矿渣微晶玻璃性能受析晶时间影响的研究

4.5.2.1　表观体积密度

在不同析晶时间条件下，矿渣微晶玻璃的表观体积密度如图4.27所示。从图4.27可以看出，随着析晶时间的延长，矿渣微晶玻璃的表观体积密度呈先增大后减小的趋势。在本实验条件下，当析晶时间为300 min时，矿渣微晶玻璃的表观体积密度达到最大值2.96 g／cm3。

图4.27　在不同析晶时间条件下矿渣微晶玻璃的表观体积密度

随着析晶时间的延长，矿渣微晶玻璃中钙铁辉石的析出量增加，造成致密性增加。同时，随着析晶时间的延长，矿渣微晶玻璃的析晶率和晶体尺寸均有所增加，有利于表观体积密度的增大。但是，析晶时间过长，导致矿渣微晶玻璃的表面裂纹等缺陷增多，表观体积密度反而下降。

4.5.2.2　显微硬度

在不同析晶时间条件下，矿渣微晶玻璃的显微硬度如图4.28所示。从图4.28可以看出，随着析晶时间的延长，矿渣微晶玻璃的显微硬度先增大后减小。在本实验条件下，当析晶时间为180min时，矿渣微晶玻璃的显微硬度达到最大值8.34。

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图4.28　在不同析晶时间条件下矿渣微晶玻璃的显微硬度

随着析晶时间的延长，矿渣微晶玻璃的晶体析出量增加，有利于显微硬度的增加；同时，晶体析出相也影响矿渣微晶玻璃的显微硬度。随着析晶时间的延长，钙铁辉石的析出量增加，有利于矿渣微晶玻璃硬度的改善，但是各种析晶相的比例也发生了较大变化，随着析晶时间的延长，普通辉石和紫苏辉石的质量分数也逐渐增加，而普通辉石和紫苏辉石的显微硬度比钙铁辉石小，所以造成矿渣微晶玻璃的硬度反而下降。

4.5.2.3　抗折强度

在不同析晶时间条件下，矿渣微晶玻璃的抗折强度如图4.29所示。从图4.29中可以看出，随着析晶时间的延长，矿渣微晶玻璃的抗折强度呈先增大后减小的趋势。在本实验条件下，当析晶时间为180 min时，矿渣微晶玻璃的抗折强度达到最大值178 MPa。

图4.29　在不同析晶时间条件下矿渣微晶玻璃的抗折强度

随着析晶时间的延长，矿渣微晶玻璃的晶体规则排列程度增加，形成较高的断裂表面能，故抗折强度增加；当析晶时间超过240 min时，矿渣微晶玻璃的晶体排列程度恶化，使其断裂表面能下降，故抗折强度反而降低。同时，抗折强度与晶粒直径的平方根成反比，随着析晶时间的延长，晶体析出量增加，而晶体尺寸增大，综合作用导致矿渣微晶玻璃的抗折强度呈先增大后减小的趋势。