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微晶玻璃是一种经玻璃受控晶化而成的多晶相固体材料。其中Li2O—Al2O3—SiO2体系（简称LAS）因具有低膨胀、机械强度高、耐热冲击等特性,成为最具研究价值、应用最为广泛的微晶玻璃体系之一。工业及电器配套面板是LAS微晶玻璃重要的应用领域,发展迅速。目前,LAS体系微晶玻璃材料及产品的原料成本,特别是Li2CO3的价格持续激增,已经影响到相关产业的发展。提高产品性能,降低生产成本,已成为LAS微晶玻璃领域的研究热点及难点。 本课题从低膨胀锂铝硅微晶玻璃的研究现状入手,结合微晶玻璃面板的特殊要求,采用其它氧化物部分取代Li2O成分,廉价锂辉石矿部分取代昂贵Li2CO3化工原料,同时引入氟化物优化晶核剂组成,通过Li取代、锂辉石比例和氟化物对LAS玻璃的析晶动力学、核化、晶化过程及微晶玻璃结构与性能影响机制的研究,为降低Li2O含量,增加锂辉石比例以及制定合理热处理制度提供理论依据,有利于降低微晶玻璃的原料及生产成本,研究将对实际生产具有十分重要的指导意义。 采用差热分析法分析了LAS玻璃的析晶动力学。结果表明,随着Li2O含量从4.5%降至3.5%,LAS玻璃的析晶峰温度增加100℃,析晶活化能E从335.05kJ/mol升至369.97kJ/mol。随着锂辉石比例从25%升至75%,LAS玻璃的E先降低,锂辉石比例为50%时最低,为297.64kJ/mol,锂辉石含量继续增加,析晶活化能则急剧增加。降低Li2O含量将抑制LAS玻璃的析晶,而采用适量锂辉石代替Li2CO3引入Li2O则改善玻璃析晶。 LAS玻璃的核化行为研究结果表明,随着Li2O含量的降低,LAS玻璃相转化温度、析晶峰温度都逐步增大,其最佳核化温度从770℃增至810℃,但最佳核化时间不变,均为1h。随着锂辉石比例的增加,LAS玻璃的析晶温度从871.4℃降至853.9℃,最佳核化温度略为升高。Li2O为4.0%和3.5%时,含0.5%氟化物LAS玻璃的最佳核化温度分别为680℃和730℃,明显低于不含氟化物的微晶玻璃。Li2O含量的降低提高了LAS的核化温度,添加氟化物明显降低核化温度,锂辉石代替Li2CO3引入Li2O有升高核化温度的趋势。 LAS玻璃的晶化行为研究结果表明,Li取代后,随着晶化温度的增加,LAS玻璃的主晶相为β-锂辉石相,Li2O含量降低使LAS玻璃的适宜晶化温度由880℃增加到