微晶玻璃显微硬度随不同元素质量分数的变化趋势及极值点分析

CaO－Al2O3－SiO2－Na2O系微晶玻璃显微硬度的测定结果如图2.33～图2.35所示。从图2.33～图2.35中可以看出，随着CaO、Al2O3和Na2O质量分数的增加，微晶玻璃的显微硬度呈先升高后降低的趋势。在本实验条件下，当CaO、Al2O3和Na2O质量分数分别为25.49%、11.77%和1.96%时，微晶玻璃的显微硬度达到最大值，为7.36。

图2.33　CaO质量分数与微晶玻璃显微硬度关系

图2.34　Al2O3质量分数与微晶玻璃显微硬度的关系(www.xing528.com)

图2.35　Na2O质量分数与微晶玻璃显微硬度的关系

微晶玻璃的硬度是指其抵抗某种外来机械作用的能力，在某种意义上是微晶玻璃内部化学键强度的外在表现。微晶玻璃的硬度与晶体内部结构关系很大，而晶体硬度与原子价态、键长、阳离子配位数等有密切关系［155］。

在本实验条件下，随着CaO、Al2O3和Na2O质量分数的增加，微晶玻璃的晶体内部结构变化很小，此时晶体内部结构对硬度的影响作用很小。对于CaO－Al2O3－SiO2－Na2O系微晶玻璃而言，硬度应与微晶玻璃内部晶体生长的完整程度和晶体生长环境有关。当CaO和Na2O质量分数增加时，微晶玻璃内部晶体生长的完整程度增加，微晶玻璃的显微硬度增加。当CaO质量分数高于25.49%和Na2O质量分数高于1.96%时，微晶玻璃的晶体生长环境逐渐恶化。在这两方面因素共同作用下，造成微晶玻璃的显微硬度出现了极值点。