羅宏 招偉培 龍海仁 謝穗



摘 要:微晶磚在陶瓷行業內稱為微晶玻璃陶瓷復合板,它是建筑陶瓷領域中的高新技術產品,通過將微晶熔塊與傳統陶瓷坯體組合在一起燒制成型。它以晶瑩剔透、雍容華貴、晶體自然生長而又變化各異的仿石、仿玉紋理、色彩鮮明的層次、鬼斧神工的外觀裝飾效果,以及不受污染、易于清潔且優良的物化性能,成為了高檔的裝飾材料,受到消費者的青睞。然而由于微晶熔塊與傳統的陶瓷坯體的材料性能差異較大,在切割的時候容易導致切割裂等缺陷,加之成本高昂,售后維護成本特別高,致使微晶磚在市場上風靡一時之后鮮有規模化生產。近幾年隨著人們生活品質的提高,對高端奢石類產品的需求日漸提升,微晶玻璃的玉質感與奢石質感類似,同時又克服了傳統微晶磚復合板的切割裂等缺陷,環保健康無輻射,物化性能遠高于傳統瓷磚和石材,很好的成為了成為了天然奢石的替代品,滿足了高端設計師對產品性能及質感的差異化需求。
關鍵詞:微晶磚;微晶玻璃 ;新型材料; 熱彎曲 ;透光
1 引 言
建材裝飾用微晶玻璃于70年代起源于日本,其板材的生產使用梭式窯或隧道窯 進行燒成,燒成周期很長,一般超過20h以上。這種方法的生產成本很高,產品售價昂貴。另外,早期的微晶玻璃的結晶紋理比較單調,只有細小顆粒狀,同時色系也不夠豐富,顏色只有普通的白、黃、綠和黑褐色等,其產品在高檔建筑裝修的應用效果受到嚴重限制,所以早期微晶玻璃的生產和銷售是舉步維艱,甚至一度淡出了建筑裝飾行業。隨著巖板市場消費需求的逐步擴大,以及微晶玻璃的生產技術日新月異,產品的花色及紋理得到了進一步的豐富,產品的缺陷也得到了很好地控制,微晶玻璃又逐步進入到了高端裝飾材料市場。
2微晶玻璃的發展歷程
微晶玻璃是一種高科技的新型材料,是中國制造2025計劃中無機材料領域需要突破的三大課題之一。目前,對比國際同類企業:美國康寧、日本旭硝子、德國肖特等國際公司,微晶玻璃無論在生產工藝、理化性能及應用領域都完全可以達到、甚至部分性能優于國外同類產品。在應用領域方面,不僅作為建材可以應用在大家居領域,目前正在大力推廣廣泛的應用于5G、電子、軍工、航天、光學、醫療等高精尖領域。
微晶玻璃俗稱微晶玉石或陶瓷玻璃,是無機非金屬材料,是一種新型功能性的建筑材料。微晶玻璃和我們常見的玻璃看起來大不相同。它具有玻璃和陶瓷的雙重特性,普通玻璃內部的原子排列是沒有規則的,這也是玻璃易碎的原因之一。而微晶玻璃像陶瓷一樣,由晶體組成,也就是說,它的原子排列是有規律的。所以,微晶玻璃比陶瓷的亮度高,比玻璃韌性強。微晶玻璃嚴格意義上不能算是玻璃,玻璃一般的理解是非晶體,而微晶玻璃是加有晶核劑的特定組成的基礎玻璃,在一定溫度制度下進行晶化熱處理,在玻璃內均勻地析出大量的微小晶體,形成致密的微晶相和玻璃相的多相復合體。通過控制微晶的種類數量、尺寸大小等,可以獲得多種不同性能的微晶玻璃。
中國微晶玻璃研發始于20 世紀80年代,2002年微晶玻璃技術成熟后正式批量生產,據權威機構統計,截止2016年,全國共340家微晶玻璃企業,僅生產微晶玻璃單一產品的企業不超過20家。佛山陶瓷行業微晶玻璃產品的相關研究據了解有30多年,行業里面一般都是一些燒熔塊的釉料公司的技術人員在研究。由于之前一直存在技術缺陷,有氣泡,強度低,平整度差等,再加上成本較高,機械化程度低,圖案紋理單調,消費者接受度不高,在建材領域一直處于市場培育期,少有批量化大規模生產。
3微晶玻璃的生產工藝
微晶玻璃可以認為是不同于普通陶瓷裝飾材料的一種新型先進陶瓷,是用含有不同種特殊成分的無機材料在一定溫度下反應熔融,然后在適當的溫度制度下晶化而成的多晶固體,是一種類似天然石或寶石的新型環保建筑裝飾材料或功能性材料。它綜合了玻璃、陶瓷、石材的優越性能,色澤美觀,外表華麗。高硬度(5-7,拋釉磚一般是4左右,仿古磚一般是6左右)、高強度(50-70MPa,有時可以超過90MPa),不褪色、耐腐蝕性強、無放射性、吸水率極低(0.007%,高出傳統瓷磚一個數量級),安全衛生。適用于建筑物的內外墻、地面、柱體、家具臺面和洗面臺及制作工藝品等,是高檔天然石材、玉石的最佳換代產品。
