0 引言

微晶玻璃（glass-ceramic）又称微晶玉石或陶瓷玻璃^[1]，是综合玻璃，是一种新型的复合材料，它的学名叫做玻璃水晶。微晶玻璃^[2]是将特定组成的基础玻璃，在加热的过程中通过控制晶化而制得的一类含有大量微晶相及玻璃相的多晶固体复合材料^[3]。微晶玻璃和我们常见的玻璃看起来大不相同。它具有玻璃和陶瓷的双重特性，普通玻璃内部的原子排列是没有规则的，这也是玻璃易碎的原因之一。而微晶玻璃像陶瓷一样，由晶体组成，也就是说，它的原子排列是有规律的。所以，微晶玻璃比陶瓷的亮度高，比玻璃韧性强。但微晶玻璃既不同于陶瓷，也不同于玻璃。微晶玻璃与陶瓷的不同之处是：玻璃微晶化过程中的晶相是从单一均匀玻璃相或已产生相分离的区域，通过成核和晶体生长而产生的致密材料；而陶瓷材料中的晶相，除了通过固相反应出现的重结晶或新晶相以外，大部分是在制备陶瓷时通过组分直接引入的^[4]。微晶玻璃与玻璃的不同之处在于微晶玻璃是微晶体（尺寸为0.1～0.5μm）和残余玻璃组成的复相材料；而玻璃则是非晶态或无定形体。另外微晶玻璃可以是透明的或呈各种花纹和颜色的非透明体，而玻璃一般是各种颜色、透光率各异的透明体。

1 微晶玻璃的发展史

由玻璃制备多晶材料的思想可追溯到18世纪，那时人们就知道玻璃在适当的温度下，经过足够时间的热处理后，会失透或结晶。法国科学家鲁米汝尔就进行过以玻璃制备多晶材料的尝试，但是他没有完成对晶化的控制，而这对于制造真正的微晶玻璃是非常必要的。

从20世纪30年代开始，由玻璃体结晶而形成致密的陶瓷的想法已得到了较高的关注。但微晶玻璃的研制成功并实现工业化，则始于20世纪50年代末，1957年美国康宁公司著名的玻璃化学家S.D.Stookey首先研制成功了商品光敏微晶玻璃^[5,6]，此次发现对以后的研究是非常有意义的^[7]。Stookey在研究感光玻璃时，无意中发现了所制得的玻璃具有较高的机械强度，他意识到这种玻璃在结构上与其他的玻璃是有所不同的。他把感光后的不透明玻璃加热到比平常热处理温度更高的温度，获得了微晶玻璃重要的基本发现。他发现玻璃并没有熔化，而是转变为不透明的多晶陶瓷材料，这种材料所具有的机械强度比原始玻璃有明显的提高，而且其他的性质，如电绝缘性也得到了显著的改善。

微晶玻璃的发展经过了三个阶段^[8]：架状硅酸盐微晶玻璃，片状或链状微晶玻璃，多晶微晶玻璃。早期的研究主要关注微晶玻璃优良的力学性能，其典型应用是作为建筑材料。目前，对微晶玻璃的研究及应用开发主要在生物医药材料、电磁材料、超导材料、建筑材料等方面。

2 微晶玻璃的特性

如前所述，玻璃是一种具有无规则结构的非晶态固体^[9,10]，或称玻璃态物质，从热力学观点出发，它是一种亚稳态，较晶态具有较高的内能，在一定条件下可转变为结晶态（多晶体）。对玻璃控制晶化而制得的微晶玻璃具有突破的力学、热学及电学性能^[11-13]。

2.1力学性质

2.1.1强度