微晶玻璃是一种采用特殊工艺制得的以玻璃为基体,内部含有微晶相的新型无机非金属材料。除力学性能和电学性能优良外,微晶玻璃还具有许多特殊的性能,如光学、热学和生物学性能。因此,微晶玻璃在诸如光学和电子领域、机械工程领域及生物医药领域等得到了广泛的应用。堇青石微晶玻璃是微晶玻璃家族中的一个重要成员,它突出的性能表现在电学方面,在电子领域得到了长足的发展。近年来专家学者们对堇青石微晶玻璃做了大量的研究工作,并取得无数具有重大意义的成果。不过,在析晶性能,特别是析晶动力学方面仍需进行更多的研究工作,因为生产堇青石微晶玻璃时,最重要的问题是如何才能在较低温度下制备出高含量的α-堇青石。本文以纯MgO、Al2O3、SiO2为基础原料,TiO2、ZrO2和Cr2O3为晶核剂,B2O3为助熔剂,CaF2为澄清剂和助熔剂,采用熔融法制备了 MgO-Al2O3-SiO2系堇青石基微晶玻璃。借助差示扫描量热分析(DSC),X射线衍射分析(XRD)以及扫描电镜(SEM)等现代分析测试手段,研究了玻璃基本组成氧化物的含量、MgO/Al2O3、晶核剂的种类与掺量对微晶玻璃析晶性能的影响,并运用正交试验优化了热处理制度。结果表明:随MgO含量的增加(13%～27%),AT(析晶起始温度Tx和玻璃转变温度Tg的差值)和Kg1的值均降低。说明基础玻璃的稳定性逐渐降低、更容易析晶。随Al2O3和SiO2含量的增加(21%～35%和53%～69%),△T和Kg1的值均升高。说明基础玻璃的稳定性逐渐升高,析晶更加困难;随着MgO/Al2O3的增大(0.84～1.19),析晶活化能E呈先降低后升高的趋势,而频率因子V和动力学析晶参数K则呈相反的变化趋势。MgO/Al2O3为1:1时,玻璃最不稳定,最易析晶;晶核剂研究的极差分析结果表明,基础玻璃析晶活化能和动力学析晶参数的影响因素的主次顺序为:TiO2>ZrO2>Cr2O3。晶核剂最佳掺量为D3E3F3,即TiO26%、Cr2O3 2.5%和ZrO2 3%。方差分析结果表明,TiO2对基础玻璃析晶活化能和动力学析晶参数的影响均显著,ZrO2只对析晶活化能的影响显著,Cr2O3对二者的影响均不显著。晶核剂的掺量变化不会改变试样玻璃的析晶机制,各试样均为体积析晶;热处理制度研究的极差分析结果表明,微晶玻璃试样热膨胀系数的影响因素的主次顺序为:核化温度>晶化时间>核化时间>晶化温度。最佳热处理制度为A1B1C3D3,即核化温度780℃、核化时间60min,晶化温度1025℃和晶化时间120min。方差分析结果表明,核化温度对热膨胀系数的影响非常显著,晶化时间、核化时间的影响显著,而晶化温度的影响不显著;本文中,所有微晶玻璃试样的主晶相均为α-堇青石,次晶相均为镁铝钛酸盐。