【正文】 各種不同類型、性能優(yōu)良的微晶玻璃〔目前，已用來(lái)開(kāi)發(fā)微晶玻璃的工業(yè)廢渣種類很多，如高爐礦渣、黃磷渣、粉煤灰、赤泥、鉻渣、鋼渣等等，這些研究所取得的進(jìn)步為我們提供了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論基礎(chǔ)，為進(jìn)一步拓寬研究領(lǐng)域、加深理論研究奠定了基礎(chǔ)。工業(yè)廢渣的排放量大面廣，目前國(guó)內(nèi)只有少部分廢渣用來(lái)作為路基、水泥以及一些較低附加值的建材行業(yè)中的摻料外，大部分都露天堆放，這不僅占用了土地，而且更容易造成粉塵污染、泥石流、河道淤塞，更甚者會(huì)帶來(lái)磷、氟、重金屬等有害溶出物污染水體，危害環(huán)境，給人類的生活和生產(chǎn)造成極大的 危害。本文的研究重點(diǎn)是有效利用工業(yè)廢渣資源作為主要原料制備微晶玻璃，這對(duì)于環(huán)境保護(hù)和二次資源再利用有著很重要的現(xiàn)實(shí)意義。因其特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外又稱之為微晶大理石、玻璃陶瓷 (Glassceramic)等。 微晶玻璃是由基礎(chǔ)玻璃經(jīng)控制晶化行為而制成的微晶體和玻璃相均勻分布的新型無(wú)機(jī)非金屬材料。隨著煤氣，物價(jià)的上升，飲食行業(yè)的成本驟增，以及人們對(duì)無(wú)明火烹飪的理解，家庭電磁爐用戶的增加。 目前廣泛應(yīng)用到電磁爐的爐灶上，凹型微晶玻璃即是指形狀呈凹型，類似鍋的現(xiàn)狀的微晶玻璃。 （ 2） 氧氮微晶玻璃 ： 不需輻射或加入晶核可直接整體微晶化，降低氮 化硅晶體的燒結(jié)溫度且保持高強(qiáng)度的 β－ 氮化硅結(jié)構(gòu)。其方法主要用于 PbTiO BaTiO SrTONaNbO LiTiO Pb(Zr,Ti)O3 等鐵電微晶玻璃，這類材料在功能材料、結(jié)構(gòu)材料、非線性光學(xué)領(lǐng)域展示了重要的應(yīng)用前景和科研價(jià)值。溶膠 — 凝膠法的主要優(yōu)點(diǎn)是 [28,29]： (1)制備溫度遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的玻璃熔制溫度，實(shí)現(xiàn)玻璃的低溫制備，避免了某些組分揮發(fā)、侵蝕容器，并減少污染； (2)組成完全可以按照原始配料計(jì)量準(zhǔn)確，在分子水平上直接獲得均勻材料； (3)組成范圍可擴(kuò)展至有機(jī)聚合物和無(wú)機(jī)物的結(jié)合，傳統(tǒng)方法無(wú)法制備的材料可以利用此方法制備。 溶膠 — 凝膠法 溶膠 — 凝膠法技術(shù)，近幾年在制備玻璃與陶瓷等先進(jìn)材料領(lǐng)域中，出現(xiàn)了異?；钴S的新局面。相對(duì)于熔融法而言，燒結(jié)法的致命缺點(diǎn)是產(chǎn)品中存在氣孔，導(dǎo)致出現(xiàn)大量不合格品。但用燒結(jié)法制備微晶玻璃對(duì)基礎(chǔ)玻璃有一定的要求， [19]認(rèn)為：只有在較低的粘度下，具有較慢的表面析晶速率的玻璃才適用于燒結(jié)法制備微晶玻璃。 燒結(jié)法 用燒結(jié)法生產(chǎn)微晶玻璃是二十世紀(jì)六十年代由 ，并于上世紀(jì) 70 年代在日本工業(yè)化 [17]。但也存在一些弊端： (1)熔制溫度高，通常在 1400℃～1600℃，能耗過(guò)大。根據(jù)各類微晶玻璃的特點(diǎn)，可將熱處理制度可分為兩類：階梯溫度制度和等溫溫度制度，示意圖如圖 11 所示。其工藝流程為：將微晶玻璃配合料于 1300℃～ 1500℃高溫下熔制、均化一定時(shí)間后，將玻璃成型為所需形狀的產(chǎn)品，經(jīng)退火后在一定溫度下進(jìn)行熱處理，以獲得晶粒細(xì)小、結(jié)構(gòu)均勻致密的微晶玻璃制品。對(duì)于尾礦廢渣微晶玻璃而言，其制備技術(shù)以前兩 者為主。它們析出的主晶相均為層狀硅酸鹽結(jié)構(gòu)的含氟云母，其最大特點(diǎn)石具有極大的柔韌性和可切削性。 SiO2)。 (4)具有流變性的 ZnOAl2O3SiO2系統(tǒng) 該系統(tǒng)由于具有流變性而通常被用于特殊的涂層和焊接工藝。 (3)高機(jī)械性能的 Li2OZnO(Al2O3)SiO2系統(tǒng) 該系統(tǒng)具有很高的機(jī)械強(qiáng)度，通常可達(dá)到 300～ 400MPa，其主晶相多為鋅尖晶石 (ZnO 2A12O3 (2)高電性能的 MgOA12O3SiO2系統(tǒng) MgOA12O3SiO2 系統(tǒng)由于可以完全沒(méi)有堿金屬離子，從而可以獲得優(yōu)異的電學(xué)性能，包括低介電損耗和高電阻率。 微晶玻璃的系統(tǒng)和性能 具有代表性的微晶玻璃系統(tǒng)及性能微晶玻璃具有很寬的組成范圍。 