1. 研究目的与意义（文献综述）

微晶玻璃是通过特殊组分玻璃在加热过程中进行控制析晶而制成的多晶固体材料。微晶玻璃具有一系列优异的性能，其机械强度高; 硬度大，耐磨性能好；热膨胀系数可在很大范围内调整；电绝缘性能优良，介电损耗小、介电常数稳定；具有良好的化学稳定性和热稳定性，能适应各种恶劣的使用环境； 软化温度高，即使在高温环境下也能保持较高的机械强度；与相同力学性能的金属材料相比，其密度小但质地致密； 跟天然矿物材料相比，具有不透水、不透气等优点。微晶玻璃由玻璃相和晶相构成，兼具玻璃的基本性能和陶瓷的多晶特征，其性能指标也因此往往优于同类玻璃和陶瓷，从而在电子、能源、生物医学、建筑等领域获得广泛应用。它是一种新型的建筑装饰材料。

以尾矿等冶金固体废弃物为原料制备微晶玻璃具有很大的应用潜力，是解决环境污染问题和资源再生利用的一个重要途径。在 2010 年远景规划中，微晶玻璃被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^[1]。

国内外已经有了大量的研究通过高炉渣、铬渣、灰渣等矿渣来造微晶玻璃，钢渣中含有高含量的钙，而粉煤灰中又含有高含量的硅和铝，采用二次加热热处理工艺方法制备出 cmas 系统的微晶玻璃^[2]。矿渣微晶玻璃也被称为21世纪的绿色建材^[3]。

我国第一条微晶玻璃生产线于 1993 年由河南新郑艺通建材公司建成。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

黑色微晶玻璃的制备：以石英或石英砂（sio₂）、石灰石（cao）、菱镁矿（mgo）、或加白云石（ca co₃·mg co₃）、氢氧化铝粉末、氧化铝粉末或长石（al₂o₃）、纯碱（na₂co₃）、三氧化二铁（fe₂o₃）等原材料配料，制备微晶玻璃。

不同铁含量的掺过渡金属氧化物着色的黑色微晶玻璃的制备：以石英或石英砂（sio₂）、石灰石（cao）、菱镁矿（mgo）、或加白云石（ca co₃·mg co₃）、氢氧化铝粉末、氧化铝粉末或长石（al₂o₃）、纯碱（na₂co₃）、三氧化二铁（fe₂o₃）等材料与着色剂（三氧化二铬（cr₂o₃）、氧化镍（nio））进行混料，通过控制三氧化二铁（fe₂o₃）的掺量及着色剂的掺量，制备不同铁含量的掺过渡金属氧化物着色的黑色微晶玻璃。

对上述所制得的黑色微晶玻璃进行光学性能与机械性能测试，通过xrd、sem等测试技术对其形貌结构及物相组成进行了分析；通过光谱测量仪（紫外分光光度计和傅立叶近红外光谱仪）测量其透射光谱，分析透射率、玻璃呈色（颜色）、与铁含量的关系。通过显微硬度计（压痕法）测量微晶玻璃的显微硬度值并分析其与铁含量的关系；研究抗压强度做出分析、评估。

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4－8周：按照设计方案，制备黑色微晶玻璃。

第9－12周：采用xrd、sem、光谱测量仪、显微硬度计等测试技术对黑色微晶玻璃的结构与性能进行测试分析。

第13－14周：总结实验数据，完成并修改毕业论文。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]吕长征,彭康,杨华明.尾矿制备微晶玻璃的研究进展.硅酸盐通报,2014,33(9):2236-2242.

[2]李延竹,李长荣. cmas 系钢渣微晶玻璃的晶化时间对其力学性能的影响.中

国陶瓷,2015,51(4):59-62.

[3]刘智伟,孙业新,种振宇,李志峰. 利用高炉矿渣生产微晶玻璃的研究应用. 莱钢科技,2006(3):49-51.