微晶玻璃的制作工藝一般分為兩種,第一種是壓延法一次燒工藝,此種工藝一般需要與輥道窯配合,首先將原料(主要成為是石英砂,長石類)放入熔融爐加熱至1600℃左右,原料變為熔漿,再將熔漿溢出稍稍冷卻為半固態狀態,經過上下雙輥定厚擠壓成板材規格,進入輥道窯控制500-900℃左右進行析晶冷卻,此過程最為關鍵,析晶不好產品就和玻璃無異,析晶不好各項物化性能就很難滿足。析晶冷卻過程根據產品要求的不同一般需要11-40h不等。第二種是兩次燒工藝,此種工藝需要先將原料在熔塊爐中熔融制作成水淬料,再破碎成4-8目的干粒熔塊(玻璃塊),再將各種不同的干粒熔塊,通過不同的比例、紋理搭配布在窯車的墊板上,再進行燒制。二次燒工藝窯爐的選擇比較多樣,梭式窯、隧道窯、輥道窯都可以選擇,實驗室一般常選用梭式窯用于研發。選擇輥道窯,連續生產產量大,能耗相對較低,但一般都是連續生產白磚以及對圖案花色要求不高的產品,隧道窯和梭式窯可以滿足不同花色的靈活轉換,但能耗相對較高,微晶玻璃的能耗成本預估占綜合生產成本的三分之一以上。
4微晶玻璃的性能
微晶玻璃應用在各種場合基本沒有限制,上墻下地,室內室外,家居產品,可以熱彎曲,包柱,一體式洗臉盆等,可以應用在大型公共建筑,寫字樓,商業綜合體,星級酒店和幕墻等場所。微晶玻璃的厚度理論上可以做到很厚(50mm以上),目前大板(單片面積1.5㎡以上)最薄可以控制到9mm左右,規格小的可以做到更薄,如果用壓延法,輥道窯燒制,厚度太薄輥棒印也是一個控制的難點。大板厚度一般最大可以做到30mm,主流的生產厚度是12mm和18mm。由于超低的吸水率,微晶玻璃的不易藏污,易清潔,以及超高的平整度(拋光后),微晶玻璃產品可以滿足密縫鋪貼要求,縫隙小于0.5mm,鋪貼效果更加美觀。微晶玻璃可以耐高溫,可以直接在板上烹調食物不變色。
5市場應用前景
5.1巖板餐桌解決方案
2020年淘寶五類巖板產品最熱銷,銷售額分別是巖板餐桌5487萬元,巖板浴室柜3047萬元,巖板茶幾1280萬元,巖板229萬元,巖板背景墻248萬元。從數據分析,巖板餐桌無疑是消費者接受度最高的巖板類家居產品,但是市面上能買到的巖板餐桌,花色單調,圖案簡單,檔次不高。傳統巖板材質很難做成全通體,與石材面板效果有較大的差距。微晶玻璃可以作為餐桌的臺面,提升桌面表面玉質質感且通體內外一致,將桌面材質與傳統巖板差異化區分,提升產品檔次。
5.2高端定制,圓柱包覆解決方案
微晶玻璃可以熱彎曲,可以實現包覆圓形的柱子,外加玉質通體質感,使整個柱子檔次提升。通過空間設計將所有內部空間陽角尖角都改成圓角熱彎曲微晶玻璃包覆,讓空間更加安全,舒適。微晶玻璃的熱彎曲性能是大理石和巖板都做不到的,即使是薄巖板的彎曲弧度也十分有限,很難實現包柱的功能。
5.3奢石品質,透光藝術背景墻解決方案
微晶玻璃的廢料可以通過顏色分類,通過藝術處理,拼接成類似馬賽克的名畫、圖案等。同時也可以作為玉質奢石大板的替代品,作為藝術背景墻銷售。由于微晶玻璃大板,每一塊的析晶都是不同的,可以打造手工定制,獨一無二的高端藝術定制品。同時由于微晶玻璃的透光性,配上不同的燈光效果,可以實現更加豐富的幻彩效果。
5.4高端禮品解決方案
微晶玻璃的邊角料,可以制作手鐲,吊墜,印章,煙灰缸,茶具,茶盤等,這些可以作為家居用品的配套或是饋贈高端用戶的禮品,提升客戶對產品的滿意度。
6結語
微晶玻璃是一種結合陶瓷和玻璃工藝的一種新型材料,它不僅具備玻璃的透光性,耐污染性,熱彎曲性,同時也具備陶瓷的高強度,高硬度,耐酸堿性,具備較好的應用前景。微晶玻璃與傳統巖板相比,生產成本相對較高,所以應用普及預計還需要一段較長的市場培育期。隨著陶瓷巖板產能的提升,巖板的應用范圍也會不斷的拓寬,一些新型的功能性材料的跨界應用也會增多,微晶玻璃就屬于這樣一種跨界的新型無機材料。我們對于每一種新型材料的應用,都要充分了解它的性能優勢,找到最適合的應用場景。微晶玻璃的質地與名貴玉石相仿,物化性能又遠超傳統瓷磚,透光性和熱彎曲性是傳統瓷磚不具備的,成本遠高于傳統瓷磚,但又遠低于玉石類石材(奢石),所以未來產品定位是奢石的替代裝飾材料,高性能的巖板板材,定位高端,結合美學上差異化的設計,可以更好的滿足人們對裝飾材料質感、性能不斷提升的需求。