高强度α-堇青石基玻璃陶瓷的析晶与力学性能

摘要

金属封接玻璃陶瓷材料要求有高力学强度及与金属相匹配的热膨胀系数.通过DTA、XRD、SEM等方法,研究热处理制度和晶核剂对MgO-Al2O3-SiO2系玻璃陶瓷晶化过程及力学性能的影响后证实:热分析法能够精确确定最佳核化温度;TiO2晶核剂引入量不同将导致不同初晶相的析出,但随温度升高,最后的主晶相都是α-堇青石相.加入12%TiO2的F2试样与加入8%TiO2的F1试样相比,前者的析晶活化能比后者低60 kJ/mol,有利于玻璃态向晶态的转变,初晶相可在更低的温度下出现;但加入12%TiO2会使晶体生长过快和晶粒粗大,并导致玻璃陶瓷的力学性能变差.加入8%TiO2,经790℃,2h和1 150℃,1.5 h处理后,制备出以α-堇青石为主晶相,且晶粒细小、分布均匀的玻璃陶瓷,其抗弯强度为316MPa,热膨胀系数为51.6×10-7 ℃-1,达到了与4J29合金封接的要求.