微晶玻璃的新時代特征

摘要：本文闡述了微晶玻璃的分類、發(fā)展歷史、知識產(chǎn)權(quán)以及生產(chǎn)應(yīng)用狀況，論述了微晶玻璃即將進(jìn)入新時代的基本特征。

關(guān)鍵詞：微晶玻璃 發(fā)展歷史 生產(chǎn)狀況 知識產(chǎn)權(quán)狀況 新時代特征

1 微晶玻璃的分類

微晶玻璃的性能是由微晶相的種類、晶粒大小、玻璃相的組成以及它們的相對數(shù)量決定的。按成分微晶玻璃可分為硅酸鹽玻璃、鋁硅酸鹽玻璃、硼酸鹽玻璃、硼硅酸鹽玻璃；按析晶方法可分為整體析晶法和邊界析晶法；整體析晶法分為壓延微晶玻璃、壓鑄微晶玻璃和浮法微晶玻璃；邊界析晶法分為燒結(jié)法微晶玻璃通體板、燒結(jié)法陶瓷基微晶玻璃復(fù)合板（簡稱微晶玻璃復(fù)合板，商業(yè)名稱為微晶玉）。整體析晶法在配方中需要添加引晶劑，如氧化鋯、硅酸鋯、氧化鈦、氟硅酸鈉、螢石、磷灰石等。邊界析晶法在配方中不需要添加引晶劑，依靠玻璃熔塊顆粒的邊界來完成析晶。在二次燒結(jié)時，玻璃熔塊顆粒熔融軟化、燒結(jié)收縮，通過在析晶溫度區(qū)間的保溫階段進(jìn)行氣體排出、顆粒燒結(jié)和邊界結(jié)晶。由于在加熱、燒結(jié)過程中，玻璃本身發(fā)生成核析晶現(xiàn)象，析晶有利于提高燒結(jié)體的強度和美化外觀裝飾的效果，所以邊界析晶法的裝飾效果優(yōu)于整體析晶法。

2 微晶玻璃的發(fā)展史

1959年前蘇聯(lián)利用壓延法成功試驗出礦渣微晶玻璃，隨后一些工業(yè)發(fā)達(dá)的國家如前蘇聯(lián)、美國、英國和日本等都投入大量的資金對微晶玻璃進(jìn)行了研究和開發(fā)。低鐵陶瓷鋰輝石的應(yīng)用在中國研究較早，1964年中國科學(xué)院硅酸鹽化學(xué)與工學(xué)研究所的閔嗣桂和印保忠發(fā)表了《Li2O-Al2O3-SiO2系統(tǒng)微晶玻璃晶相的研究》的論文，詳細(xì)介紹了鋁硅酸鋰玻璃陶瓷的性能。1970年烏克蘭汽車玻璃廠首次將礦渣微晶玻璃投入到工業(yè)化生產(chǎn)，我國開始了壓延礦渣微晶玻璃的研究，中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所、中國建筑材料科學(xué)研究院、蚌埠玻璃設(shè)計研究院和上海華東化工學(xué)院是較早投入壓延礦渣微晶玻璃研究的單位。1981年中國建筑材料科學(xué)研究院在湖南湘潭進(jìn)行了工業(yè)化中間試驗。1992年以后國內(nèi)先后出現(xiàn)了幾條年產(chǎn)10萬m2以下的礦渣微晶玻璃壓延生產(chǎn)線，如江蘇無錫、山西大同、山東招遠(yuǎn)、河北邢臺和安徽滁州等，其中江蘇無錫和山西大同引進(jìn)烏克蘭技術(shù)，山東招遠(yuǎn)和河北邢臺應(yīng)用中國建筑材料科學(xué)院開發(fā)的技術(shù)，安徽滁州則應(yīng)用中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究院和蚌埠玻璃設(shè)計院的技術(shù)。但這些生產(chǎn)線都只是簡單地套用普通壓延玻璃生產(chǎn)線的技術(shù)，并沒有考慮微晶玻璃料性短的特性，最終都因不能正常生產(chǎn)而相繼停產(chǎn)。直到2002年德國的肖特玻璃公司通過PCT在中國申請了鋁硅酸鋰玻璃項目的專利；河北晶牛股份有限公司經(jīng)過十年努力，最終成功生產(chǎn)出槍晶石系壓延微晶玻璃；2003年浙江湖州的大亨玻璃制品廠成功研發(fā)出鋰輝石系壓延微晶玻璃。2005年廣東普寧的新科迪微晶玻璃實業(yè)公司的黑色鋰輝石透明壓延微晶玻璃成功下線，同時在浙江湖州和溫州類似的壓延微晶玻璃相繼下線。

