微晶玻璃技术(原著第2版)

《微晶玻璃技术》先介绍了微晶玻璃的组成及性质特点，然后详细讲述了各种微晶玻璃系统和微晶玻璃的微观结构控制，最后是微晶玻璃在具体领域的应用。书中有许多微晶玻璃技术实例，全面反映了欧美国家近期新的微晶玻璃生产技术和进展，具有很强的实用性和参考价值。《微晶玻璃技术》可供从事无机非金属材料研究的科研人员、生产技术人员参考，也可作为高等院校相关专业的教学参考书。

王双华，郑州大学复合材料设计与应用研究所，副教授，2008年材料学博士毕业，留校任教。担任郑州大学机械学院本科三年级《材料与工艺》、《专业外语》的教学，近年来主持科研项目有：《陶瓷特种复合材料研发及产业化》（50万，2010年）；《硅碱钙石可加工微晶玻璃及其复合材料的研究》（5万，2013年）；《金属/微晶玻璃复合材料的制备及性能》（3万，2013年）等。发表微晶玻璃相关科研论文十余篇，其中EI收录4篇，中文核心期刊10篇。

发展史/1
第1章微晶玻璃设计的基本原理/4
1.1微晶玻璃的优点4
1.1.1工艺特性5
1.1.2热学特性5
1.1.3光学特性6
1.1.4化学特性6
1.1.5生物学特性6
1.1.6力学特性6
1.1.7电学和磁学特性6
1.2设计因素7
1.3晶体结构和矿物学特性7
1.3.1硅酸盐晶体7
1.3.1.1岛状硅酸盐9
1.3.1.2双硅酸盐9
1.3.1.3环状硅酸盐9
1.3.1.4链状硅酸盐9
1.3.1.5层状硅酸盐10
1.3.1.6网状硅酸盐10
1.3.2磷酸盐28
1.3.2.1磷灰石28
1.3.2.2正磷酸盐和磷酸氢盐29
1.3.2.3偏磷酸盐30
1.3.3氧化物32
1.3.3.1TiO232
1.3.3.2ZrO232
1.3.3.3MgAl2O4(尖晶石)33
1.4成核34
1.4.1均匀成核35
1.4.2非均匀成核36
1.4.3均匀成核和非均匀成核的动力学37
1.4.4成核理论在微晶玻璃研发中的应用实例39
1.4.4.1整体成核39
1.4.4.2表面核化43
1.4.4.3时间-温度-转变(TTT)相图45
1.5晶体长大46
1.5.1初次生长47
1.5.2各向异性生长49
1.5.3表面生长53
1.5.4树状和球状晶化54
1.5.4.1现象学54
1.5.4.2树状和球状晶体的应用56
1.5.5二次长大57
第2章微晶玻璃的组成系统/58
2.1碱金属和碱土金属硅酸盐58
2.1.1SiO2-Li2O(二硅酸锂)58
2.1.1.1化学计量组成58
2.1.1.2非化学计量多成分组成60
2.1.2SiO2-BaO(硅钡石)68
2.1.2.1化学计量二硅酸钡68
2.1.2.2多组分微晶玻璃69
2.2铝硅酸盐69
2.2.1SiO2-Al2O3(莫来石)69
2.2.2SiO2-Al2O3-Li2O(β-石英固溶体、β-锂辉石固溶体)71
2.2.2.1β-石英固溶体微晶玻璃71
2.2.2.2β-锂辉石固溶体微晶玻璃74
2.2.3SiO2-Al2O3-Na2O(霞石)76
2.2.4SiO2-Al2O3-Cs2O(铯榴石)79
2.2.5SiO2-Al2O3-MgO(堇青石、顽辉石、镁橄榄石)81
2.2.5.1堇青石微晶玻璃81
2.2.5.2顽辉石微晶玻璃84
2.2.5.3镁橄榄石微晶玻璃85
2.2.6SiO2-Al2O3-CaO(钙硅石)87
2.2.7SiO2-Al2O3-ZnO(Zn填充的β-石英、硅锌矿-红锌矿)89
2.2.7.1Zn填充β-石英微晶玻璃89
2.2.7.2硅锌矿和红锌矿微晶玻璃90
2.2.8SiO2-Al2O3-ZnO-MgO(尖晶石、锌尖晶石)92
2.2.8.1没有β-石英的尖晶石微晶玻璃92