如玻璃相較少時(shí)，玻璃相分散在晶體網(wǎng)架之間，呈連續(xù)網(wǎng)狀。兩者的分布狀況隨其比例而變化。復(fù)鏈及多鏈硅酸鹽具有較高的聚合度及穩(wěn)定性，所以基于復(fù)鏈及多鏈硅酸鹽的微晶玻璃具有較高的強(qiáng)度和韌性。這類材料中，用玄武巖、火山灰及礦渣制成的以輝石及類輝石為主晶相的微晶玻璃得到了廣泛研究。以氟云母為主晶相的微晶玻璃，則具有可切削性和高絕緣性。微晶玻璃中出現(xiàn)的這類硅酸鹽晶體大致包括：硅酸鏗 (Li2Si2O5)、氟云母等。2Li2O 系統(tǒng)的微晶玻璃的主晶相為荃青石，因而這類材料具有高的耐火度、抗熱震性、強(qiáng)度和絕緣性。鏗輝石是從 p 石英固溶體轉(zhuǎn)變而來(lái)，由于鏗輝石晶體本身具有顯著的熱膨脹各向異性的特點(diǎn)，因此以它為主晶相的微晶玻璃抗熱震阻力高，尺寸穩(wěn)定性好，基于 SiO2A12O32Li2O 系統(tǒng)的微晶玻璃，由于其主晶相為 p 石英及鏗輝石，因而具有極低的熱膨脹系數(shù)?；?SiO2通常按基礎(chǔ)玻璃的組成分為硅酸鹽系統(tǒng)、鋁硅酸鹽系統(tǒng)、硼硅酸鹽系統(tǒng)、硼酸鹽系統(tǒng)、磷酸鹽系統(tǒng)等；按所用原料分為技術(shù)微晶玻璃 (用一般的玻璃原料 )和礦渣微晶玻璃 (用工業(yè)廢渣等原料 )；按微晶化機(jī)理可分為光敏微晶玻璃和熱敏微晶玻璃；還有很多種分類方式，下面我們主要介紹按結(jié)構(gòu)分類的微晶玻璃的種類及特點(diǎn)。微晶玻璃由于具有良好 的力學(xué)、化學(xué)及機(jī)械性能，利用鋼鐵廢渣制備性能優(yōu)良的微晶玻璃對(duì)于提高鋼鐵廢渣的利用率和附加值，減輕環(huán)境污染具有重要的意義。如回收鐵用于制備鋼材會(huì)降低鋼材的質(zhì)量，并且鋼渣用量低；用于生產(chǎn)水泥或鋪路，則技術(shù)含量、附加值低 。傳統(tǒng)的鋼渣回收方法主要有 [13]： 1)作為冶金原料，如回收鐵； 2)用于建筑材料，如生產(chǎn)水泥或用于鋪路； 3)用于農(nóng)業(yè)，如生產(chǎn)磷肥。 鋼鐵工業(yè)是一個(gè)國(guó)家工業(yè)化發(fā)展的衡量指標(biāo)，我國(guó)鋼鐵產(chǎn)量逐年增長(zhǎng)，鋼鐵工業(yè)中所排放的廢渣也隨之日益增加。 微晶玻璃具有原料來(lái)源廣、制備工藝簡(jiǎn)單、可與金屬焊接等諸多優(yōu)點(diǎn) [2]，可作為結(jié)構(gòu)材料、光學(xué)材料、電學(xué)材料、建筑裝飾材料等，廣泛應(yīng)用于建筑、工業(yè)、國(guó)防以及生活等各個(gè)領(lǐng)域。目前對(duì)此系 統(tǒng)玻璃的燒結(jié)行為已有過(guò)一些報(bào)導(dǎo) , 但尚無(wú)人從理論上對(duì)該系統(tǒng)的燒結(jié)與晶化的關(guān)系作深入的研究。CaOAl2O3SiO2 系燒結(jié)微晶玻璃主要用于生產(chǎn)一種新型高檔建筑材料 , 其生產(chǎn)工藝過(guò)程包括原料稱量、混合、熔化、水淬、裝模、燒結(jié)與晶化、以及表面研磨等。 微晶玻璃是一類特殊的材料 , 它集中了玻璃與陶瓷的特點(diǎn) , 具有一系列優(yōu)良的性能。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 ： 四種不同熱處理工藝的比較，最后得到第二種處理方法得到的礦渣微晶玻璃的性能及顯微結(jié)構(gòu)是最好的，主晶相為輝石 相，得到的晶粒為球狀晶，晶粒細(xì)小，為納米級(jí)；晶化程度高，晶粒分布均勻。 本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 4 種不同的熱處理工藝，通過(guò)對(duì) 4 種不同工藝的熱分析（ DSC），物相分析（ XRD），抗彎強(qiáng)度，掃描電鏡（ SEM），耐酸，堿腐蝕性，和密度。 XX科技大學(xué) 本科生畢業(yè) 論文 題 目： 礦渣微晶玻璃熱工藝處理的研究 學(xué)生姓名： XXX 學(xué) 號(hào)： 專 業(yè)： 應(yīng)用物理 班 級(jí)： XX 班 指導(dǎo)教師： XXX 教授XX 科技大學(xué) 畢 業(yè) 論文 I 摘 要 本文是對(duì)礦渣微晶玻璃的發(fā)展歷史，制備技術(shù)及其應(yīng)用作了較系統(tǒng)的綜述。通過(guò)以稀選尾礦和粉煤灰為主要原料，添加少量的石英砂、硝酸鉀等化工原料，按 CaOMgOA12O3SiO2系統(tǒng)微晶玻璃，設(shè)計(jì)基礎(chǔ)玻璃組分制備出以輝石為主晶相的微晶玻璃， 利用 X 射線衍射儀 (XRD)、掃描電鏡 (SEM)及 CSS— 88000 電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)等現(xiàn)代測(cè)試手段，對(duì)制備的微晶玻璃試樣物相組成、顯微結(jié)構(gòu)及抗彎強(qiáng)度等性能進(jìn)行研究， 其次通過(guò)實(shí)驗(yàn)摸索探討核化、晶化溫度的熱處理工藝對(duì)制備出的礦渣微晶玻璃物相、形貌組織及性能等的影響。