利用废玻璃制备可机械加工微晶玻璃的研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

随着科学技术的发展，玻璃的应用范围越来越广，从人们的日常生活和房屋建筑，到如今科技创新所不可缺少的材料。玻璃广泛应用的同时，也因此产生了大量的废弃玻璃。废玻璃作为一种固体废弃物不仅占用土地，而且对坏境产生较大的危害。因为玻璃即使埋在土壤中几百年也不降解，仍会对环境造成影响。相关研究表明，每回收利用1吨废玻璃，相当于节约0.6~0.7吨石英砂、0.1~0.3吨纯碱、0.1~0.3吨其它化工原料，0.3~0.4吨煤或0.2~0.3吨重油（或相同热值的电和天然气）。同时还可减少废气排放约2000立方米（so2、co2、nox）。因此，把废玻璃作为一种资源加以回收利用，制备出具有利用价值的材料，达到节约资源和减少环境污染的双重目标，具有重要的意义。

在国外，美国、德国、日本等国家废玻璃回收利用都已达80%以上，世界平均水平也接近50%。废玻璃一般用于制造建筑材料（饰面砖、涂料）、道路材料（玻璃沥青、玻璃微珠），保温材料（泡沫玻璃、玻璃棉）等。如美国用60%~85%的废玻璃和15%~40%的石料代替沥青铺料，由于其导热率低，可在冬季用于路面维修和施工。美国的西加尔陶瓷材料公司在80年代就研制出了用废玻璃生产贴面材料的新技术，并且已经制备出大小为2平方厘米，厚4毫米的多种颜色的贴面材料，受到顾客的欢迎。而我国废玻璃回收利用率却长期徘徊在25～30%之间，对废玻璃的利用主要是制造建筑材料、玻璃微珠、玻璃棉等低质量低附加值产品。这主要是我国对废玻璃的回收起步较晚，分类回收机制不完善，回收再利用技术不先进。企业回收废玻璃成本增大，使得回收废玻璃不如购买原料划算，这些原因共同导致废玻璃回收利用率较低。我国是一个玻璃的生产大国，同时也产生大量废玻璃，因此废玻璃回收利用率的提高关系到环境保护与经济发展，同时有利于解决资源短缺的问题。

本课题是采用含氟乳浊玻璃制备具有一定机械加工性能的微晶玻璃。微晶玻璃的性能主要取决于微晶相的种类、晶体尺寸和数量、残余玻璃相的性质和数量。因此，我们可以根据实际需要调整各组分的比例，通过控制核化和晶化过程，制备出需要的晶体种类、数量、尺寸，从而获得钙云母微晶玻璃，使微晶玻璃具有可机械加工的性能。寻找一种新的方法，利用废玻璃制备出具有一定机械加工性能的微晶玻璃，对废玻璃的回收与利用具有重要意义。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

材料制备：用含氟乳浊废玻璃为原料，加入外加剂，经熔化后，在经核化和晶化过程制备出具有一定加工性能的微晶玻璃。

材料表征：对玻璃试样进行结构表征，通过XRD测试玻璃中的析晶情况，通过SEM测试玻璃中的微区形貌。测试样品各机械性能，包括强度、硬度等。

2.2研究目标

1、了解含氟乳浊玻璃的主要组成；

2、了解可机械加工微晶玻璃的主要性能及评价方法；

3、采用含氟乳浊玻璃制备具有一定机械加工性能的钙云母微晶玻璃；

4、对玻璃样品进行相关结构及性能测试。

2.3技术方案

1、基础玻璃成分设计。通过XRF分析，得到废玻璃样品的化学组成，确定配合比。下表为两种配比组成：

表1玻璃组成（wt%)

2、微晶玻璃样品的制备。采用熔融法制备微晶玻璃。按配合比在废玻璃中加入外加成分和晶核剂，在将其熔化后，使玻璃内形成晶核，在经过热处理使晶核长大，最后缓慢冷却到室温，得到微晶玻璃实验样品。

3、样品的表征。对微晶玻璃试样进行结构表征，通过XRD测试玻璃中的析晶情况，通过SEM测试玻璃中的微区形貌。测试样品各机械性能，包括强度、硬度等。

3. 研究计划与安排

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4－12周：按任务书及开题报告的要求完成毕业论文全部实验内容。

第13－14周：实验数据分析及撰写论文。

4. 参考文献（12篇以上）

[1].mukherjeedp,dassk.influenceoftio2contentonthecrystallizationandmicrostructureofmachinableglass-ceramics[j].journalofasianceramicsocieties.2016;4(1):55-60.

[2].chenj,xiez,weis.cryogenicmechanicalpropertiesofmachinablemicaglass-ceramic[j].raremetalmaterialsandengineering.2015;44:714-7.

[3].leungbtw,tsoijkh,matinlinnajp,powehn.comparisonofmechanicalpropertiesofthreemachinableceramicswithanexperimentalfluorophlogopiteglassceramic[j].journalofprostheticdentistry.2015;114(3):440-6.