【中玻網(wǎng)】早在18世紀，法國化學家魯米汝爾(Reamur)[21就提出了用玻璃制備多晶材料的設想，并通過實驗將玻璃轉(zhuǎn)化成了多晶陶瓷，但他沒有對制備玻璃陶瓷所必要的晶化過程進行控制，因而沒有真實發(fā)現(xiàn)形成玻璃陶瓷的過程。
　　
　　直到20世紀50年代，美國康寧公司經(jīng)過大量的研究，實現(xiàn)了魯米汝爾的設想。玻璃陶瓷較初(1953年)是由感光玻璃發(fā)展而來的，經(jīng)過紫外線照射并在析晶溫度下進行熱處理，感光玻璃就變成了光敏玻璃陶瓷。后來(1957年)，美國康寧公司發(fā)表了不經(jīng)紫外線照射而通過調(diào)整熱處理制度獲得玻璃陶瓷的方法，所合成的玻璃陶瓷被稱為熱敏玻璃陶瓷。
　　
　　玻璃陶瓷自1957年作為商品問世以來，到現(xiàn)在已有50多年的歷史。玻璃陶瓷的發(fā)展大致可以劃分為三個階段。靠前個階段為20世紀50年代末至70年代中期，主要研究的是具有低膨脹系數(shù)的玻璃陶瓷，并獲得了透明材料，其中較典型的是Li2O—Al2o3-sio2系玻璃陶瓷。第二個階段是從20世紀70年代中期到80年代中期，開發(fā)了具有與金屬類似的可加工性好、強度高與韌性好的可切削玻璃陶瓷。如片狀氟金云母型玻璃陶瓷，其商品Macor已在航天飛機的部件、微波窗口、電真空等多方面獲得應用。
　　
　　第三個階段是從20世紀80年代中期至今，多方面獲得應用。在這一階段，結(jié)構(gòu)更為復雜與多相的玻璃陶瓷得到廣泛的研究——特別是在生物材料、超導材料及核廢料處理等方面，非常大地擴展了玻璃陶瓷的應用領域。特別是20世紀90年代，對玻璃陶瓷制備技術的研究取得了令人矚目的成就，開發(fā)了新的合成工藝，如溶膠一凝膠法和燒結(jié)法。玻璃陶瓷的出現(xiàn)，不論在玻璃制造工藝上或它的性能上都有了一個非常大的打破，而且使玻璃陶瓷具備了既不同于玻璃，又不同于燒結(jié)陶瓷的特點。
　　
　　玻璃陶瓷的特點;
　　
　　1．玻璃陶瓷的特點與其他材料相比，玻璃陶瓷的主要特點表現(xiàn)在以下幾個方面。
　　
　　2．件能優(yōu)良
　　
　　熔融玻璃可以得到均勻的狀態(tài)，而且析晶過程能夠嚴格控制，因而可獲得較細晶粒、沒有孑L隙等缺點的均勻結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)使得玻璃陶瓷比一般陶瓷、玻璃具有更好的強度、耐磨性、電絕緣性和硬度等。
　　
　　3．尺寸穩(wěn)定通常的陶瓷在干燥或燒成過程中會發(fā)生非常大的體積收縮(40％～50％)，這種尺寸的變化容易產(chǎn)生變形，而由玻璃轉(zhuǎn)變?yōu)椴Ａ沾蓵r，發(fā)生的尺寸變化小且可控。
　　
　　4．制備工藝簡單玻璃陶瓷可利用整個玻璃制造工藝，形成各種形狀復雜的制品。
　　
　　5．性能可設計玻璃陶瓷組成范圍廣泛，其熱處理過程可控制，因此，各種類型的晶體都可按照控制的比例產(chǎn)生出來，從而使玻璃陶瓷的性能可以通過對組成和結(jié)構(gòu)的控制來設計，如玻璃陶瓷的膨脹系數(shù)可以從負值調(diào)整到正值。
　　
　　6．可與金屬焊接由于玻璃陶瓷是從玻璃熔制開始的，它在熔融狀態(tài)下能夠“潤濕”別的材料，因此可用較簡單的方法把它和金屬結(jié)合到一起。
　　
　　7．制造成本低制造玻璃陶瓷的原料非常廣泛，特別是生產(chǎn)礦渣玻璃陶瓷時，可利用工業(yè)廢料，有利于環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展。
　　
　　玻璃陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)：
　　
　　1、顯微結(jié)構(gòu)對玻璃陶瓷物理特性的影響顯微結(jié)構(gòu)在決定玻璃陶瓷的物理特性方面與主要成分一樣重要。像強度和斷裂韌性這樣的力學性能對顯微結(jié)構(gòu)尤為敏感。晶粒尺寸為1～5,urn、且具有細晶互鎖織構(gòu)時通常使其具有較佳強度。各向異性的具有晶須補強作用的棒晶可以進一步提高度度。另一方面，從形成玻璃的缺點中留下下來的收縮氣孔會使材料的強度大大降低。顯微結(jié)構(gòu)對光的散射有很大影響，通過簡單地改變顯微結(jié)構(gòu)可使外觀從完全透明變?yōu)橥耆煌该鳌ｏ@微結(jié)構(gòu)也影響微晶玻璃的抗熱震性，例如當裂紋沿著熱膨脹系數(shù)相差很大的不同顆粒的邊界進行擴展時，由于可通過晶內(nèi)的解理面發(fā)生彎曲、鈍化和分支，從而使得材料的抗熱震性得到改善。無論是從物理還是化學機制考慮，可切削性都受到顯微結(jié)構(gòu)的影響。
　　
　　2、玻璃陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)
　　
　　微晶玻璃的顯微結(jié)構(gòu)主要包括納米微晶結(jié)構(gòu)、多孔薄膜結(jié)構(gòu)、海岸與島嶼結(jié)構(gòu)、枝晶結(jié)構(gòu)、殘余結(jié)構(gòu)、積木結(jié)構(gòu)、卷心菜結(jié)構(gòu)、針狀交織結(jié)構(gòu)和片狀孿晶結(jié)構(gòu)等。
　　
　　3、納米微晶結(jié)構(gòu)
　　
　　納米晶體指晶粒尺寸低于lOOnm的晶體。尖晶石和口一石英固溶體玻璃陶瓷是典型的納米微晶結(jié)構(gòu)，由于晶粒尺寸遠低于可見光波長，因此，這類玻璃陶瓷高度透明，可用來制造透明餐具和準確光學儀器等。
　　
　　4、多孔薄膜結(jié)構(gòu)
　　
　　多孔薄膜顯微結(jié)構(gòu)類似于生物細胞結(jié)構(gòu)。構(gòu)成細胞的細胞膜起隔離其他細胞和保護胞內(nèi)物質(zhì)的作用，同樣，多孑L薄膜結(jié)構(gòu)是由玻璃體包裹住似細胞的晶體，玻璃基質(zhì)很薄，并圍繞著晶體，使其相互分離，并阻礙其擴散，所以起多孔膜的作用。1992年，BeallL43j研制出具有此結(jié)構(gòu)的玻璃陶瓷，析出晶相為口一石英固溶體和p一黝輝石固溶體，由于盧一石英固溶體和p一黝輝石固溶體被硅質(zhì)的玻璃所阻隔，因此，也阻礙了高黏度殘余玻璃相的晶化。黏附于晶粒的黏稠玻璃相形成貫穿于整體的膜網(wǎng)絡，硅質(zhì)的玻璃阻礙口一黝輝石玻璃陶瓷中控制二次晶粒生長的鋁離子的擴散。