微晶玻璃的化學(xué)組成分析

  微晶玻璃（CRYSTOE and NEOPARIES）又稱(chēng)微晶玉石或陶瓷玻璃。是綜合玻璃，是一種外國剛剛開(kāi)發(fā)的新型的建筑材料，它的學(xué)名叫做玻璃水晶。

　　微晶玻璃和我們常見(jiàn)的玻璃看起來(lái)大不相同。它具有玻璃和陶瓷的雙重特性，普通玻璃內部的原子排列是沒(méi)有規則的，這也是玻璃易碎的原因之一。而微晶玻璃象陶瓷一樣，由晶體組成，也就是說(shuō)，它的原子排列是有規律的。所以，微晶玻璃比陶瓷的亮度高，比玻璃韌性強。

　　微晶玻璃的化學(xué)組成包括基礎玻璃成分和成核劑兩部分。為了滿(mǎn)足玻璃的形成和工藝要求，基礎玻璃成分一般都含有一定量的SiO2、B2O3、P2O5和以【AlO4】形式存在的Al2O3等玻璃網(wǎng)絡(luò )形成體，以【AlO6】形式存在的Al2O3和ZnO等玻璃網(wǎng)絡(luò )中間體及包括堿金屬與堿土金屬氧化物在內的玻璃網(wǎng)絡(luò )調整體。而為了獲得無(wú)氣泡的基礎玻璃，通常在基礎玻璃組分中引入一定量的澄清劑（如Na2SO4/C、Sb2O3、Na2SiF6等）。
　　此外，為了誘導或促進(jìn)基礎玻璃在熱處理過(guò)程中的晶核形成，促進(jìn)玻璃的整體晶化，通常需要引入成核劑。根據基礎玻璃成分，可將微晶玻璃分為硅酸鹽、鋁硅酸鹽、硼硅酸鹽、硼酸鹽和磷酸五大系統。成核劑可以分成三大類(lèi)：一類(lèi)是Au、Ag、Cu、Pt、Ru等貴金屬鹽類(lèi)物質(zhì)，當這里物質(zhì)與玻璃配合料一起熔融時(shí)，貴金屬元素在高溫時(shí)以離子狀態(tài)存在，而在低溫下則分解還原成貴金屬原子，這些原子經(jīng)過(guò)一定的熱處理將在玻璃結構中形成高度分散的金屬晶體顆粒，從而實(shí)現誘導析晶。另一類(lèi)是陽(yáng)離子電荷高、場(chǎng)強大、積聚作用強的氧化物，如ZrO2、TiO2、P2O5等，這三種物質(zhì)對玻璃的成核作用有所不同。一般認為，ZrO2的成核作用是先從母體玻璃中析出富含鋯氧的微不均勻區，進(jìn)而誘導母體玻璃成核；TiO2的成核作用是先從母體玻璃中析出富含鈦酸鹽相（無(wú)定形態(tài)），在一定條件下，這種液相將轉變成結晶相，進(jìn)而使母體玻璃形成晶核；P2O5與前兩種成核劑的作用機制不同，由于P5+的場(chǎng)強比Si4+大，有加速硅酸鹽玻璃分相的作用，從而促使玻璃核化。ZrO2、TiO2與P2O5是制備微晶玻璃最常用的三種成核劑，除此之外，Cr2O3、Fe2O3等也可作為成核劑使用，但由于它們能使玻璃著(zhù)色，故很少采用。還有一類(lèi)成核劑是氟化鈣（CaF2）、冰晶石（Na2AlF6）、氟硅酸鈉（Na2SiF-6）和氟化鎂（MgF2）等氧化物。一般認為氟的加入起減弱玻璃結構的作用，用F-取代O2-造成硅氧網(wǎng)絡(luò )結構的斷裂，這是氟化物誘導玻璃成核的主要原因。另外，當氟含量大于2%~4%時(shí)，氟化物就會(huì )在冷卻（或熱處理）過(guò)程中從熔體中分離出來(lái)，形成細結晶狀的沉淀物而引起玻璃乳濁（分相），從而促使玻璃成核。