玻璃陶瓷，是通過基礎玻璃的受控結晶生產的多晶材料。玻璃陶瓷材料與玻璃和陶瓷具有許多特性。玻璃陶瓷具有非晶相和一個或多個結晶相，并且與自發結晶相反，其通過所謂的“受控結晶”來生產，而自發結晶通常是玻璃制造中不希望的。微晶玻璃具有玻璃的制造優勢以及陶瓷的特殊性能。當用于密封時，某些玻璃陶瓷不需要釬焊，但可以承受高達700°C的釬焊溫度。微晶玻璃通常具有30％[m / m]至90％[m / m]的結晶度，并產生一系列具有令人感興趣的特性的材料，例如零孔隙率、高強度、韌性、半透明或不透明、色素沉著、乳光、低或甚至負熱膨脹、高溫穩定性、熒光、可加工性、鐵磁性、可吸收性或高化學耐久性、生物相容性、生物活性、離子電導率、超導性、隔離能力、低介電常數和損耗、高電阻率和擊穿電壓。這些性能可以通過控制基礎玻璃的組成和控制基礎玻璃的熱處理/結晶來定制。在制造中，微晶玻璃具有陶瓷的強度，但具有玻璃的氣密性。

玻璃陶瓷主要分兩個步驟生產：首先，玻璃是通過玻璃制造過程形成的。將玻璃冷卻，然后在第二步中重新加熱。在這種熱處理中，玻璃部分結晶。在大多數情況下，將成核劑添加到玻璃陶瓷的基礎組合物中。這些成核劑有助于并控制結晶過程。由于通常不進行壓制和燒結，因此與燒結陶瓷不同，玻璃陶瓷沒有孔。

存在各種各樣的玻璃陶瓷系統，例如Li?₂?O×Al?₂?O?₃?×?n?SiO?₂系統（LAS系統）、MgO×Al ₂?O?₃?×?n?SiO?₂系統（MAS系統）、ZnO ×Al ₂?O?₃?×?n?SiO?₂系統（ZAS系統）。

設計玻璃陶瓷材料的關鍵是控制基礎玻璃中晶體的成核和生長。結晶度將取決于存在的核數量以及材料加熱的時間和溫度而變化。重要的是要了解材料中發生的成核類型，無論是均質的還是異質的。

均相成核是玻璃材料固有的熱力學不穩定性所導致的過程。當向系統施加足夠的熱能時，亞穩玻璃態相開始返回能量較低的結晶態。此處使用“均質”一詞是因為核的形成來自基礎玻璃，而沒有任何第二相或表面促進其形成。

異相成核是將第二相或“成核劑”引入系統時使用的術語。第二相或表面的存在可以作為成核的催化劑，如果在核和基質之間存在外延，則特別有效。

由于微晶玻璃與人體組織的獨特相互作用或缺乏相互作用，它們被用于醫療應用。通常根據生物相容性將生物陶瓷分為以下幾類：生物鈍性（生物惰性）、生物活性或可吸收陶瓷。

顧名思義，生物無源（生物惰性）陶瓷的特征是材料與周圍生物組織之間的相互作用有限。從歷史上看，這些是“xxx代”生物材料，用于替代缺失或損壞的組織。使用惰性生物材料導致的一個問題是人體對異物的反應；已經發現會發生一種稱為“纖維包囊”的現象，其中組織將在植入物周圍生長，以試圖將物體與身體其余部分隔離開。這偶爾會引起各種問題，例如壞死或植入物隔離。兩種常用的生物惰性材料是氧化鋁（Al2O3）和氧化鋯（ZrO2）。

生物活性材料具有與天然組織形成鍵和界面的能力。就骨植入物而言，被稱為骨傳導和骨誘導的兩個特性在植入物的成功和壽命中起著重要作用。骨傳導是指材料允許骨骼在表面生長并進入材料的孔和通道的能力。骨誘導是一個術語，當一種材料刺激現有細胞增殖，從而導致新骨骼獨立于植入物生長時使用。通常，材料的生物活性是化學反應的結果，通常是植入材料的溶解。磷酸鈣陶瓷和生物活性玻璃通常被用作生物活性材料，因為它們在引入活體組織時會表現出這種溶解行為。與這些材料有關的一個工程目標是使植入物的溶解速率與新組織的生長速率緊密匹配，從而導致動態平衡。

可吸收陶瓷與生物活性陶瓷在與人體的相互作用方面相似，但主要區別在于溶解發生的程度。可吸收陶瓷的目的是要逐漸完全溶解，而新紙巾會逐漸生長。這些材料的結構已經變得非常復雜，引入了泡沫狀支架，以xxx程度地增加植入物與人體組織之間的界面面積。對于生物活性/可吸收植入物，使用高度多孔的材料會引起一個問題，即機械強度低，尤其是在腿骨等承重區域。磷酸三鈣（TCP）是一種成功的可吸收材料，但在高應力區域使用時，其機械強度也不足。

商業上最重要的系統是Li?₂?O×Al?₂?O?₃?×?n?SiO?₂系統（LAS系統）。的LAS系統主要是指的混合鋰、硅和鋁?的氧化物與另外的組件，例如，玻璃相形成劑如Na?₂?O，K?₂?O和CaO和澄清劑。作為成核劑，最通常使用氧化鋯（IV）與氧化鈦（IV）的組合。Hummel和Smoke首先對這一重要系統進行了深入研究。