2.2.8.2β-石英尖晶石微晶玻璃93
2.2.9SiO2-Al2O3-CaO(炉渣微晶玻璃)93
2.2.10SiO2-Al2O3-K2O(白榴石)96
2.2.11SiO2-Ga2O3-Al2O3-Li2O-Na2O-K2O(锂铝镓酸盐尖晶石)99
2.2.12SiO2-Al2O3-SrO-BaO(锶-长石-钡长石)99
2.3氟硅酸盐103
2.3.1SiO2-(R3+)2O3-MgO-(R2+)O-(R+)2O-F(云母)103
2.3.1.1碱金云母微晶玻璃103
2.3.1.2无碱金云母微晶玻璃107
2.3.1.3四硅云母微晶玻璃108
2.3.2SiO2-Al2O3-MgO-CaO-ZrO2-F(云母、氧化锆)109
2.3.3SiO2-CaO-R2O-F硅碱钙石110
2.3.4SiO2-MgO-CaO-(R+)2O-F(角闪石)114
2.4磷硅酸盐117
2.4.1SiO2-CaO-Na2O-P2O5(磷灰石)117
2.4.2SiO2-MgO-CaO-P2O5-F(磷灰石,硅灰石)119
2.4.3SiO2-MgO-Na2O-K2O-CaO-P2O5(磷灰石)120
2.4.4SiO2-Al2O3-MgO-CaO-Na2O-K2O-P2O5-F(云母、磷灰石)120
2.4.5SiO2-MgO-CaO-TiO2-P2O5(磷灰石、钛酸镁)124
2.4.6SiO2-Al2O3-CaO-Na2O-K2O-P2O5-F针状磷灰石125
2.4.6.1针状磷灰石的形成与磷酸钙钠的反应同时发生128
2.4.6.2从无序球形氟磷灰石晶体中形成针状磷灰石131
2.4.7SiO2-Al2O3-CaO-Na2O-K2O-P2O5-F/Y2O3、B2O3(磷灰石和白榴石)132
2.4.7.1氟磷灰石和白榴石132
2.4.7.2氧磷灰石和白榴石134
2.4.8SiO2-CaO-Na2O-P2O5-F(磷酸钙钠)136
2.5铁硅酸盐137
2.5.1SiO2-Fe2O3-CaO137
2.5.2SiO2-Al2O3-FeO-Fe2O3-K2O(云母,铁酸盐)138
2.5.3SiO2-Al2O3-Fe2O3-(R+)2O-(R2+)O(玄武岩)140
2.6磷酸盐141
2.6.1P2O5-CaO(偏磷酸盐)141
2.6.2P2O5-CaO-TiO2144
2.6.3P2O5-Na2O-BaO和P2O5-TiO2-WO3144
2.6.3.1P2O5-Na2O-BaO系统144
2.6.3.2P2O5-TiO2-WO3系统145
2.6.4P2O5-Al2O3-CaO(磷灰石)145
2.6.5P2O5-B2O3-SiO2146
2.6.6P2O5-SiO2-Li2O-ZrO2148
2.6.6.1含有16%(质量分数)ZrO2的微晶玻璃149
2.6.6.2含有20%(质量分数)ZrO2的微晶玻璃149
2.7其他系统150
2.7.1钙钛矿型微晶玻璃150
2.7.1.1SiO2-Nb2O5-Na2O-(BaO)151
2.7.1.2SiO2-Al2O3-TiO2-PbO152
2.7.1.3SiO2-Al2O3-K2O-Ta2O5-Nb2O5153
2.7.2钛铁矿型(SiO2-Al2O3-Li2O-Ta2O5)微晶玻璃153
2.7.3B2O3-BaFe12O19(钡铁氧体)或者BaFe10O15(铁酸钡)154
2.7.4SiO2-Al2O3-BaO-TiO2(钛酸钡)154
2.7.5Bi2O3-SrO-CaO-CuO155
第3章微观结构控制/156
3.1固相反应156
3.1.1等化学相变156
3.1.2相间反应157
3.1.3溶出157
3.1.4利用相图预测微晶玻璃的聚集157
