微晶玻璃,又称玻璃陶瓷（Glass Ceramics）,是陶瓷领域的一项最近研究进展。作为新型功能材料和结构材料,其光、电、生、化、磁等性能在微电子技术、生物医学、国防尖端技术、机械制造等领域都得到了广泛的应用;作为建筑材料,其性能集玻璃、陶瓷、石材的优点于一身。微晶玻璃同时又具有种类繁多、低膨胀、耐腐蚀、抗热震、高强度、低的介电损耗以及光化学加工的综合性能,因此自它问世开始就显示了广阔的应用前景。 堇青石基玻璃陶瓷是微晶玻璃中的一种,由于其具有生产成本低、原材料丰富、低的介电常数、低的热膨胀系数、高的力学强度和良好的电绝缘性能等,被认为是很有发展前景的介电材料,广泛应用于电力电子工业领域,如用于制造各种类型的电路板、绝缘体、电容器、滤波器和混频器等。由于其特殊的性能以及广泛的应用前景,人们对它的研究与应用开发一直很活跃。 本文对微晶玻璃,特别是Mg-Al-Si系堇青石基微晶玻璃的发展史、制备技术以及应用作了比较系统的叙述。着重研究了堇青石基微晶玻璃热学性能、力学性能与晶核剂种类、数量等因素之间的关系,并运用热分析、X射线衍射、扫描点子显微镜等先进的分析测试手段,探讨了Mg-Al-Si系堇青石基微晶玻璃的析晶性能、析晶行为,分析了晶核剂的晶化机理。目前微晶玻璃的生产工艺主要有烧结法、溶胶-凝胶法和高温熔融法,三种方法各有利弊。本试验综合考虑各种因素,以TiO₂和ZrO₂作为晶核剂,采用高温熔融法,设计并拟定了堇青石基微晶玻璃的组成和制备工艺,成功制备了高纯度的堇青石基微晶玻璃。通过试验尝试进一步优化工艺以降低生产成本并提高材料的性能,经过对实验结果的分析,得到了最优的热处理制度为:750℃核化1个小时然后升温到1150℃保温2小时。试验过程中得到了一些有益的数据和某些创新的结果,以期望为玻璃陶瓷业提供有益参考。