矿渣微晶玻璃：一种环保可持续的多晶材料

微晶玻璃的研制成功并实现工业化始于1959年，由美国康宁公司发明了光敏微晶玻璃。随着工业生产的蓬勃发展，各种尾矿废渣排放量以惊人的速度增加。各国相应开展了矿渣微晶玻璃的研究与开发工作，并取得了显著成果。近几年来，矿渣微晶玻璃在组成、核化、晶化工艺以及应用等方面都取得了很大进展，矿渣微晶玻璃的性能有了较大的提高，如机械强度高、耐磨耐腐蚀、电学性质优良和膨胀系数可调等，在机械、电子电力、建筑、生物医学等领域得到了广泛应用。在国家科技部制定的2010年社会发展纲要中，矿渣微晶玻璃被列为国家资源综合利用的重点，其综合性能如表1.2所示［49］。

表1.2　微晶玻璃与天然材料的比较

微晶玻璃是通过均相玻璃在加热过程中控制晶化行为而制成的一种多晶材料，其晶体尺寸一般在0.1～5μm。微晶玻璃具有陶瓷和玻璃的一些特点，但又与玻璃和传统的陶瓷材料不同，微晶玻璃的晶相是全部从一个均相玻璃中通过晶体生长而产生的，而玻璃为无定形或非晶态，陶瓷材料虽然由于固相反应可能出现某些重结晶或新的晶体，但大部分结晶物质是在制备陶瓷组分时引入的。微晶玻璃具有以下特点［50－51］。(www.xing528.com)

①性能优良。微晶玻璃比一般陶瓷和玻璃具有更好的强度、耐磨性、电绝缘性和硬度等。

②制备工艺简单。微晶玻璃可利用玻璃和陶瓷的制造工艺制备各种形态复杂的制品。

③性能可设计。微晶玻璃的组成范围较广，热处理过程可控制，性能可以通过组成和结构的控制来设计。

④原料来源广泛。微晶玻璃的原料来源非常广泛，特别是生产矿渣微晶玻璃时，可以利用工业废料，有利于环境保护和可持续发展。