晶核剂对透明堇青石微晶玻璃析晶与性能的影响

采用熔融法制备了含有不同晶核剂的非化学计量比堇青石微晶玻璃,通过DSC、XRD、FE-SEM、UV-VIS-NIR等测试方法研究了不同晶核剂对微晶玻璃析晶与性能的影响,并用经典动力学方程(Johnson-Mehl-Avrami)分析了微晶玻璃的析晶动力学.结果表明,以P2 O5和P2 O5+ZrO2为晶核剂的微晶玻璃晶化机制均为表面晶化,而以P2 O5+ZrO2+TiO2为晶核剂的微晶玻璃则倾向于整体析晶.三组微晶玻璃在950℃晶化时主晶相为μ-cordierite,当温度升高到980℃时开始转变为α-cordierite,引入TiO2使α-cordierite的含量增加,析出的晶体更加复杂致密.随着晶化时间延长,与其他晶核剂相比,P2 O5+ZrO2+TiO2组合晶核剂微晶玻璃在相同晶化时间内结晶度更高,α-cordierite含量的增加显著提升了微晶玻璃的力学性能,但降低了透过率.在800℃/10 h+980℃/3 h热处理制度下,以P2O5+ZrO2+TiO2为晶核剂的微晶玻璃弹性模量可达103 GPa,断裂韧性为1.27 MPa·m1/2,透过率为82.3％,可满足用作移动终端领域的性能要求.