近日，備受關注的華為P50正式發布。本次，華為P50系列中的高端旗艦機P50 Pro，前后采用了透明納米微晶玻璃蓋板。這是國內第一款使用納米微晶材質蓋板的旗艦機，也是全球第一款3d造型納米微晶材質的手機。那么微晶玻璃到底是什么物質？它是如何制備的呢？

華為P50 Pro 來源：華為官網

一、什么是微晶玻璃

微晶玻璃，又被稱作玻璃陶瓷，是對某些特定玻璃體系的基礎玻璃，通過可控析出微晶制得的一種材料，其微晶相在玻璃相中均勻分布。微晶玻璃由細小晶體及殘余玻璃相組成，含有大量玻璃相，并且可以高度結晶化，微晶玻璃內部至少含有一種玻璃相和一種微晶相。同時，普通玻璃內部原子是無規則排列，而微晶玻璃的內部是規則排列的細小的晶體結構，微晶大小一般在幾十納米到幾十微米之間。

二、微晶玻璃的發展歷程

微晶玻璃的發展歷程

三、微晶玻璃的主要特點

微晶玻璃不僅擁有玻璃的軟化溫度高、電絕緣性能好、化學穩定性等基本優點，又擁有陶瓷的耐磨性好、硬度大、機械強度大、熱穩定性好、膨脹系數可調等優點。微晶玻璃的基本性能主要由兩點決定：一個是組成相所具有的性質，如基礎玻璃的氧化物配料比、生成晶相的類別、剩余玻璃相的含量與性能；另外一個是由于熱處理工藝制度不同所引起的微晶體的數量和平均晶體粒徑的長度。

微晶玻璃的主要特點

四、微晶玻璃的分類

微晶玻璃有多種分類方法，可以從外觀透明度、微晶化原理、性能、基礎玻璃組成和結構等方面進行分類。

微晶玻璃的分類

五、微晶玻璃的生產工藝

玻璃微晶化處理是將制備完成的基礎玻璃按照一定的熱處理工藝對其進行加熱，保溫等受控晶化過程，在不同的熱處理溫度下進行核化與晶化處理，實現在基礎玻璃體內析出均勻分布的微晶。微晶玻璃的制備技術主要包括整體析晶法（熔融法）、燒結法、溶膠－凝膠法等幾類：

（1）整體析晶法法

熔融法是指在高溫條件下將原材料慢慢熔化的過程，之后將熔制好的玻璃液倒入模具中，在進行熱處理得到微晶玻璃樣品。玻璃粉末在燒結后形成樣品的收縮率較大、容易發生變形。

整體析晶法工藝流程

（2）燒結法

燒結法是指用基礎玻璃粉經過物質遷移使粉末產生強度并導致致密化和再結晶的過程。

燒結法工藝流程

（3）溶膠－凝膠法

溶膠—凝膠法是將金屬有機或無機化合物作為先驅體，經過水解形成凝膠，再在較低溫度下燒結，得到微晶玻璃。

溶膠－凝膠法工藝流程

微晶玻璃的生產工藝優缺點

六、微晶玻璃的其他應用領域

微晶玻璃具有玻璃和陶瓷的雙重特性，相較于傳統玻璃，其具備耐磨性好、硬度大、化學性質穩定等優點，同時具有無電磁干擾，不具備磁性的特點，通過對機身表面的細致處理可塑造出更加高端的視覺形象。作為未來最具潛力的材料之一，微晶玻璃還具有其他更多應用領域，值得人們深入研究與推廣。

（1）建筑領域

微晶玻璃因具有較高的硬度和強度，并且體積密度較低，幾乎不吸水，耐酸堿腐蝕，抗凍.無放射污染.鏡面效果好。微晶玻璃可以廣泛作為結構材料、熱絕緣材料等應用于建筑裝飾領域，是一種新型的綠色裝飾材料，該材料已迅速發展成為最具應用前景的建筑裝飾材料。

微晶玻璃陶瓷復合板材 圖片來源：中玻網

（2）機械工程領域

微晶玻璃具有耐高溫、抗熱震、耐浸蝕、耐磨、不導電、不導磁等特性，這些性質是傳統金屬難以企及的。同時，還具有易切削的性能。應用于旋轉葉片，活塞、炊具等方面，甚至在航空航天等高端用場合，如飛機、火箭、人造地球衛星上也出現了微晶玻璃的身影。

微晶玻璃烹飪面板 圖片來源：肖特賽蘭

（3）光學領域

某些特定的微晶玻璃具有低膨脹和零膨脹特性，適用于望遠鏡和激光外殼這些對于尺寸要求特別敏感的領域；用金、銀作核化劑的某些微晶玻璃具有較好的光學敏感性，因此可以起到“顯影”的作用。從而在光纖放大器、透紅外儀表，激光導航陀螺儀﹑光敏電阻、光太陽能電池等方面得到廣泛應用。

霍比－埃伯利望遠鏡（HET）  圖片來源：中國科普博覽

（4）電子領域

微晶玻璃具有膨脹系數可調的優勢，這使得它可以與很多材料膨脹特性相匹配，因此可以制備各種微晶玻璃基板電容器及高頻電路；某些微晶玻璃還具有獨特的介電性能，它們在精密部件，電子，航空領域具有廣泛的應用前景；極性微晶玻璃是一種新型的功能材料，含有定向生長的非鐵電體極性晶體具有壓電性和熱釋電性能，在水聲、超聲等領域有廣闊的應用前景。 

鋰離子電池保護器   圖片來源：肖特官網

（5）生物醫學領域

生物微晶玻璃具有良好的化學穩定性、生物相容、強磁性能等。目前，主要用作牙齒材料、人體骨骼修復、鐵磁性抗癌材料等。另外，人們利用微晶玻璃的抗熱沖擊性得到的紅外輻射，已實現在醫療保健產品中的應用。

陶瓷玻牙齒 圖片來源：名揚牙科

（6）化學化工領域

微晶玻璃具有良好的化學穩定性，幾乎不被腐蝕的特性而廣泛地應用于化工領域。如微晶玻璃在硫化鈉電池中作密封劑；在噴射式燃燒器中作為過濾器以消除汽車尾氣中碳氫化合物；在盛裝和輸運腐蝕性液體可作為槽或者管道。

顆粒過濾器  圖片來源：康寧

總結

微晶玻璃作為一種新型微晶材料，具有的耐高溫、耐腐蝕、高強度、高硬度、高絕緣性、低介電損耗、化學穩定性等優點。同時，具有簡單的制備工藝技術、廉價的原材料和低的制造成本，以及能工業化大規模生產的優勢。微晶玻璃不僅得到華為手機的青睞，而且在機械工程、建筑裝飾材料、軍事設施、生物醫藥等領域也具有巨大的市場前景，并有大量的材料已經實現商品化。隨著學科交叉和邊緣科學的發展，微晶玻璃會在越來越多的領域和研究方向得到應用，獲得更深層次的研究，進一步開發制備成本更低、性能更優、附加值更高、科技含量越高的微晶玻璃。

參考來源：

1、高介電常數透明微晶玻璃的研究  胡斌

2、溶膠—凝膠法制備鐵尾礦微晶玻璃的研究 趙建新

3、不同高爐渣和粉煤灰配比的微晶玻璃制備工藝及性能研究 曹鵬飛

4、微晶玻璃的制備、分類及應用評述 劉志杰

作者；晴天