录的科学与设计，Schaffer J.P et al, Richard亚博网站下载 D. Irwin Inc, 1995
• 现代陶瓷工程，Richardson D.W.，Marcel Dekker Inc.，1992年。