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第一章　微晶玻璃概述1

1.1　概念及分类1

1.2　建筑装饰用微晶玻璃的研发历程2

1.3　微晶玻璃的微观结构2

1.3.1　母玻璃的微观结构3

1.3.2　微晶玻璃的微观结构4

1.4　现役生产工艺概述5

1.5　微晶玻璃的配方6

1.6　常用原料7

1.6.1　矿物原料7

1.6.2　化工原料7

1.6.3 固体废弃物8

1.6.4　废玻璃10

1.7　建筑装饰用微晶玻璃的特性及性能优势11

第二章　现役生产工艺13

2.1　产生及发展13

2.2　工艺原理、流程及特点14

2.2.1 工艺原理14

2.2.2 工艺流程15

2.2.3 工艺特点15

2.3　烧结法的烧结、晶化过程及机理16

2.3.1　烧结和晶化过程16

2.3.2　玻璃颗粒的烧结动力学17

2.3.3　烧结与析晶间的关系及矛盾18

2.3.4　母玻璃的化学组成对烧结与析晶的影响18

2.3.5　烧结温度制度对烧结与析晶的影响21

2.4　熔融法的晶化过程及机理23

2.4.1 晶体相的确定23

2.4.2 晶核剂的选择及掺量23

2.4.3 晶化热处理过程25

2.5　存在的问题及解决措施25

2.5.1 熔融法存在的问题及解决措施25

2.5.2　烧结法存在的问题及解决措施26

2.5.3　研究热点27

第三章 裂纹玻璃晶化法的提出及实验29

3.1　裂纹玻璃晶化法的提出29

3.2　实验设计30

3.3　原料及器材32

3.3.1　原料32

3.3.2　主要实验设备及耗材32

3.4　配方遴选实验33

3.4.1 配方设计33

3.4.2　母玻璃料的制备33

3.4.3　化学成分分析33

3.4.4 差热分析（DTA）34

3.4.5　膨胀软化温度测试34

3.4.6 配方的烧结性试验35

3.4.7 配方遴选36

3.5　热处理工艺及性能表征实验36

3.5.1　烧结实验36

3.5.2 晶化实验37

3.5.3　性能表征实验38

3.6　性能测试设备及方法38

3.6.1 密度、吸水率和气孔率联测38

3.6.2 差热分析（DTA）39

3.6.3 X-射线粉晶衍射分析（XRD）39

3.6.4　扫描电子显微镜分析（SEM）39

3.6.5　计算机扫描仪39

3.6.6　耐化学腐蚀性测定40

3.6.7　抗折强度40

3.6.8　热膨胀系数分析40

第四章　裂纹玻璃的烧结41

4.1　温度对裂纹玻璃烧结的影响41

4.1.1　烧结体的表观形貌41

4.1.2　烧结体的体积密度、吸水率、气孔率43

4.1.3 配方烧结性对生产用配方选择的影响50

4.1.4 最佳烧结温度选择及影响因素50

4.2　时间对裂纹玻璃烧结的影响52

4.2.1　烧结体的形貌52

4.2.2　烧结体的体积密度、吸水率、气孔率54

4.3 CaO含量变化对裂纹玻璃烧结性能的影响58

4.3.1 CaO含量变化对烧结体表观形貌的影响59

4.3.2 CaO含量变化对烧结体致密度的影响59

4.4　裂纹玻璃的烧结进程及机理分析60

4.4.1　裂纹玻璃的烧结进程描述60

4.4.2　裂纹玻璃烧结的理论基础61

4.4.3　裂纹玻璃的烧结机理分析62

4.4.4　裂纹玻璃比玻璃颗粒更易烧结的理论分析64

4.5　气孔的形成机理分析67

4.5.1 裂纹玻璃烧结体中的气孔形成过程分析67

4.5.2　玻璃颗粒烧结体中的气孔形成过程分析68

4.5.3 裂纹玻璃烧结体的气孔率低于玻璃颗粒烧结体的原因分析69