六項(xiàng)性能比較來(lái)研究不同熱處理工藝對(duì)礦渣微晶玻璃性能的影響。 關(guān)鍵詞 ： 不同熱處理 ； 性能比較 XX 科技大學(xué) 畢 業(yè) 論文 II Abstract This article is a history of the development of slag glassceramics, Preparation and Application of made a more systematic review. Tailings through thin and fly ash as main raw material, add a small amount of quartz sand, potassium nitrate and other chemical raw materials, according to CaOMgOA12O3SiO2 system glass, glass design based on ponents is prepared to pyroxene the main phase of the ceramic glass, followed by experimental exploration of nucleation, crystallization temperature of heat treatment on the slag glassceramics prepared by phase, morphology and properties such as impact. The experimental design 4 different heat treatment processes on 4 different thermal analysis (DSC), phase analysis (XRD), bending strength, scanning electron microscopy (SEM), acid and alkali resistance, and density. Performance parison to six different heat treatment on properties of slag glassceramics. Experimental results show that: the four kinds of different heat treatment process, finally get a second treatment method of slag glassceramics properties and microstructure is best, Lord crystalling phase for pyroxene, for the grain size is tiny, crystal ball, grain for the nanoscale, A high degree of crystallization, grain size distribution. Keywords： Different heat treatment； performance parison XX 科技大學(xué) 畢 業(yè) 論文 III 目 錄 摘 要 .............................................................................................................................I Abstract ......................................................................................................................... II 目 錄 ........................................................................................................................ III 第一章 引 言 ............................................................................................................ 1 微晶玻璃 ......................................................................................................... 1 微晶玻璃概述 .......................................................