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外观晶莹透亮、美丽壮观的水晶常被用来制作一些雕塑、珠宝、水晶球等观赏品。天然水晶的形成周期较长和不断上涨的价格,使得寻找天然水晶替代品是非常有必要的。传统的水晶替代品是铅玻璃,因为氧化铅具有较高的折射率和化学稳定性等,而且其应用也非常广泛。但是传统铅晶质玻璃含有大量的氧化铅及相应的铅溶出物,铅溶出物可以通过多种方式进入人体,长期接触铅及其化合物会导致心悸,易激动,严重者还会导致神志模糊、昏迷。所以晶质玻璃无铅化是大势所趋。本文用氧化钡取代氧化铅制备了SiO2-R2O-BaO-ZnO体系无铅晶质玻璃,从根本上解决铅溶出的问题。通过红外光谱测试玻璃的结构,用阿基米德法测试玻璃的密度,阿贝折射仪测试玻璃的折射率,热膨胀仪测试玻璃的热膨胀系数。探讨了氧化钡含量、碱金属含量对玻璃性能的影响,并用氧化硼部分取代二氧化硅降低膨胀系数,提高化学稳定性。通过研究制得的无铅晶质玻璃的密度为2.95-3.13g/cm3;折射率为1.559-1.565；在90℃水中浸泡6h后的平均腐蚀速率为1.42-0.75×10-8g·mm-2·min-1;在30-400℃的热膨胀系数为70.42-91.42×10-7℃-1；玻璃转变温度为511-567℃,软化温度为566-641℃。用氧化钡和氧化锌取代氧化铅制备了折射率为1.580-1.64的B2O3-BaO-ZnO体系无铅晶质玻璃,从根本上解决了铅溶出的问题。通过研究发现：随着氧化钡含量的增加,无铅晶质玻璃的密度为由3.06g/cm3增大到3.89g/cm3,完全满足晶质玻璃密度≥3.0g/cm3的要求；折射率由1.580增大到1.641,远远大于传统的含铅晶质玻璃的折射率(1.5400-1.5650)；在水中的腐蚀速率为6.31-11.64x10-9g·mm-2·min-1,可以看出氧化钡基无铅晶质玻璃具有较好的抗腐蚀性。从红外光谱可以看出随着玻璃成分的变化,玻璃中的[BO4]四面体逐渐向[BO3]三角体转变。本文采用传统玻璃熔制工艺制备无铅晶质玻璃,制备方法简单,生产成本低,无环境污染,对人体无毒无害,可替代装饰材料产品市场常用的铅晶质玻璃,满足市场对高档晶质玻璃制品的需求。