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微晶玻璃是指按一定配比组成的基础玻璃,在适当的热、光、电的作用下,经过微晶化处理而形成一种玻璃相与晶体紧密结合的玻璃陶瓷材料。基体中纳米微晶体的形貌及尺寸与微晶玻璃的宏观性能息息相关。本论文以MgO-Al203-SiO2系堇青石(Mg2Al4Si5O18)基为研究对象和载体,采用差示扫描量热法(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等测试手段展开相关研究。确定了形貌尺寸以及晶体尺寸变化速率适合的热处理制度,并对晶体形貌的变化以及演变机理进行了分析,根据观察的现象并结合分子动力学模拟,确定了影响晶体尺寸的关键因素。最后,在热-电场耦合作用下,尝试对晶体的尺寸进行改变,并对样品的密度以及维氏硬度进行了分析测试。结果表明,采用传统“两步法”热处理球形形貌完整,尺寸变化速率适中,堇青石相作为主晶相大量析出,同时少量的低铁尖晶橄榄石会伴随析出,但由于以Ti02为晶核剂,会起到抑制析出的作用,对实验不会造成影响。而在析晶过程“球晶”的形成是由“枝晶状”晶体聚集导致的。其中Mg2+的迁移和扩散也是晶体球化的关键因素,并且随着热处理时间的变化,Mg2+聚集在晶体周围形成扩散阻碍层,阻止晶体进一步生长,通过分子动力学模拟发现在扩散阻碍层形成后,晶体周围发生了铝元素的聚集,导致晶体无法进一步生长。在不同阶段外加电场会对晶体的尺寸或者分布产生影响,当电场存在于热处理的成核阶段时候,会极大程度的改变微晶玻璃中晶体的分布情况,使得大多数晶体分布在靠近极板的位置;而在热处理的析晶阶段外加电场时由于此时晶核已经沉淀完全,因此无法改变晶体的分布情况,但在晶体尺寸上得到了变化。在析晶阶段进行不同时间的加压可以改变晶体的尺寸,其中最大的尺寸已经到达40μm,远大于不添加电场的样品,因此,可以判断电场的存在会对晶体的尺寸产生影响。同时发现,在电场的作用下,晶体的生长取向发生了规律性变化,猜测可能会对形貌产生影响。对于不同阶段加压以及不同时间的样品的物理性能分析发现,由于后者在结晶度上发生了变化,析晶过程中热场与电场的耦合提高了结晶度,因此密度与维氏硬度都发生了变化,其中密度增大,而维氏硬度相对减小。而随着加压时间的不断增加,样品的密度逐渐增大,而维氏硬度逐渐减小。