微晶材料

微晶材料(microcrystalline material)是指通过快速冷凝工艺获得的晶粒尺寸小于5微米（μm ）的金属和非金属材料。

材料简介

它是由某些特定配方组成的各种硅酸盐原料（包括矿产原料、矿渣废渣原料、化工原料、晶核剂、添加剂、澄清剂等等），通过特定的温度制度或(和)光照（称光敏）处理受控微晶化而形成的具有特定优异性能的微晶相和残余硅酸盐相组成的多相固体材料。其质地可以是致密、无孔、耐磨等，也可以是疏松、多孔、抗压耐腐等。特定配方组成的各种硅酸盐原料加入一定量的晶核剂（有时也不加），再经加热（称热敏）或(和)光照（称光敏）处理，使特定组成的硅酸盐熔融体内均匀地析出大量细小的微晶体，而制成的透明或不透明固体结构材料。晶体尺寸一般小于0.1μm,晶体含量可达30%～90%（体积）。这类微晶材料的机械强度、化学稳定性、电性能均优于传统的普通玻璃、陶瓷，而生产工艺和使用原料却与传统的普通玻璃、陶瓷相似，还可大量利用工业废料、废渣、矿渣等。微晶材料在某种程度可以说是优化组合了传统玻璃、传统陶瓷及天然石材的诸多优点，一般的微晶材料其理化性能均优于天然石材和传统的玻璃、陶瓷，可用于建筑幕墙及室内各档次装修装饰，还可做机械上的结构材料，电子、电工上的绝缘材料，大规模集成电路的底板材料、微波炉耐热器皿面板、化工与防腐材料和矿山耐磨材料等等，在2010年远景规划中，微晶材料之一的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。微晶材料是21世纪极具有发展前景的新型材料和极具市场潜力的一种新兴高科技微晶行业。

材料特点

微晶材料与一般材料相比，具有以下特点：

①增大溶质原子在基体中的固溶极限，从而导致附加固溶强化和时效强化效果，使材料强度增加。

②使第二相质点细化，材料的晶粒度比常规材料细小1～2个数量级，材料的强度提高，塑韧性降低，抗蚀性、耐磨性和抗疲劳断裂能力得到改善，并可产生细晶超塑性，有利于加工成形。

③可形成新的亚稳相，并减少或消除材料中的偏析（材料凝固后其截面上不同部位或晶粒内部产生的化学成分不均匀现象）。

材料应用

已得到广泛研究的微晶材料有：

①快冷镁合金。如镁铝锌钇合金和镁铝锌钕合金等，其抗拉强度高达475兆帕(MPa)，伸长率达14%，抗腐蚀性能比常规镁合金高10倍，在汽车、航空工业中和海洋石油平台上获得应用。

②快冷铝合金。主要有低密度、高强度铝锂合金，耐高温的铝铁合金和高强度、耐磨损的铝硅合金。

③快冷钛合金。主要是钛稀土合金，其抗应力断裂和抗蠕变性能比常规钛合金高10倍，使用温度也提高165℃，可取代部分高温合金。

④快冷工具钢。其切削速度是普通高速钢刀具的两倍，在同样速度下，刀具寿命高10余倍。

⑤快冷高温合金。与普通高温合金比，使用温度可提高85℃，能用超塑性扩散连接制成径向多层复合式涡轮机叶片。