[发明专利]一种利用高温共聚焦显微镜系统实时观察微晶玻璃析晶及晶体生长的方法

说明书

本发明涉及一种利用高温共聚焦显微镜系统实时观察微晶玻璃析晶及晶体生长的方法，具体涉及一种利用高温共聚焦显微镜系统原位观察玻璃热处理获得微晶玻璃的过程中的析晶及晶体生长的方法，包括：（1）将玻璃放入坩埚后置于加热炉的支架上并通入压缩空气；（2）调节共聚焦显微镜的镜头焦距，使玻璃的观察面清晰地呈现在视场中；（3）设置热处理的温度控制程序和激光共聚焦显微镜参数，对玻璃进行热处理的同时实时观察和记录玻璃的析晶和晶体生长的过程，并将玻璃的热处理过程保存为图片和/或视频；所述热处理的温度控制程序包括微晶玻璃的核化过程和晶化过程。

技术领域

本发明涉及一种利用高温共聚焦显微镜系统实时观察微晶玻璃析晶及晶体生长的方法，具体涉及一种利用高温共聚焦显微镜系统原位观察玻璃热处理获得微晶玻璃的过程中的析晶及晶体生长的方法，属于玻璃热处理技术领域。

背景技术

微晶玻璃是材料科学上的一项最新的进展，已被我国规划为国家综合利用行动的战略发展重点和环保治理的重点，被称为跨世纪的综合材料，它具有很多优异的性能，如：机械强度高、热膨胀性可调、抗热震性好、耐化学腐蚀、低的介电损耗、电绝缘性好等优越的综合性能，被广泛应用在航天、交通、能源、环境等各个行业。微晶玻璃是指特定组成的基础玻璃在一定温度制度下进行热处理，获得的一种既含有大量微晶又含有定量的玻璃相的固体材料。影响微晶玻璃的综合性能的主要有三大因素：原始组成的成份、微晶体的尺寸和数量、残余玻璃相的性质和含量。在微晶玻璃的热处理工艺中，控制晶体从玻璃基体中析出的两个重要步骤：1.晶核的析出，2.晶体的长大。因此，热处理工艺的控制对获得的微晶玻璃的性能起着非常重要的作用。

但在常规的热处理工艺中，通常将玻璃材料置于马弗炉中进行热处理，但该方法只能看到热处理前和热处理后组织结构的变化，无法实时的观察到热处理过程中玻璃析出晶核和晶体生长的过程，难以具体了解玻璃析晶及晶体生长的规律。而且，在常规的热处理工艺中，对于所需的特定尺寸含量微晶体以及特定含量残余玻璃相的微晶玻璃的制备，无法快速获得较佳的玻璃热处理工艺制度，只能通过大量的前期实验进行探索。

发明内容

为了解决玻璃在传统热处理中无法观察到玻璃析出晶核和晶体生长过程、以及针对特定性能和需求的微晶玻璃短时间内无法获得较佳的玻璃热处理工艺制度，本发明提供一种利用高温共聚焦显微镜系统原位观察微晶玻璃在热处理过程中的析晶及晶体生长的方法，包括：

(1)将玻璃放入坩埚后置于加热炉的支架上并通入压缩空气；

(2)调节共聚焦显微镜的镜头焦距，使玻璃的观察面清晰地呈现在视场中；

(3)设置热处理的温度控制程序和激光共聚焦显微镜参数，对玻璃进行热处理的同时实时观察和记录玻璃的析晶和晶体生长的过程，并将玻璃的热处理过程保存为图片和/或视频；所述热处理的温度控制程序包括微晶玻璃的核化阶段或/和晶化阶段。

较佳的，所述玻璃的上下表面平整，且对所述玻璃的观察面进行抛光处理；优选地，所述玻璃为尺寸4mm×4mm×3mm的块体。

较佳的，所述玻璃为CaO-SiO₂-Al₂O₃体系玻璃、CaO-B₂O₃-SiO₂体系玻璃、BaO- B₂O₃-SiO₂体系玻璃、或ZnO-Al₂O₃-P₂O₅体系玻璃等。