研究表明，在陶瓷材料混合料中添加低热膨胀系数的难熔化合物可以提高材料的抗热震性。俄罗斯的研究人员在过去研究的基础上，研究了氧化铝与组成接近于堇青石的玻璃或硅微晶玻璃的化学反应，测定了反应生成物、烧结材料的相组成和结构及其密度、热性能、机械性能和介电性能。
　　试验使用了由Al(NO3)3溶液制得的α－Al2O3和某玻璃研究院研制的堇青石玻璃和硅微晶玻璃。堇青石玻璃的化学组成（w）：MgO 11.6%，Al2O3 31.7%，SiO2 52.1%，ZrO2 3.4%，Na2O 1.2%。其中ZrO2和Na2O在玻璃组成中起矿化剂和熔剂的作用。加入过量的SiO2可简化在（1 580±20） ℃的电炉内的熔化过程。为了得到硅微晶玻璃（85%的结晶相）在1 100~1 300 ℃的温度范围内2~3 h内可控制玻璃的结晶化。
　　以前进行的试验证明，在1 400 ℃ 2 h＋1 650 ℃ 1 h的热处理条件下，在刚玉中添加堇青石玻璃和硅微晶玻璃对所得复合材料的相组成、结构等性能的影响是一致的。因此，在大多数试验中只使用堇青石玻璃，堇青石玻璃的加入量10％~50％。为了使Al2O3与堇青石玻璃能完全反应，试样的烧成分三个阶段进行：前两个阶段的烧成条件是1 450 ℃ 3 h，第三个阶段是1 650 ℃ 4 h。每烧成一次后试样都磨碎后重新制成新的试样。最后所得的试样的性能见表1、2。
表1  Al2O3－堇青石玻璃材料的烧结性
试样 w（Al2O3）/% w（堇青石玻璃）/% 线变化率/％ 体积密度/(g•cm-3) 吸水率/% 显气孔率/％ 气孔率/%
1 100 － 24.2 3.32 1.5 5.0 16.2
2 90 10 12.6 2.73 1.55 4.23 26.4
3 80 20 16.3 3.02 0.09 0.27 17.7
4 70 30 9.2 3.01 0 0 14.2
5 63.8 36.2 19.7 2.61 0 0 23.7
6 50 50 19.7 2.47 0 0 －
表2烧结试样的基本性能
试样 线膨胀系数（100~700 ℃）/10-6K-1 抗折强度/MPa 电阻（100 ℃，lgρν）/Ωcm 介电性（106 Hz，25 ℃）/ε 在800、900、1 000、1 100和1 200－水冷条件下热震5次后的抗折强度/MPa
1 8.16 221 15.8 10.0 1 000 ℃后损毁
2 7.44 132 13.4 7.7 ≤20
3 7.31 120 13.8 7.9 ≤15
4 6.74 71 14.8 7.6 ＜10
5 6.53 63 15.1 7.3 ＜10
6 5.49 128 13.8 6.9 ＜10
　　试样强度测定结果表明，含有50%堇青石玻璃的试样依靠单晶莫来石的增强，其强度要高于含20％、30％和40％堇青石玻璃的试样的强度。而经过热震循环后其具有与其他试样一样低的强度。这表明在含堇青石玻璃的材料中必须要有较高的均质性，可以增加其抗热震强度。
　　Al2O3－堇青石玻璃材料的导电性能和介电性能与生产纯氧化铝陶瓷材料的并无不同。其原因是所用原料及其反应生成物的导电性能和介电性能比较接近。
　　研究结论认为，堇青石玻璃或硅微晶玻璃，无论其结晶程度如何，在与氧化铝的混合料中在1 400 ℃以上的烧成条件下会与Al2O3发生化学反应，生成莫来石和镁铝硅酸盐玻璃。
　　试样的高温线膨胀系数随着堇青石玻璃含量的增加呈直线下降的特点。烧结试样的显微结构是由长的单晶莫来石构成，莫来石晶体周围包裹有玻璃相。由于试样是非均质结构，烧结试样的抗热震性不受高温线膨胀系数的影响。（程庆先编译自俄刊《耐火材料与工程陶瓷》2009，11/12）