微晶玻璃是通過析晶得到的多晶體,晶體尺寸小于10μm,晶相體積含量在50%以上.選擇合適的玻璃組成與玻璃析晶溫度制度,可得到低膨脹或負膨脹的微晶玻璃,使微晶玻璃具有較高的耐熱振性,作為直接接觸明火的壁爐玻璃和烤爐玻璃。
對于耐熱微晶玻璃組成有以下要求。
① 超耐熱微晶玻璃的線膨脹系數應小于20×10-7℃-1,耐熱振性大于400℃。要求玻璃主晶相位低膨脹相或負膨脹相,且這些晶相應有較高的比例。
② 透明微晶玻璃晶粒尺寸應小于可見光的波長,且其折射率與基質玻璃相同,不產生散射。如鋰硅酸鹽玻璃以TiO2加ZrO2為晶核劑在800~900℃溫度下晶化,得到的主晶相位晶粒尺寸在100nm以下、折射率為1.554的β-石英固溶體,耐熱微晶玻璃為透明的。如果晶粒尺寸在1μm以上,這時微晶玻璃就不透明的。
③ 玻璃的融化溫度不能太高,黏度-溫度曲線應符合壓制、吹制和注射成形的要求。超耐熱和耐熱微晶玻璃的組成中Al2O3含量喝高,大25%,而堿金屬演化為含量很低,在5%以下,玻璃非常難于熔化。許多微晶玻璃的成形性能較差,只能澆注成平板,而制成形狀較為復雜的炊具與餐具有難度。
④ 根據析出的晶相和晶粒尺寸的要求,確定合適的核化或晶化溫度,鋁硅酸鹽微晶玻璃組成,以TiO2加ZrO2為晶核劑,核化和晶化溫度不同,可制備出透明微晶玻璃或乳白色微晶玻璃。晶化溫度比較低,900~950℃時的主晶相位β-石英固溶體,微晶玻璃時透明度,但將微晶化溫度提高到1100~1200℃時,主晶相變為β-鋰輝石固溶體,成為不透明的微晶玻璃,性能也發生改變。β-石英固溶體的線膨脹系數應小于(-3~0)×10-7℃-1,而β-鋰輝石固溶體型的膨脹系數增加到(7~13)×10-7℃-1,最高使用溫度也不同,透明微晶玻璃使用溫度860℃,乳白色微晶玻璃為1000~1200℃。原因是β-石英固溶體加入到860℃以上時,逐步向β-鋰輝石固溶體轉變,晶粒也長大到1~2μm,變為不透明,因此控制核化和晶化溫度十分重要。
⑤ 著色劑在一般玻璃中的顏色和在微晶玻璃中的顏色有很大的區別,不能將有色玻璃所使用的著色劑簡單低地照搬至微晶玻璃中必須選用合適的微晶玻璃著色劑。如Co3O4可將玻璃著色成藍色,但Li2O-Al2O3-SiO2系統主晶相位β-石英固態體的透明微晶玻璃中Co3O4和Fe2O3著色成淡黃色。而要使β-鋰輝石固溶體的微晶玻璃著色成亮藍乳濁色,需加入Fe2O3、NiO、WO作著色劑。