1. 研究目的与意义（文献综述）

1.目的及意义

目前，手机作为人类生活中必不可少的通信工具，其极大的方便了人们的交流，早已经成为生活中必不可缺的一部分。而手机行业也在不断成长。外观也从中庸的老年机型过渡到了外观时尚的智能机，使用的范围也不再仅限于通话。但是，就在手机行业高速发展的同时，也迎来了新的困难：随着屏幕尺寸的增大，对屏幕玻璃硬度和韧性的要求越来越高。目前的玻璃材料在满足防破碎性能后，抗划伤性能又会降低，而且智能手机作为一种使用工具，在日常生活中就难免磕磕碰碰。超过 85%用户表示其智能手机每年摔落 1 次，55%用户智能手机每年摔落 3 次以上。而智能手机屏幕作为玻璃制品，自然易碎，每年因屏幕摔坏而换手机的机主比比皆是。所以，国内外急需一种能满足多种需求的高性能玻璃。

铝硅酸盐微晶玻璃是一种由基础玻璃严格控制晶化行为而制成的微晶体和玻璃相均匀分布的材料。该微晶玻璃具有高硬度、突出的抗折强度和耐冲击强度以及膨胀系数较低等特点，通过对晶化工艺的控制，我们可以实现透明、半透明、不透明等多种产品的制备，是一种潜在的新型移动终端用玻璃材料。制备方法主要是根据原材料的种类、特性及对材料的性能要求而变化，主要有整体析晶法（熔融法）、烧结法、溶胶-凝胶法等，目前前两种是国内工业化应用的方法。然而，微晶玻璃组成对成形工艺和晶化工艺产生重要影响，并将影响微晶玻璃的质量和性能。目前，针对移动终端用的铝硅酸盐微晶玻璃研究较为匮乏，其基础组成仍不确定。 为了优化制备工艺和性能，国内外诸多学者在微晶玻璃中尝试引入y₂o₃。罗志伟、卢安贤等人曾经在sio₂-al₂o₃-b₂o₃-k₂o-li₂o系统微晶玻璃中引入y₂o₃，研究了y₂o₃含量的变化对玻璃析晶行为、析出晶相种类、晶粒尺寸、晶粒分布以及微晶玻璃的力学性能的影响，结果表明y₂o₃含量的增加可以使玻璃的析晶峰值温度升高，析晶峰逐渐变宽、变钝；y₂o₃的加入并不影响微晶玻璃中主晶相的组成，但对其微观结构有明显影响；在y₂o₃含量小于2.0％（摩尔分数）时，微晶玻璃的抗弯强度随y₂o₃含量增加而增加；当y₂o₃含量为2.0％时，微晶玻璃的抗弯强度值最高，达217mpa；当2.0％ ≤x（y₂o₃）≤ 2.5％时，抗弯强度反而降低；当y₂o₃含量为2.5％时，获得的微晶玻璃具有良好的半透明性。而郑伟宏、程金树等人通过往cao-al₂o₃-sio₂（cas）系统微晶玻璃中引入y₂o₃研究y₂o₃的引入对微晶玻璃烧结过程、微观结构以及性能的影响。结果表明随着y₂o₃含量的增加，微晶玻璃烧结温度降低，且烧结时间变短。当y₂o₃质量分数为3．25％时，cas微晶玻璃具有最佳的制备工艺和最好的力学性能。李亚娟、吴松全等人采用高分子网络凝胶法成功地制备出多组分氧化物li₂o-al₂o₃-sio₂（las）微晶玻璃超微粉末，并加入稀土氧化物y₂o₃。通过将粉体压制烧结得到微晶玻璃块体，利用ir，xrd，sem等测试手段研究了掺杂对微晶玻璃组织与性能的影响，测定了微晶玻璃的热膨胀系数。实验结果表明y₂o₃使微晶玻璃的相变温度降低到900℃；掺杂后微晶玻璃的粒径减小；高分子网络凝胶法制备的li₂o-al₂o₃-sio₂（las）微晶玻璃热膨胀系数达到10^-7数量级，掺y₂o₃使li₂o-al₂o₃-sio₂（las）微晶玻璃的热膨胀系数提高。 候永改、张明岩等人在cao-al₂o₃-sio₂（cas）系统微晶玻璃中引入稀土氧化物y₂o₃,结合dta,xrd,sem等研究了y₂o₃的加入对微晶玻璃结合剂微观结构及其性能的影响。结果表明：随y₂o₃含量的增加,微晶玻璃结合剂的耐火度降低,流动性增大。当y₂o₃含量为0.8%（质量分数）时,钙铝硅系微晶玻璃结合剂具有最佳的力学性能（显微硬度753.26 mpa,抗折强度167.50 mpa,磨耗比1∶8.23）。加入y₂o₃会影响玻璃的析晶性能,当加入y₂o₃为0.8%时,促进析出新晶相li₂al₂sio₁₀和β石英,尺寸大小约为0.2～1μm,其具有致密的微观结构,利于用于作cbn砂轮的结合剂。这些实验表明，y₂o₃可以影响微晶玻璃的微观结构、抗弯强度、提高热膨胀系数等诸多性能，有鉴于此，本文拟探讨y₂o₃引入量的调整对铝硅酸盐微晶玻璃成形工艺和晶化工艺的影响，利用xrd，sem等测试方法测试y₂o₃引入量对铝硅酸盐微晶玻璃微观结构、热膨胀系数、高温粘度等性能的影响，通过关键的工艺设计来获知y₂o₃对微晶玻璃成形工艺和晶化工艺的影响规律，从而制备具有合适结构、满足屏幕玻璃需求的高性能微晶玻璃。

2. 研究的基本内容与方案

2．研究（设计）的基本内容和技术方案

2.1 基本内容

1.文献调研，了解国内外相关研究概况和发展趋势，了解选题与社会、健康、安全、成本以及环境等因素的关系。

3. 研究计划与安排

3．进度安排

第1-3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4-8周：按照设计方案，熔制铝硅酸盐微晶玻璃，并研究y₂o₃引入量对成形工艺的影响。

4. 参考文献（12篇以上）

4.参考文献

[1]罗志伟,卢安贤.y₂o₃含量对sio₂-al₂o₃-b₂o₃-k₂o-li₂o系统微晶玻璃的析晶及性能的影响.中国有色金属学报,2009,19(7):1264-1269.

[2]郑伟宏,程金树,全健,王洪成,楼贤春.y₂o₃掺杂cao-al₂o₃-sio₂系微晶玻璃的研究.玻璃与搪瓷,2007,35(1):1-5.