摘要：以tio2—bao—sio2系统为高折射率玻璃微珠的玻璃系统，采用x射线衍射、梯度炉、光学显微镜等测试手段探讨了玻璃微珠的析晶、成型方法和折射率的测定方法。结果表明，tio2—bao—sio2玻璃系统随着tio2／bao摩尔比的增大，析晶倾向增大，所制得的玻璃微珠通过固体介质熔融比较法测得2．0<nd<2．1。
关键词：tio2—bao—sio2系统；玻璃微珠；高折射率
高折射率(nd≥1．9)玻璃微珠是制造回归反光新型光学功能复合材料的核心。回归反光材料是由高折射率玻璃微珠、反光衬底材料、耐候性高分子树脂及高性能胶粘剂组成的复合型贴膜材料。随着我国对基础设施建设投资力度的加大，尤其是西部大开发战略的实施，回归反光材料的需求量越来越大。目前国内使用的贴膜材料几乎全部是从美国3m公司进口。高折射率玻璃微珠在我国只有少数厂家采用铂金坩埚熔融法生产，其产品技术参数很不稳定，且设备投资大、耗能高、成品率低，难以大规模批量生产。所以，深入研究高折射率玻璃微珠的化学组成、成型方法以及性能参数的测定评价等，对于完善高折射率玻璃微珠的生产工艺，提高产品质量及降低成本等，在我国具有非常重要的意义。
本文以tio2—bao—sio2系统为高折射率玻璃微珠的玻璃系统，采用x射线衍射、光学显微镜等手段探讨了玻璃微珠的析晶、成型方法和折射率的测定方法。
1 实验部分
实验中tio2、baco3和sio2等均采用分析纯试剂。将各种原料按照一定的配比，称量混合均匀后，在刚玉坩埚中熔化并保温一定时间，将熔融液迅速倒入水中进行淬冷，得到的玻璃粉采取两种方式成珠。采用日本理学d／max 2200 x射线衍射仪进行物相分析。利用梯度炉测定玻璃析晶温度范围，成珠后的样品采用德国leitz laborluxl2 pol型光学显微镜进行玻璃微珠的失透、珠径和圆整度的观察。
2 分析与讨论
2．1 玻璃微珠组分的确定
nd＝1．93时球状透明体的焦距恰在球体的表面，此时作成的反射膜回归反射性能最好。普通玻璃不足以达到如此高的折射率，提高折射率的方法是在玻璃成分中加入折射率高的组分离子，如pb2+、ba2+、bi3+、ti4+等。由于pb2+有毒，不符合环保要求，而tio2—bi2o3系统形成玻璃的范围又极窄，因而选择tio2—bao—sio2系统作为玻璃微珠的系统。
根据蒋亚丝的研究成果，为了达到高折射率，组成必须考虑各组分的比例。tio2太少时，折射率低；tio2太高时，熔化困难。tio2和bao共存时，使玻璃的熔化温度下降。bao含量太高时，对坩埚的侵蚀相当严重。zno的折射率较高，能适当提高玻璃的耐碱性，zno含量过高时，将增大玻璃的析晶倾向。结合本研究几次尝试性的工作，确定tio2的含量范围(wt％)为30～50，bao的含量范围为30～50，sio2的含量为12～13。因影响玻璃折射率的主要因素为tio2与bao的含量，通过改变二者的比例，确定玻璃配方的化学组成(如表1所示)。
(待续)