一. 研究目的
由於自然界礦物中常含有CaO , 為了提升這些礦物原料在玻璃陶瓷工業上的應用, 故
本研究係採用工業級原料并在成分中加入一定量的CaO , 以形成Li O-Al O CaO-SiO
(LCAS)的玻璃陶瓷, 然後將LCAS玻璃粉利用單軸加壓成型方式直接在高溫作燒結, 并
且探討晶核劑(TiO )含量對玻璃粉燒結體物理及化學性質的影響。
二. 文獻
Dennis N. Coon 在Mgo-Li O-Al O -SiO玻璃粉燒結的研究中, 發現可以在比較低的
燒結溫度(750℃) 下得到成品且可以達到理論密度值99% 以上。之後Sarahknickarbo
ckar ,R.Tuz zolo,Samuel 等人在β- 理輝石玻璃粉燒結研究中發現, 若增加Li O或
Na O之量則會提高熱膨脹係數, 反之, 若添加B O 或P O 則可以增加燒結性, 且在高
溫(265℃) 燒結後可達到理論密度值的90% 以上。
三. 方法
本研究係採用二段式熱處理,整個熱處理條件如下所述:
(1) 成核溫度為600℃ , 持溫時間為 2 小時。
(2) 成長及燒結溫度分別為790℃,820℃,850℃,950℃ 持溫時間則分別為3.6.9.12.
小時。
利用熱膨脹儀。熱差分析(DTA) .K-光繞射分析(XRD)。掃描式電子顯微鏡(SEM) 來研
究Li O-CaO-Al O -SiO (LCAS) 玻璃粉末燒結體物理及化學之性質。
四. 結果
玻璃的熱膨脹軟化點,DTA結晶溫度皆隨TiO 添加量的增加而升高, 然而將LCAS系玻璃
經過熱處後, 皆以β- 理輝石為主晶相, 其結晶度最高可達70%, 當添加TiO 時則有
第二相 石產生。
添加5%TiO 的燒結體比0%TiO 時有較少的孔隙，當添加量在10% 時, 則不易在低溫下
燒結緻密。
LCAS系玻璃粉末壓縮體具有收縮異方性, 直徑方向收縮率大於壓縮軸方向, 當添加Ti
O 時使得結晶溫度升高, 并使燒結收縮率增大。
LCAS-0%TiO LCAS-5%TiO LCAS-10%TiO 三試樣在25℃至500℃ 之熱膨脹係數分別為:3
.12*10 /10. 0.28*10 /C .0.04*10 /C.