《材料显微结构分析》课程教学课件（PPT讲稿）第八章 玻璃材料显微分析

第八章玻璃材料显微分析

❖第八章 玻璃材料显微分析

。概念：物料在高温条件下熔化成熔体快速冷 却成型，再作适当热处理所得到的熔融型无 机材料，称为玻璃材料。 包括各种非晶态无定形的玻璃块体、制品、 纤维、特殊玻璃等所谓玻璃制品和微晶玻璃 材料

❖ 概念：物料在高温条件下熔化成熔体,快速冷 却成型，再作适当热处理所得到的熔融型无 机材 料，称为玻璃材料。 ❖ 包括各种非晶态无定形的玻璃块体、制品、 纤维、特殊玻璃等所谓玻璃制品和微晶玻璃 材料

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。因此 , 显微结构分析的研究仍然以熔融型玻璃材料 为主要对象。 本章以生产量大、品种较多、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，讨论玻璃材料显微结构的有关问 题，其他系统玻璃显微结构分析的方法和内 容相同，只是具体物相不同，可以此类推

❖ 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。因此， 显微结构分析的研究仍然以熔融型玻璃材料 为主要对象。 ❖ 本章以生产量大、品种较多、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，讨论玻璃材料显微结构的有关问 题，其他系统玻璃显微结构分析的方法和内 容相同，只是具体物相不同，可以此类推

第一节概述 。1玻璃材料的形成及其缺陷 玻璃材料有玻璃制品和微晶玻璃两类 这两类玻璃材料的显微结构分折的内容、方 法和解决的问题亦有较大的差异。玻璃制品 显微分析的主要对象是玻璃体内的各种缺陷 而对微晶玻璃除研究母体玻璃的各种缺陷外 主要是研究母体玻璃在热处理微晶化过程中 显微结构相结晶相的变化及其规律

❖第一节 概述 ❖ 1 玻璃材料的形成及其缺陷 ❖ 玻璃材料有玻璃制品和微晶玻璃两类， 这两类玻璃材料的显微结构分折的内容、方 法和解决的问题亦有较大的差异。玻璃制品 显微分析的主要对象是玻璃体内的各种缺陷， 而对微晶玻璃除研究母体玻璃的各种缺 陷外， 主要是研究母体玻璃在热处理微晶化过程中 显微结构相结晶相的变化及其规律

1.1玻璃制品的制造 玻璃制品一般是根据需要进行化学组成配方 设计，再按配方要求用各种原料并引入适当 添加剂制成混合料，拌和均匀后在高温熔炉 内使之全部熔化成高温熔体，经均化、澄清、 快速冷却成型而凝固成非晶态玻璃体，最后 进行退火处理即得所需的玻璃制品。 制造钠钙硅酸盐玻璃的工业原料，主要是石 英砂、长石、白云岩、石灰岩石和纯减等化 工原料

❖ 1.1玻璃制品的制造 ❖ 玻璃制品一般是根据需要进行化学组成配方 设计，再按配方要求用各种原料并引入适当 添加剂制成混合料，拌和均匀后在高温熔炉 内使之全部熔化成高温熔体，经均化、澄清、 快速冷却成型而凝固成非晶态玻璃体，最后 进行退火处理即得所需的玻璃制品。 ❖ 制造钠钙硅酸盐玻璃的工业原料，主要是石 英砂、长石、白云岩、石灰岩石和纯减等化 工原料

1.2.微晶玻璃的制造 ·制造微晶玻璃材料有母体玻璃的熔制和热处 理微晶化两个阶段。 ~(1)微晶玻璃的母体玻璃是用与制造玻璃制品 相似的工艺制成的，只是工艺配方不同而且 对工业原料的要求更严格。工业原料除石英 砂外，基本上都是化工原料，还要引入适量 的矿化剂和晶核剂

❖ 1.2．微晶玻璃的制造 ❖ 制造微晶玻璃材料有母体玻璃的熔制和热处 理微晶化两个阶段。 ❖ (1)微晶玻璃的母体玻璃是用与制造玻璃制品 相似的工艺制成的，只是工艺配方不同而且 对工业原料的要求更严格。工业原料除石英 砂外，基本上都是化工原料，还要引入适量 的 矿化剂和晶核剂

(2)母体玻璃制成后，经必要的加工处理，如 研磨、抛光、光照等，再在一定温度制度下 进行所谓”热处理”，使母体玻璃发生核化 和晶化，最后变成由分布均匀的细小晶粒组 成的材料即成为微晶玻璃材料

❖ (2)母体玻璃制成后，经必要的加工处理，如 研磨、抛光、光照等，再在一定温度制度下 进行所谓”热处理”，使母体玻璃发生核化 和晶化，最后变成由分布均匀的细小晶粒组 成的材料即成为微晶玻璃材料

2.玻璃体内的缺陷 玻璃材料（包括微晶玻璃的母体玻璃）应该是质 地均匀，绝大多数是无色、透明、美观和非 晶质的无定形材料，如果在制造过程的某环 节出现问题，在玻璃体内就会出现某种与之 相应的缺陷。 必 玻璃体内的缺陷：玻璃体内所含的影响玻璃 制品的美观和均一性的夹杂物

❖ 2. 玻璃体内的缺陷 ❖ 玻璃材料(包括微晶玻璃的母体玻璃)应该是质 地均匀，绝大多数是无色、透明、美观和非 晶质的无定形材料，如果在制造过程的某环 节出现问题，在玻璃体内就会出现某种与之 相应的缺陷。 ❖ 玻璃体内的缺陷：玻璃体内所含的影响玻璃 制品的美观和均一性的夹杂物

缺陷的出现不仅影响玻璃制品的美观和光学 均一性，还降低制品的机械强度、热稳定性 及使用价值，有时甚至成为废品。在玻璃体 内常见的缺陷可以分为结晶质、非晶质和形 态缺陷等三大类。 (1)结晶质缺陷：玻璃体内含有结晶质夹杂物 所构成的结晶质缺陷，称为玻璃结石。根据 结晶质夹杂物的来源和成因，玻确结石可分 为粉料结石、耐火材料结石（简称为耐材结石） 和析晶结石三类

❖ 缺陷的出现不仅影响玻璃制品的美观和光学 均一性，还降低制品的机械强度、 热稳定性 及使用价值，有时甚至成为废品。在玻璃体 内常见的缺陷可以分为结晶质、非晶质和形 态缺陷等三大类。 ❖ (1)结晶质缺陷：玻璃体内含有结晶质夹杂物 所构成的结晶质缺陷，称为玻璃结石。根据 结晶质夹杂物的来源和成因，玻确结石可分 为粉料结石、耐火材料结石(简称为耐材结石) 和析晶结石三类

(2)非晶质缺陷 玻璃体内非晶质夹杂物所构成的缺陷。主要 有：气态夹杂物构成的气泡，局部玻璃状杂 质物构成的玻筋、玻璃条纹和团粒状的玻确 泡（或称为玻璃瘤）等三种。 ÷此外，玻璃体内还会出现组成分相（称玻璃分 相)和不均匀的内应力等，这些亦可视为均匀 玻璃体的非晶质缺陷

❖ (2)非晶质缺陷 ❖ 玻璃体内非晶质夹杂物所构成的缺陷。主要 有：气态夹杂物构成的气泡，局部玻璃状杂 质物构成的玻筋、玻璃条纹和团粒状的玻确 泡(或称为玻璃瘤)等三种。 ❖ 此外，玻璃体内还会出现组成分相(称玻璃分 相)和不均匀的内应力等，这些亦可视为均匀 玻璃体的非晶质缺陷