4.6　本章小结70

第五章　裂纹玻璃的晶化72

5.1　裂纹核化和晶体生长的机理分析72

5.1.1　裂纹核化的理论基础73

5.1.2 裂纹核化的成因及机理分析74

5.1.3　裂纹玻璃的晶体生长机理75

5.2　晶化温度对裂纹玻璃析晶的影响79

5.2.1 晶化温度对晶化度和宏观形貌的影响79

5.2.2 晶化温度与DTA晶化放热峰温度间的关系82

5.2.3 晶化温度对析晶总量的影响84

5.2.4 最佳晶化温度范围的选择86

5.2.5 最佳晶化温度下的显微结构86

5.3 CaO含量对裂纹玻璃析晶的影响87

5.3.1 CaO含量对DTA晶化放热峰温度的影响88

5.3.2 CaO含量对微晶玻璃宏观形貌的影响89

5.3.3 CaO含量对析晶总量的影响89

5.3.4 CaO含量对显微结构的影响89

5.3.5 CaO含量对析晶的影响机理分析90

5.4　仿生物碎屑纹理的形成及调控92

5.4.1　仿生物碎屑纹理形貌描述92

5.4.2　仿生物碎屑纹理的机理分析92

5.4.3　影响仿生物碎屑纹理生成的外部因素及调控措施94

5.5　本章小结97

第六章 裂纹玻璃晶化法微晶玻璃的性能表征99

6.1　抗折强度99

6.1.1　微晶玻璃强度概况99

6.1.2　强度变化趋势100

6.1.3　强度变化机理探讨100

6.2　密度和气孔率110

6.3　耐化学腐蚀性111

6.3.1 耐水性112

6.3.2　耐酸性112

6.3.3　耐碱性116

6.4　本章小结117

第七章 裂纹玻璃晶化法在固体废物资源化研究中的应用实例119

7.1　污泥的生成、环境危害性及处理必要性119

7.2　污泥的资源化现状及发展120

7.2.1　传统处理处置技术120

7.2.2　资源化先进技术及发展121

7.3　污泥微晶玻璃的研究现状123

7.4　污泥的物化性质124

7.5　裂纹玻璃晶化法制备污泥微晶玻璃的工艺流程设计和制备实验125

7.5.1　工艺流程设计125

7.5.2　制备实验127

7.5.3 污泥微晶玻璃的性能测试130

7.6　污泥裂纹玻璃的烧结130

7.6.1　烧结体的表观形貌130

7.6.2 密度与气孔率130

7.7　污泥微晶玻璃的表观形貌和微观结构132

7.7.1 污泥微晶玻璃的表观形貌132

7.7.2 污泥微晶玻璃的晶相组成（XRD）133

7.7.3 污泥微晶玻璃的显微结构（SEM）133

7.8　污泥微晶玻璃的性能表征135

7.8.1　致密度指标135

7.8.2　抗折强度136

7.8.3　耐化学腐蚀性136

7.8.4　微晶玻璃对重金属的固化效应137

7.9　本章小结138

结论140

参考文献145

附录 术语约定与说明153

附图156

附图1　各配方母玻璃的DTA曲线156

附图2　各配方母玻璃颗粒烧结体的扫描照片160

附图3　裂纹玻璃在不同烧结温度下的烧结体扫描照片166

附图4　裂纹玻璃在不同烧结时间下的烧结体扫描照片170

附图5　裂纹玻璃在不同晶化温度下的样品扫描照片174

附图6　裂纹玻璃在不同晶化温度下样品的XRD图谱180

附图7　裂纹玻璃晶化法微晶玻璃样品的实物照片185

附图8　微晶玻璃（BSL W2、4、5、8）被分层切削后表面的扫描照片186

附图9　微晶玻璃（BSL W6）被分层切削后表面和折断面的扫描照片189

附图10　污泥裂纹玻璃烧结样品的扫描照片191

附图11　污泥微晶玻璃的扫描照片193

附图12　不同晶化温度下的污泥微晶玻璃的XRD图谱194

后记196