日本為了避開前蘇聯(lián)的專利，利用化工原料發(fā)明了燒結(jié)法微晶玻璃的生產(chǎn)技術(shù)，隨后申報了一系列此項目的專利，并于1997年在中國取得相關(guān)專利。中國在燒結(jié)法微晶玻璃方面進(jìn)行了大量研究，如清華大學(xué)、武漢工業(yè)大學(xué)、原國家建材局地勘中心、中國地質(zhì)科學(xué)院尾礦利用中心和許多大專院校等。河北邢臺晶牛玻璃股份有限公司是壓延微晶玻璃和浮法微晶玻璃的最大生產(chǎn)商，1999年1月29日，河北邢臺晶牛玻璃股份有限公司申請了《一種用鐵尾砂制作微晶板材的方法》專利，專利申請?zhí)?9101923.7，開啟了礦渣壓延微晶玻璃規(guī)模化的生產(chǎn)；2006年5月24日，河北邢臺晶牛玻璃股份有限公司申請了《一種大板高速玉晶石的生產(chǎn)方法》專利，專利申請?zhí)?00610081502.7，開啟了浮法微晶玻璃規(guī)?；纳a(chǎn)。2000年1月5日，戴長祿申請了《一種新型微晶玻璃——陶瓷復(fù)合磚的生產(chǎn)方法》專利，專利申請?zhí)枮?0100030.6，開啟了陶瓷基微晶玻璃復(fù)合板（磚）的新時代，同時建筑陶瓷進(jìn)入了“玉”的時代。2000年10月26日，佛山華盛昌陶瓷有限公司申請了《微晶玻璃陶瓷復(fù)合板材及其生產(chǎn)方法》專利，專利申請?zhí)枮?0130117.9，此項專利為以后微晶玻璃復(fù)合板的專利糾紛埋下了伏筆。2006年10月11日，廣東博德精工建材公司的葉榮桓申請了《一種新型多重結(jié)晶組合微晶玻璃陶瓷復(fù)合板的生產(chǎn)工藝》專利，專利申請?zhí)枮?00610123416.8，開啟了肌理微晶玻璃復(fù)合板的新時代。2008年12月25日，廣東博德精工建材有限公司申請了《一種具有新型微晶相的微晶玻璃陶瓷復(fù)合板生產(chǎn)方法》專利，專利申請?zhí)枮?00810220409.9，提高了微晶玻璃的硬度，解決了裝飾過程的紋理問題。

3 微晶玻璃的生產(chǎn)與應(yīng)用

進(jìn)入二十一世紀(jì)，微晶玻璃的生產(chǎn)在我國開始進(jìn)入鼎盛時期。2003年，在佛山就有7家企業(yè)生產(chǎn)燒結(jié)法微晶玻璃通體板，如朗隆、黃金屋、榮冠等。此外國內(nèi)的汕頭、茂名、揭陽、深圳、天津、南京、內(nèi)蒙古、沈陽等地都有較大規(guī)模的生產(chǎn)和銷售。2006年以后，由于能源緊缺以及化工原料的價格上漲，尤其是氧化鋅的價格飛漲，導(dǎo)致部分沿海企業(yè)停產(chǎn)或限產(chǎn)。目前，微晶玻璃通體板的生產(chǎn)產(chǎn)量比2003年的產(chǎn)量降低了一半，生產(chǎn)廠家也越來越少。

2001年，微晶玻璃陶瓷復(fù)合板真正走向了產(chǎn)業(yè)化，北京德然陶瓷技術(shù)有限公司在河南安陽大方陶瓷有限公司實現(xiàn)了一次燒微晶玻璃復(fù)合板的專利技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。2002年，嘉俊陶瓷有限公司、廣東博德精工建材有限公司和歐神諾陶瓷有限公司相繼開發(fā)出了二次燒微晶玻璃復(fù)合板。2003年，北京德然陶瓷技術(shù)有限公司以及佛山部分熔塊廠家對微晶玻璃陶瓷復(fù)合板的全面推廣，微晶玻璃陶瓷復(fù)合板的發(fā)展出現(xiàn)了新的局面，并在2005年達(dá)到頂峰，同時出現(xiàn)了東鵬陶瓷與眾多廠家的專利之戰(zhàn)，隨后微晶玻璃陶瓷復(fù)合板生產(chǎn)廠家開始減少。2010年后，大部分廠家又開始將微晶玻璃技術(shù)與西班牙拋光玉石技術(shù)相結(jié)合，開發(fā)新的微晶玻璃，其特點是：將絲網(wǎng)印花、輥筒印花、噴墨打印、微粉布料等現(xiàn)代裝飾技術(shù)與微晶玻璃材料、聚晶微粉材料結(jié)合起來，利用高溫狀態(tài)下玻璃體的流變、沸騰機理開發(fā)出新的微晶石。新的微晶石技術(shù)裝飾多樣化、可控化，更節(jié)能、更低成本，是未來發(fā)展的趨勢。

4 微晶玻璃的研究前景與方向

微晶玻璃作為二十一世紀(jì)最有生命力和發(fā)展前景的新型建材，展現(xiàn)了它獨特的魅力。在傳統(tǒng)建筑陶瓷的結(jié)構(gòu)調(diào)整以及產(chǎn)業(yè)提升的關(guān)鍵時期，微晶玻璃復(fù)合板使拋光磚走進(jìn)了玉器和精工時代，也使傳統(tǒng)建筑陶瓷真正走進(jìn)了數(shù)字化裝備與新材料、新工藝相融合的時代，未來隨著功能化陶瓷墨水的開發(fā)和應(yīng)用，傳統(tǒng)建筑陶瓷將進(jìn)入數(shù)字、低碳、功能、智能的新時代。