烧结法CaO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃属于高档建筑装饰材料,其具有广阔的市场前景和可观经济效益,国内许多玻璃研究人员和众多企业争相研究和开发生产。其中ZnO是该系统微晶玻璃的必需组成,但近几年来ZnO的价格增长,提高了该系统微晶玻璃板材的生产成本,因此寻求其合理替代物,保证工艺参数基本不变,研制出更具性价比的微晶玻璃是本课题研究的主要突破点。本课题以CAS系统微晶玻璃作为研究对象,对组成进行调整,以ZnO Li2O、K2O、MgO对CAS系统微晶玻璃烧结晶化过程,结构及性能影响的研究为主要内容,从而确定更为合理的组成。通过差热分析与梯温炉实验,研究不同氧化物对烧结晶化过程及热处理工艺的影响；通过XRD、SEM等测试手段来研究不同氧化物对析晶性能及内部结构的影响；通过性能测试,分析组成及结构影响其性能的原因；通过对CAS系微晶玻璃烧结动力学的研究,分析玻璃颗粒烧结过程,并探讨不同阶段影响烧结致密程度的主要因素。本研究论文中,最终确定的低成本烧结法微晶玻璃的合理组成范围(wt%)为：SiO2 60-70%,Al2O3 3-8%,CaO 13-18%,ZnO 1-5%,BaO 3-5%,Na2O 3-6%,B2O3 1-1.5%,MgO 0-4%,K2O 0-2%,Li2O 0-4%,Sb2O3 0.5%。并得到以下主要结论：降低ZnO,摊平温度提高,晶相含量略有降低,尺寸减小,晶体排列的致密程度下降,其抗折强度降低。增加Na2O,摊平温度降低,玻璃的析晶倾向降低,晶相含量降低,整体结构趋于松散,微晶玻璃的Tg、Tf温度降低,热膨胀系数增大,抗折强度降低。引入Li2O可改善烧结晶化制度,同时其还具有促进析晶和促进晶相重熔两重作用,在摊平温度1120℃下,Li2O较佳引入范围在1.0%-1.5%。增加Li20,主晶相仍为B-硅灰石,晶相含量先增加后降低,晶粒尺寸增大,微晶玻璃抗折强度在Li2O含量为1.5%时达到最大。同时选用锂云母和锂长石引入Li2O制备微晶玻璃,其抗折强度均高于国家标准(建筑装饰用微晶玻璃JC/T872-2000),且形成微晶玻璃良好。锂云母及锂长石作为工业生产烧结法CAS系微晶玻璃的原料切实可行。K2O、MgO含量适当增加,有利于烧结致密化,一定程度上优化了烧结晶化制度。其含量适当变化,主晶相均为-β硅灰石,但K2O含量增加晶相比例明显减少,MgO含量增加晶相比例明显增加。因此引入K2O改善烧结制度的同时引入MgO,可增强玻璃的析晶倾向。CAS系微晶玻璃的烧结致密化过程主要发生在玻璃颗粒烧结的前期和中期,该阶段所处温度越高,温度区间越宽越有利于烧结致密化,该阶段烧结完成度越高,成品中气孔率越低。烧结活性较低的玻璃颗粒料,前期烧结致密程度的不理想可以通过中期的高温段烧结得以弥补；烧结活性较高的玻璃颗粒料在前期的烧结致密程度理想,但中期的过快析晶会使烧结提前停滞。Li2O可降低烧结活化能,提高玻璃的烧结活性。当Li2O含量在1%-1.5%(wt%)时,玻璃颗粒具有较低的烧结活化能又可以在较高温度下进行,烧结速率的变化较为合理,且烧结收缩温度范围较广,有利于烧结致密化,有效地降低了微晶玻璃中的气孔率。