玻璃陶瓷三種合成方法

【中玻網(wǎng)】玻璃陶瓷的合成方法:有熔融法、燒結(jié)法和溶膠-凝膠法。
　　
　　熔融法:玻璃陶瓷的合成較早使用的就是熔融法，現(xiàn)在仍然廣泛使用，其工藝過(guò)程為：將各種原料及添加劑混合均勻制成混合料，于高溫下熔融，均化后將玻璃熔體成型，經(jīng)退火后在一定溫度下進(jìn)行核化和晶化，以獲得晶粒細(xì)小均勻且整體析晶的陶瓷玻璃制品。

　　熔融法的非常大特點(diǎn)是可沿用任何一種玻璃的成型方法來(lái)成型制品，如壓制、壓延、吹制、拉制、澆鑄等；與通常的陶瓷成型工藝相比，適合合成形狀復(fù)雜、尺寸準(zhǔn)確的制品，便于機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)；制品致組成均勻，無(wú)氣孔。但該法熔制溫度較高，而且獲得的玻璃陶瓷晶相的數(shù)量取決于基質(zhì)玻璃的整體析晶能力和熱處理過(guò)程。
　　
　　燒結(jié)法:傳統(tǒng)的熔融法合成玻璃陶瓷存在一定的局限性，如玻璃熔制溫度偏高，熱處理時(shí)間長(zhǎng)，而燒結(jié)法則能克服這些缺點(diǎn)。燒結(jié)法合成玻璃陶瓷的基本工藝流程為：配料一熔制一水淬一粉碎一過(guò)篩一成型一燒結(jié)一加工。將玻璃熔體水淬、磨細(xì)后得到玻璃粉末，篩分分級(jí)后將玻璃粉末制成生坯；再在一定的溫度下燒結(jié)，隨爐冷卻得到樣品。
　　
　　燒結(jié)法的特點(diǎn)是基礎(chǔ)玻璃的熔融溫度比熔融法低，熔融時(shí)間短；由于玻璃粉末具有較高的比表面積，比熔融法制得的玻璃更易析晶，不必使用核化劑。另外，燒結(jié)法合成玻璃陶瓷無(wú)需經(jīng)過(guò)玻璃形成階段，因此適于合成較高溫熔制的玻璃以及難以形成玻璃的玻璃陶瓷，如高溫玻璃陶瓷。但相對(duì)于熔融法來(lái)說(shuō)，燒結(jié)法合成的玻璃陶瓷易產(chǎn)生氣泡。目前燒結(jié)法研究較多的有堇青石、頑輝石和鋰鋁硅系玻璃陶瓷。
　　
　　溶膠．凝膠法:溶膠一凝膠技術(shù)是低溫合成材料的一種新工藝，它較早是用來(lái)合成玻璃的，但較近十多年來(lái)，一直是玻璃陶瓷等先進(jìn)材料合成技術(shù)研究的熱點(diǎn)。其原理是將組成元素的金屬無(wú)機(jī)或農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系化合物作為先驅(qū)體，經(jīng)過(guò)水解形成凝膠，這些凝膠經(jīng)過(guò)烘干成為玻璃粉末并成型，再在較低溫度下進(jìn)行燒結(jié)，形成玻璃陶瓷。
　　
　　同熔融法和燒結(jié)法相比，其優(yōu)點(diǎn)為：在材料合成的初期就進(jìn)行控制，材料的均勻性可以達(dá)到納米級(jí)甚至分子級(jí)水平，因此可獲得均質(zhì)高純材料；該法合成溫度比傳統(tǒng)方法大為降低，能有效防止某些組分揮發(fā)并減少污染，可合成出成分嚴(yán)格符合設(shè)計(jì)要求的玻璃陶瓷；可擴(kuò)展基質(zhì)玻璃的組成范圍，合成傳統(tǒng)方法無(wú)法獲得的或不能形成玻璃的系統(tǒng)，合成具有高液相組成的玻璃陶瓷以及具有高溫、高度、高韌性等特殊性能的高新技術(shù)材料；較容易合成包含高度分散的較細(xì)小第二相粒子的復(fù)相材料，甚至合成出一維第二相(晶須)復(fù)相材料。缺點(diǎn)是成本高、周期長(zhǎng)；凝膠在燒結(jié)過(guò)程中收縮非常大，制品易變形。