結晶后，這種類型的玻璃陶瓷中的主要晶相是高石英固溶體（HQ ss）。如果對玻璃陶瓷進行更強的熱處理，則該HQ ss轉變為輝石固溶體（K ss，有時錯誤地稱為β-鋰輝石）。這種轉變是不可逆的和可重構的，這意味著晶格中的鍵被打破并重新排列。但是，這兩個晶相顯示出與Li可能顯示的非常相似的結構。

這些玻璃陶瓷的有趣特性是其熱機械耐久性。LAS系統的玻璃陶瓷是一種機械強度高的材料，可以承受高達800–1000°C的反復且快速的溫度變化。LAS玻璃陶瓷的主要結晶相HQ ss具有很強的負熱膨脹系數（CTE）仍為負碳酸鹽巖固溶體，但遠高于HQ ss。晶相的這些負CTE與殘余玻璃的正CTE形成對比。調整這些相的比例可在完成的復合材料中提供各種可能的CTE。通常對于當今的應用，期望低甚至零的CTE。負CTE也是可能的，這意味著與大多數材料在加熱時相反，這種玻璃陶瓷收縮。在某一點上，通常在60％[m / m]和80％[m / m]的結晶度之間，這兩個系數保持平衡，以使玻璃陶瓷整體的熱膨脹系數非常接近零。同樣，當材料之間的界面會遭受熱疲勞時，可以調整玻璃陶瓷以匹配將要結合的材料的系數。

最初開發用于天文望遠鏡的鏡子和鏡架的LAS玻璃陶瓷已廣為人知，并通過將其用于玻璃陶瓷灶臺，炊具和烤盤或用作數字投影儀的高性能反射器進入國內市場。

玻璃陶瓷的一種特別值得注意的用途是在陶瓷基復合材料的加工中。對于許多陶瓷基復合材料，不能使用典型的燒結溫度和時間，因為隨著溫度和燒結時間的增加，構成纖維的降解和腐蝕成為一個更大的問題。SiC纖維就是其中的一個例子，它可以在高于1470K的溫度下通過熱解而開始降解。一種解決方案是使用陶瓷的玻璃狀而不是陶瓷作為燒結原料，因為與陶瓷不同，玻璃粒料具有軟化點，并且通常在低得多的壓力和溫度下流動。這允許使用較少的極端加工參數，從而可以通過燒結生產許多新的技術上重要的纖維基質組合。

LAS系統的玻璃陶瓷是一種機械強度高的材料，可以承受反復快速的溫度變化。但是，這并非完全牢不可破。由于它仍然像玻璃和陶瓷一樣易碎，因此可能會破裂。在某些情況下，當用戶用堅硬或鈍的物體（例如從上面掉下來的罐頭或其他重物掉落）撞擊表面時，用戶會報告灶臺損壞。

該材料的導熱系數非常低，這意味著它在烹飪區域外保持涼爽。對于紅外波長的輻射，它可以做成幾乎透明的（在典型的灶臺中損失15-20％）。

在可見范圍內，玻璃陶瓷可以是透明的、半透明的或不透明的，甚至可以被著色劑著色。

如今，有兩種主要類型的帶有玻璃陶瓷爐灶的電爐：

• 玻璃陶瓷爐使用輻射加熱線圈或紅外鹵素燈作為加熱元件。燃燒器上方的玻璃陶瓷灶臺表面會變熱，但由于材料的導熱系數低，相鄰的表面仍保持冷態。
• 一感應爐來加熱金屬直接通過罐的底部電磁感應。

這項技術并不是全新的，因為玻璃陶瓷系列是在1970年代首次使用Corningware桌面而不是如今使用的更耐用的材料推出的。這些xxx代平頂鍋是有問題的，并且只能與平底炊具一起使用，因為加熱主要是傳導性的，而不是輻射性的。

與傳統的廚房爐灶相比，玻璃陶瓷灶臺由于其平坦的表面而相對易于清潔。但是，玻璃陶瓷灶臺很容易被刮擦，因此必須注意不要將烹飪鍋滑到表面上。如果含糖量高的食物（例如果醬）溢出，切勿使其在表面干燥，否則會造成損壞。

為了獲得最佳效果和xxx程度的熱傳遞，所有炊具應平底，并與燃燒器區域匹配大小。

一些知名品牌的玻璃陶瓷為耐高溫陶瓷、微晶玻璃、玻璃陶瓷、科迪和康爾。?日本電氣玻璃是全球主要的玻璃陶瓷制造商，其在該領域的相關產品包括分別用于建筑和高溫應用的FireLite和NeoCeram陶瓷玻璃。Veeraltech Saint-Gobain制造的Keralite是一種特種玻璃陶瓷，具有防火和沖擊安全等級，可用于防火應用。在蘇聯/俄羅斯制造的玻璃陶瓷被稱為Sitall。

Visions和CorningWare玻璃陶瓷炊具中也使用了同一類材料，從而可以將其從冷凍室直接拿到爐灶或烤箱中，而不會受到熱沖擊的危險。