近几年,CaO-Al₂O₃-SiO₂系统微晶玻璃作为装饰建筑材料在国内外得到了广泛的应用。作为一种新型材料,对CaO-Al₂O₃-SiO₂系统微晶玻璃的研究很多,其中对微晶玻璃的析晶过程、热处理制度以及产品的性能的研究较深入。 本课题以CaO-Al₂O₃-SiO₂系统微晶玻璃为研究对象,利用烧结法制备微晶玻璃,在组分不变的前提下,优化了CaO-Al₂O₃-SiO₂系统微晶玻璃的热处理制度;研究了CaO-Al₂O₃-SiO₂系统微晶玻璃表面析晶机理;并研究了析晶过程中温度、时间、玻璃颗粒粒度对微晶玻璃析晶的影响。 实验利用DTA、XRD数据确定了热处理制度中的最佳成核温度,最佳晶化温度,最佳晶化时间,以及各温度段的升温速率;利用Kissinger方程计算出了析晶活化能,并运用长方体块状试样计算了在960℃保温时,各时间的析晶速率;利用高温显微镜分析了微晶玻璃的整个烧结过程,并根据实验数据,得到了表面析晶过程的析晶趋势;并利用SEM、XRD测试手段,主要通过分析晶体的尺寸、分布、含量等参数,研究了晶化保温时间、颗粒粒度、成核温度段升温速率对表面析晶的影响。 实验结果表明,CaO-Al₂O₃-SiO₂系统微晶玻璃的最佳热处理制度为:20℃—750℃升温速率为5℃/min,750℃—918℃的升温速率为2℃/min,918℃处保温4h,918℃—1120℃的升温速率为4℃/min,1120℃保温2小时,再随炉降温。CaO-Al₂O₃-SiO₂系统微晶玻璃中的晶体为β—硅灰石。表面析晶是晶体从样品的表面或界面处成核、晶体沿垂直于晶体表面方向生长;颗粒表面的杂质、气泡、微裂纹等各种缺陷提供了成核位,或者因玻璃颗粒界面烧结而降低了成核活化能。在颗粒粒度变小时,晶体数目增大;随着晶化时间的增大,晶体是逐渐由颗粒状转变呈细针状,再长大为短柱状。