3.2微观结构设计158
3.2.1纳米晶体微观结构158
3.2.2细胞膜微观结构159
3.2.3海岸线-岛状微观结构161
3.2.4树枝状微观结构162
3.2.5残留微观结构165
3.2.6“卡片屋”结构165
3.2.6.1成核反应166
3.2.6.2初级晶相形成和云母析出166
3.2.7卷心菜头结构168
3.2.8针状互锁结构171
3.2.9薄片状双晶结构173
3.2.10晶体优先取向174
3.2.11晶体网状微观结构176
3.2.12天然材料举例176
3.2.13纳米晶178
3.3关键性能的控制179
3.4方法和测试180
3.4.1化学系统和晶相180
3.4.2晶相测定180
3.4.3晶体形成的动力学过程181
3.4.4微观结构测定184
3.4.5力学、光学、电学、化学和生物学性能185
3.4.5.1微晶玻璃的光学性能和化学组成186
3.4.5.2微晶玻璃的力学性能和微观结构186
3.4.5.3电学性能187
3.4.5.4化学性能187
3.4.5.5生物学性能188
第4章微晶玻璃的应用/189
4.1技术应用189
4.1.1雷达罩189
4.1.2光敏和蚀刻材料189
4.1.2.1Fotoform和Fotoceram190
4.1.2.2Foturan193
4.1.2.3其他产品195
4.1.3可加工微晶玻璃195
4.1.3.1MACOR和DICOR195
4.1.3.2VitronitTM198
4.1.3.3PhotoveelTM198
4.1.4磁盘基片199
4.1.5液晶显示201
4.2日用品应用202
4.2.1β-锂辉石固溶体微晶玻璃202
4.2.2石英固溶体微晶玻璃204
4.3光学应用206
4.3.1望远镜206
4.3.1.1发展需求206
4.3.1.2Zerodur微晶玻璃206
4.3.2集成透镜阵列208
4.3.3发光微晶玻璃的应用210
4.3.3.1太阳能集光器的Cr掺杂莫来石210
4.3.3.2用于可调激光器和光存储媒介的Cr掺杂尖晶石212
4.3.3.3稀土掺杂氟氧化物用于放大、上转换和量子切割215
4.3.3.4铬(Cr4+)掺杂镁橄榄石、β-硅锌矿和其他用于宽波放大的正硅酸盐219
4.3.3.5Ni2+掺杂镓酸盐尖晶石用于放大和宽波红外光源221
4.3.3.6用于白色LED的YAG微晶玻璃磷光粉224
4.3.4光学元件225
4.3.4.1用于光纤布拉格光栅无热化微晶玻璃225
4.3.4.2光学光栅和波导的激光诱导晶化230
4.3.4.3光学连接器的微晶玻璃套圈231
4.3.4.4可控红外线吸收和微波敏感性透明ZnO微晶玻璃的应用232
4.4医用和牙科用微晶玻璃232
4.4.1医用微晶玻璃233
4.4.1.1CERABONE233
4.4.1.2CERAVITAL235
4.4.1.3BIOVERIT235
4.4.2牙科修复用微晶玻璃236
4.4.2.1无金属修复剂用可模塑微晶玻璃237
4.4.2.2无金属修复剂可加工微晶玻璃244
4.4.2.3金属框架微晶玻璃246
4.4.2.4高韧性多晶陶瓷上的微晶玻璃装饰材料250
4.5电子和电学应用255
4.5.1绝缘体255
4.5.2电子封装256
4.5.2.1发展需求256
4.5.2.2性能和工艺257
4.5.2.3应用258
4.6建筑应用259
4.7涂层和焊接261
4.8新能源应用262
4.8.1锂电池组成262
4.8.1.1负极262
4.8.1.2电解质263
4.8.2固体氧化物燃料电池的连接材料263
后记未来发展方向/264
附录23种晶体结构的21张图/265
参考文献/278