微晶玻璃的制備方法主要歸結起來有熔融法、燒結法和溶膠-凝膠法三類,其中利用粉煤灰制備微晶玻璃主要采用熔融法和燒結法。溶膠-凝膠法主要用于功能材料、非線性光學材料等領域應用的微晶玻璃的制備,以嚴格控制其成分及各組分的均勻性,不適用于粉煤灰微晶玻璃的制備。
1熔融法
熔融法制備粉煤灰微晶玻璃的工藝過程為:將粉煤灰、輔料與適量晶核劑充分混勻,然后在高溫下熔融,澄清、均化后將玻璃熔體成型,經(jīng)退火后在一定溫度下核化和晶化,獲得微晶玻璃。核化與晶化是微晶玻璃制備的關鍵,熱處理過程中,一般先形核然后發(fā)生晶體長大;但是對于特定的微晶玻璃體系,也可在一定溫度下同時發(fā)生核化和晶化過程。熔融法的玻璃熔體成型可沿用傳統(tǒng)玻璃生產(chǎn)工藝,如壓延、壓制、吹制、拉制、澆注等,容易獲得各類異型制品,且成品率高、質量穩(wěn)定、無氣孔等缺陷,適合自動化的生產(chǎn)。但其玻璃熔制溫度高、能耗大且熱處理制度難以有效控制。
2燒結法
燒結法是陶瓷材料的主要制備工藝,近些年在微晶玻璃的制備中逐漸引起了研究人員的極大關注,是具有較多優(yōu)點的制備方法,有機融合了玻璃、陶瓷和天然石材加工工藝。熱處理過程中,玻璃顆粒存在燒結和析晶兩個趨勢,一般是先產(chǎn)生液相發(fā)生燒結行為,然后從界面開始析晶直至整體析晶,從而獲得微晶玻璃。燒結法可以通過界面和表面形核、晶化形成微晶玻璃,因此不用添加晶核劑,原料成本降低;其次,燒結法對玻璃熔體的均勻度要求較低,故所需熔制溫度降低、熔制時間縮短,能耗降低;第三,其晶相和玻璃相的調(diào)控比較容易控制。但是,燒結法很難制備異型制品且不可避免的會存在氣孔,常用于建筑微晶玻璃板材的生產(chǎn)。
應用
粉煤灰微晶玻璃廣泛用于建材領域,是新型的高檔綠色建材。與大理石、花崗石等天然石材相比,微晶玻璃具有更高的機械強度、更好的耐腐蝕性能、優(yōu)異的耐候性、柔軟的色澤及清晰的紋理結構,裝飾效果與實用功能并重,被認為是天然石材的理想替代品。微晶玻璃可用于大型公用建筑的內(nèi)外墻貼面、屋頂墻面裝飾,不退色、耐腐蝕、不吸水,極具裝飾效果;用作建筑地板磚,具有美觀耐磨的功能。除此之外,還可用作廚衛(wèi)臺面板、大廳柜臺面等。普通的微晶玻璃密度較大且價格昂貴,因而粉煤灰微晶玻璃在建筑材料領域的應用受到了極大的關注。
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