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《論文--透明微晶玻璃的研究現(xiàn)狀及展望》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、透明微晶玻璃的研究現(xiàn)狀及展望學(xué)院：材料科學(xué)與工程學(xué)院班級：無機14-4班人員：透明微晶玻璃的研究現(xiàn)狀及展望摘要摘要透明微晶玻璃是一種具有優(yōu)良熱、力、光及化學(xué)性能的新型功能材料，在國防尖端技術(shù)、微電子技術(shù)和化學(xué)化工等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。介紹了透明微晶玻璃的光學(xué)原理、制備條件、主要組成體系及其制備工藝、應(yīng)用領(lǐng)域，并展望了透明微晶玻璃的發(fā)展前景。透明微晶玻璃是通過對某些特定組成的基礎(chǔ)玻璃在一定溫度下進行受控晶化而得到的一類既含有大量微晶體又含有殘余玻璃相的新型材料。它具有能透可見光、機械強度高、電絕緣性能優(yōu)良、介電常數(shù)
2、穩(wěn)定、耐磨、耐腐蝕，熱膨脹系數(shù)可調(diào)等特性，其性能指標(biāo)優(yōu)于同類玻璃和陶瓷。透明微晶玻璃是通過組成的設(shè)計來獲取特殊的光學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)、磁學(xué)等功能，其優(yōu)異的性能使這種材料在航空航天、電子、機械、化工、激光技術(shù)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，在今后相當(dāng)長的時期內(nèi)將成為材料科學(xué)與工程領(lǐng)域研究的熱點之一。關(guān)鍵詞：透光率;微晶玻璃;光學(xué)原理;玻璃1透明微晶玻璃的研究歷史與現(xiàn)狀微晶玻璃的發(fā)展歷史大致可以分為3個階段:第1階段為20世紀(jì)50年代末期至70年代中期，以低膨脹微晶玻璃的研究為主，并獲得了透明微晶玻璃;第2階段是20世紀(jì)70年代中期到
3、80年代中期，開發(fā)了與金屬類似的具有可切削加工的微晶玻璃;第3個階段是20世紀(jì)80年代中期至今，結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜的多相微晶玻璃得到廣泛研究。對微晶玻璃的嘗試性研究可以追溯到1739年，Reaumur從碳酸鈣一石灰一氧化硅玻璃制得受表面晶化機制所支配的多晶材料，但因材料很脆而未能獲得實際應(yīng)用200多年后，美國康寧公司研制出光敏微晶玻璃，并申請了第1項微晶玻璃專利1925年Tamman對包括無機玻璃在內(nèi)的過冷液體的晶化進行了研究，他認為成核速率與晶體長大速度是影響玻璃結(jié)晶的2個重要因素，選擇最優(yōu)的成核溫度是生產(chǎn)微晶玻璃的重要
4、措施20世紀(jì)50年代，Stookey對微晶玻璃進行了大量的研究，推出了以TiO2為晶核劑的范圍很廣的玻璃組成，發(fā)展了微晶玻璃理論[3],1967年Beall等研究出了一種有效控制析晶的方法，采用這種方法可在硅鋁鏗鎂鋅系統(tǒng)玻璃中析出尺寸小于100nm的價石英固熔體，且所制備的微晶玻璃具有很小的膨脹系數(shù)和很高的光學(xué)透過率。20世紀(jì)70年代，美國通用電器公司制成了氧化憶透明陶瓷[4],氧化憶是立方晶系晶體，具有光學(xué)各向同性的性質(zhì)山于氧化憶陶瓷在寬的頻率范圍內(nèi)尤其是在紅外區(qū)內(nèi)具有很高的光學(xué)透光率，因此這種材料被作為各種檢測窗
5、口同時山于其具有高的耐火度，可用作高溫爐的觀察窗以及高溫環(huán)境條件下所應(yīng)用的透鏡此外，氧化憶透明陶瓷還可用于紅外發(fā)生器管、天線罩等該時期透明微晶玻璃的典型代表是德國Schott公司所研發(fā)的發(fā)熱Zerodur透明微晶玻璃，其具有特別優(yōu)異的性能，包括接近于0的熱膨脹系數(shù)、良好的熱穩(wěn)定性、優(yōu)異的光學(xué)均勻性、良好的可機械加工性和高的化學(xué)穩(wěn)定性等1980年美國的Corning公司和Dentsply牙科公司聯(lián)合進行了齒冠修復(fù)用微晶玻璃材料的基礎(chǔ)研究和臨床應(yīng)用研究，并開發(fā)出商品名為Dicor的以八硅云母為主晶相的半透明齒冠產(chǎn)品20世
6、紀(jì)80年代初，美國的CoorsPorcelain公司和Raytheon公司在美國國防部的大力支持下，成功地制備出了性能良好的熱壓尖晶石透明陶瓷材料。該材料在紫外、可見與紅外光區(qū)域都具有良好的光學(xué)透過率，其耐磨損、耐腐蝕、耐高溫、抗沖擊、硬度和抗彎強度較高，同時具有十分優(yōu)良的電絕緣性能以及電化學(xué)穩(wěn)定性，在導(dǎo)彈頭罩、潛艇、坦克的觀察窗和各種高溫高壓設(shè)備觀察窗等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。1993年Wang等報道了第1塊氟氧化物微晶玻璃，獲得了具有熒石結(jié)構(gòu)的透明微晶玻璃1995年Hirao等研制出了含β-PbF2微晶的GeO2-Pb
7、O-10PbF2系透明微晶玻璃，但這種材料不太穩(wěn)定。Sngimoto等隨后的研究工作表明，β-PbF2能夠沉淀在50SiO2-30PbF2-10ZnF2-10EuF中形成透明微晶玻璃，使材料的穩(wěn)定性得到了提高。1995年晶相為LaF3[8]的微晶玻璃研發(fā)成功，研究中發(fā)現(xiàn)山于稀土離子在LaF3晶體中的溶解度很高，所以這種微晶玻璃具有較低的聲子能量，能夠阻比多聲子弛豫，還有較好的熱穩(wěn)定性以及制備的可靠性。2000年美國康寧公司從Mg2SiO4-Zn2SiO4-Li4SiO4三元體系生產(chǎn)出主晶相為α-和β-硅鋅礦的透明微晶
8、玻璃，并通過在該三元體系組成中加入一定量的Cr2O3改善了透明微晶玻璃的光學(xué)活性2004年口本株式會社發(fā)明了一種超低熱膨脹系數(shù)的透明微晶玻璃這種微晶玻璃適于制備新一代LSI光刻設(shè)備和半導(dǎo)體設(shè)備部件(如掩模、光學(xué)反光鏡、晶圓平臺和光罩平臺等)，其超低熱膨脹性能和優(yōu)良的加工性能使其可用于制備各種精密元件2006年中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所采用溶膠
