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可铸造玻璃陶瓷出现过程

2022/07/1693 作者:佚名
导读:玻璃陶瓷也叫微晶玻璃,它是在玻璃中可控地析出晶体而形成的无孔多晶材料。其中,晶相的体积分数在95%-98%之问,且晶粒尺寸通常小于1微米。除了晶相外,玻璃陶瓷还有少量的残余玻璃相。 其实,早在18世纪中叶,法国化学家Ren6 Antoine R6aumur就已经制备出了玻璃陶瓷。他将玻璃瓶埋人沙子和生石膏的混合物中加热并保温几天。结果,他发现玻璃变得不透明了,而且还像陶瓷一样。但他还不能通过严格的

玻璃陶瓷也叫微晶玻璃,它是在玻璃中可控地析出晶体而形成的无孔多晶材料。其中,晶相的体积分数在95%-98%之问,且晶粒尺寸通常小于1微米。除了晶相外,玻璃陶瓷还有少量的残余玻璃相。

其实,早在18世纪中叶,法国化学家Ren6 Antoine R6aumur就已经制备出了玻璃陶瓷。他将玻璃瓶埋人沙子和生石膏的混合物中加热并保温几天。结果,他发现玻璃变得不透明了,而且还像陶瓷一样。但他还不能通过严格的过程对其进行控制并做进一步研究(18世纪初,化学家还没有参与分析陶瓷成分时,R6aumur就开始对传到法国的瓷器进行分析。他将化学学科的方法带入陶瓷分析中的这项工作为现代陶瓷的出现拉开了序幕)。R6aumur之后的200多年,玻璃陶瓷的研究和生产才获得突破。这得归功于物理化学家Stanley Donald Stookey。

1940年,Stookey在MIT博士毕业后来到康宁玻璃公司。在这里,他首先研究玻璃的感光性。那时人们早已知道一种含Au的“红宝石玻璃”。这种玻璃中的Au离子在紫外线的照射下被还原成Au原子,并形成大量的Au晶核,从而产生一定的颜色。为了形成漂亮的色彩,析出的颗粒尺寸必须处于胶体态。这就要求有大量的晶核,而且不能过分长大。通过研究,Stookey找到了CeO2这种敏感剂。他还通过改变玻璃中胶体Au的晶体尺寸来使感光玻璃变为蓝色、紫色或红色。1948年,为了在彩电屏幕的薄玻璃板上形成许多复杂小孔,Stookey用他发现的感光玻璃做实验。这些感光玻璃在遮光板后曝光和晶化。然后,将曝光和晶化后的玻璃在不同溶剂中受到侵蚀。所有晶化区完全被溶解掉,而未晶化的玻璃则保留完好。这即是可进行光化学加工的玻璃,其商品名为FOTOFORMlM。

接着,为了研究可进行光化学加工玻璃的侵蚀速率,Stookey准备在600℃的温度下,将一块FOTOFORMTM样品进行热处理。然而由于操作失误,温度却升到了900℃。Stookey本以为样品在700℃就会软化,但他却发现样品成了一块不透明的固体。而且,样品掉在地上也未碎裂。于是,Stookey意识到对化学加工的材料做热处理可得到高强度陶瓷。这就是后来康宁公司的产品FOTOCERAMlM。Stookey的这个发明成了后来制造大块玻璃陶瓷的起点。

*文章为作者独立观点,不代表造价通立场,除来源是“造价通”外。
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