摘要
隨著科技的不斷發展越來越多的新型材料被研發出來，在很多領域都有新的材料不斷湧現並替代舊的材料。在此時代背景下，氧化物陶瓷具有優良的強度、硬度、絕緣性、熱傳導、耐高溫、耐氧化、耐腐蝕、耐磨及高溫強度等特性，在嚴苛環境條件下具有優良的高溫穩定性與力學性能，從一眾材料中脫穎而出，成為具有廣闊應用前景的材料。氧化物陶瓷材料主要包括二元氧化物、玻璃陶瓷、鈦酸鹽陶瓷以及羥基磷灰石陶瓷材料等等，而其中玻璃陶瓷因其具有的特殊性能，使其有著廣闊的應用前景。玻璃陶瓷，又稱微晶玻璃，是經過高溫融化、成型、熱處理而製成的一類晶相與玻璃相結合的複合材料。具有機械強度高、熱膨脹性能可調、耐熱衝擊、耐化學腐蝕、低介電損耗等優越性能，兼具玻璃和陶瓷的特點，在熱學、化學、生物學、光學以及電學性能方面優於金屬及聚合物。
介紹
玻璃陶瓷又稱微晶陶瓷、微晶玻璃，由著名的玻璃化學家和發明家S.D.史杜基於20世紀五十年代中期發明，是通過對某些特定組織承德基礎玻璃，在一定溫度下進行受控核化、晶化而製得的一種含有玻璃提的多晶固相材料。其性能由主晶相來決定，主晶相可通過控制成核、晶化以及選擇不同的母玻璃組分來實現。兼具玻璃和陶瓷的特點，在熱學、化學、生物學、光學以及電學性能方面優於金屬及聚合物。
性能
玻璃陶瓷具有機械強度高、熱膨脹性能可調、耐熱衝擊、耐化學腐蝕、低介電損耗等優越性能。所以被廣泛用於機械製造、光學、電子與微電子、航天航空、化學、工業、生物醫藥及建築等領域。
發展歷程
第一代微晶玻璃，批量生產是在上個世紀九十年代中後期，這種新型材料多次在國內、國際的建材展覽會上閃亮登場，引起了廣泛的反響。不久之後， 出現了有關將微晶玻璃粒料複合在瓷磚表面的發明專利，在不斷的生產實踐中，逐步克服了（或基本克服）第一代微晶玻璃存在的主要氣孔的缺陷， 並順利地將產品推向市場。第一代微晶玻璃陶瓷複合板以其潔白如玉的外觀、亮麗柔美的光澤、良好的硬度與耐磨性、較好的耐酸、耐鹼性而嶄露頭角。
不過，由於它的析晶是在保留的顆粒邊緣向內部生長，所以晶花顯得單調。第二代微晶玻璃最初是為解決第一代微晶玻璃容易出現氣孔的技術難題而研發的。 如果微晶玻璃陶瓷複合板在燒成過程中經歷了微晶玻璃的熔融狀態， 那麼微晶玻璃粒料粒度的影響就顯得較為次要了。 這些結論為解決第一代微晶玻璃存在氣孔的技術難題指明了路線。 為此，我們引入了較多含量的表面張力較大，同時粘度又比較小的氧化鋅組份， 研製成功了第二代以矽鋅礦為微晶相的微晶玻璃陶瓷複合板，同時也獲得了國家發明專利。
由於第二代微晶玻璃的表面張力較大，粘度較小，在複合板燒成的微晶玻璃熔化階段， 原來玻璃粒料之間堆積的空隙聚集成較大的氣泡並衝破表面。 熔液在氣泡爆裂之後往複流動，不斷撕開界面，提供了晶體生長有利的最低能量勢壘的位置，形成了花朵狀、菊花狀、放射狀、流動狀、火山熔巖狀等變化萬千的結晶花紋。這就體現了第二代微晶玻璃的晶化特點， 即突破了第一代微晶玻璃結晶局限的顆粒邊界，重新生長出美麗、自然流暢、千姿百態的結晶花紋，從而大大提高了其裝飾藝術的美學性。除此之外，受第二代微晶玻璃的表面張力與粘度的影響，可以使微晶玻璃層的整個橫斷面都可以形成基本無氣孔的狀態，表面只有殘留氣體逸出後留下的痕跡。這與橫斷面殘留很多氣孔的第一代微晶玻璃形成了鮮明的對照。 這兩個特點正是第二代微晶玻璃的優勢所在。
不過，第二代微晶玻璃的硬度較第一代微晶玻璃低，耐化學腐蝕性也較第一代弱，這些都是第二代微晶玻璃的不足之處。2005 年下半年起，99.5% 的氧化鋅開始大幅度漲價，從 每 噸 6000 元左右一直漲到 2006 年上半年的每噸28000 元。 在這樣的經濟形勢逼迫下，科研工作者轉向研發新型的、 不用氧化鋅價格且更便宜的微晶玻璃。 2006年年底就研製成功了以輝石相為微晶相的第三代微晶玻璃陶瓷複合板，不僅不再添加氧化鋅，而且在此基礎上大幅度降低第二代微晶玻璃陶瓷的成本水平， 同時保留了第二代微晶玻璃結晶突破顆粒邊界， 生長出形狀各異的 花紋和斷面且基本無氣孔的特點。 第三代微晶玻璃的微晶 相———輝石類主要屬於單斜輝石，硬度為 5.5。 因此，第三代微晶玻璃較第二代微晶玻璃的機械性能、耐化學腐蝕性能要更好一些。
玻璃陶瓷性能優異、應用前景廣闊是新時代發展材料中的佼佼者，可以應用在很多領域。經過未來不斷地優化工藝，不斷開發研究，會發揮出更好的作用。