为了得到整体析晶且晶粒微细、分布均匀的微晶玻璃，以保证材料具有良好的性能，除了合理地设计玻璃组成外，还必须选择适宜的晶核剂，使材料内部产生足够数量的晶核，并加速析晶过程［195－198］。晶核剂的用量对微晶玻璃的显微结构也有较大影响，晶核剂用量少，热处理后易形成晶粒粗大、晶相含量低的微晶玻璃；而晶核剂用量过大，引起玻璃的析晶速率过快，玻璃难以成型。因此，除了基础玻璃的配方设计，选择适宜的晶核剂和确定其最佳的用量是至关重要的。
晶核剂的种类很多，不同种类的晶核剂适用于不同的玻璃成分，而在矿渣微晶玻璃中，CaF2、Cr2O3、TiO2、ZrO2和P2O5是比较常用的晶核剂。结合转炉渣的成分特点，本文采用CaF2和Cr2O3作为晶核剂。
（1）氟化物晶核剂
F－（1.36Å）的半径非常接近于O2－（1.40Å）的半径，因此，F－能够在玻璃网络中取代O2－而不至于对其他离子的排列造成太大的干扰。引入F－的目的是用成对的Si－F键代替较强的Si－O－Si键，其结果将使玻璃网络结构变弱，促进分相，诱导玻璃析晶。当F－含量大于2 wt%～4 wt%时，氟化物就会在冷却过程中从熔体中分离出来，形成细晶状的沉淀物而引起玻璃乳浊。利用氟化物乳浊的原理，可促使玻璃核化，而细晶状的沉淀物可以作为形核中心。这些晶核是在氟化物晶体的生长速率很低的温度下形成以致氟化物能以大量非常微小的晶体析出，而不是少数大晶体。
彭文琴［199］认为：CaF2含量的增加能显著降低玻璃的转变温度和晶化温度，晶相组成为透辉石和硅灰石；当CaF2含量大于6 wt%时，随着F－含量的增加，透辉石含量逐渐增加。
B.L.Hu等［200］认为：CaF2能够降低玻璃的析晶温度，促进晶体析出，晶相组成为透辉石和硅灰石；当CaF2的加入量为6 wt%时，微晶玻璃的抗腐蚀性最好。
A.Clifford等［201］认为，CaF2含量的增加可以促进玻璃的整体析晶，减小玻璃的转变温度。
P.W.Mcmillian［109］认为，氟能促进玻璃分相。
X.Z.Guo等［202］认为，F－能减小析晶峰温度和析晶活化能。
M.A.H.Esmat等［203］认为，添加LiF可以减小扩散系数、转变温度和软化温度，增强结构均匀性和晶体析出量。(www.xing528.com)
（2）Cr2O3晶核剂
Cr2O3在硅酸盐熔体中具有较高的熔点，可直接作为异质形核的质点或形成含铬的尖晶石晶体，促进辉石晶相的析出。Cr3＋是一个高场强的过渡金属离子，由于它要满足平衡配位数的严格要求，势必造成硅酸盐网络的破坏，容易使富铬相以某种化合物的形式析出，成为非均匀成核中心，起到诱导析晶的作用［204］。
L.J.Shelestak［205，206］介绍了在油页岩的CaO-MgO-Al2O3-SiO2渣系中，Cr2O3是非常有效的晶核剂。
A.Omar等［207］提出，在石英砂—白云石—菱镁矿的混合物中，Cr2O3能够促进辉石晶体的析出，同时还指出通过添加铁的氧化物可以加速形成像晶核一样的尖晶石结构，促进晶体的析出。
M.W.Davies等［208］指出，利用高炉渣制备微晶玻璃时，在促进晶体析出方面，铬矿晶核剂优于Cr2O3。
L.Barbieri等［209］指出，在CaO－MgO－Al2O3－SiO2渣系微晶玻璃中，当Cr2O3含量大于0.5mol%时微晶玻璃析出MgCr2O4尖晶石晶体，这种尖晶石可以作为异质晶核位促进最终的透辉石和钙长石晶相的析出。
A.Karamanov等［210］提出，在包含PbO、ZnO、Na2O和K2O的SiO2－Al2O3－CaO－Fe2O3系高铁微晶玻璃中，Cr2O3是一种非常有效的晶核剂。同时还指出添加0.7%Cr2O3能加剧尖晶石晶核的形成，因而导致更高的析晶度和较好的结构。
综上所述，本文选择CaF2和Cr2O3作为晶核剂加入微晶玻璃中，研究CaF2和Cr2O3含量变化对微晶玻璃结构、晶相和性能的影响。
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