微晶玻璃建筑裝飾材料是一種新型高檔建筑裝飾材料.由于具有硬度、強(qiáng)度較高、致密、耐劃傷、耐磨損和裝飾效果豪華等優(yōu)點(diǎn)，越來越受到建筑設(shè)計(jì)師及廣大用戶的青睞.微晶玻璃作為商品問世以來，被譽(yù)為21世紀(jì)建材業(yè)的新寵兒.作為整體裝飾材料，以其比花崗巖石材還優(yōu)異的性能，已得到廣泛應(yīng)用，成為發(fā)展勢(shì)頭很猛的‘微晶石’.我國微晶玻璃裝飾板材的生產(chǎn)規(guī)模已居世界第一位.但因其能耗高、模具耗量大、成品合格率低、微晶玻璃耗量大等因素影響，使微晶玻璃裝飾材料成本偏高，價(jià)格居高不下.價(jià)格因素影響它的進(jìn)一步推廣應(yīng)用，也會(huì)影響它在國際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力.鑒于此我們研制了以普通陶瓷坯或普通瓷磚為基底，用微晶玻璃水淬料做釉層的微晶玻璃陶瓷復(fù)合新型高檔裝飾材料.也叫微晶玻璃釉面磚.它既保持了微晶玻璃建筑裝飾材料的各種性能優(yōu)點(diǎn)和高檔裝飾效果，又大大節(jié)省了微晶玻璃水淬料.從而使產(chǎn)品成本降下來.微晶玻璃釉面磚的制備工藝，包括微晶玻璃釉料的制備（也可選用工業(yè)微晶玻璃的水淬料做釉料）和磚坯的制備（也可選用工業(yè)陶瓷廠的坯體作磚坯或已燒結(jié)瓷磚作陶瓷基體）.本發(fā)明研制的“廢玻璃-砂巖-粘土”新品種坯料，適用于普通玻璃釉，更適宜微晶玻璃釉.因?yàn)樗�調(diào)節(jié)燒成溫度很方便.該配料利用廢玻璃，有利于環(huán)境凈化，變廢料為寶貴資源.而且該坯體使用粘土量少，且對(duì)粘土要求不高.工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本遠(yuǎn)低于陶瓷生坯.若與微晶玻璃釉料配套開發(fā)，會(huì)有明顯的經(jīng)濟(jì)效益.微晶玻璃陶瓷復(fù)合新型高檔裝飾材料制備工藝是微晶玻璃的水淬料做釉料，平鋪在與之相適應(yīng)的磚坯或陶瓷基體上，經(jīng)過微晶化、燒結(jié)和拋光制備出表層是微晶玻璃，底層是普通瓷磚的復(fù)合新型高檔裝飾材料.

    1實(shí)驗(yàn)

    1.1原料

    以礦物原料為主，化工原料為輔.

    以工業(yè)生產(chǎn)或?qū)嶒?yàn)室的微晶玻璃水淬料作微晶玻璃釉料.其化學(xué)組成范圍見表1.

    表1 微晶玻璃釉料化學(xué)組成范圍

    成分 SiO2 Al2O3 CaO BaO MgO R2O 晶核劑

    ω/% 47-57 7-11 14-17 0.2-10 1-5 0.2-1 7.7-22  

    選用陶瓷廠生產(chǎn)上使用且能適應(yīng)本實(shí)驗(yàn)燒成溫度的生坯料或以廢玻璃粉、砂巖、粘土為原料，在實(shí)驗(yàn)室制備生坯，作為被施釉的坯料.實(shí)驗(yàn)室制備的生坯組成范圍見表2.

    表2 實(shí)驗(yàn)室制備的生坯組成范圍

    成分 廢玻璃 砂巖 粘土 PVA

    ω/% 30-40 40-50 20-30 2-3

    1.2實(shí)施舉例

    工業(yè)產(chǎn)品微晶玻璃水淬料A，其化學(xué)組成見表3.

    表3 工業(yè)產(chǎn)品微晶玻璃水淬料A化學(xué)組成

    成分 SiO2 Al2O3 CaO BaO 其它

    ω/% 57.35 10.71 16.58 8.21 6.97
  
    實(shí)驗(yàn)室燒制的微晶玻璃水淬料B，其化學(xué)組成見表4.

    表4 微晶玻璃料水淬料B化學(xué)組成

    成分 SiO2 CaO Al2O3 MgO Na2O TiO2 Fe2O3

    ω/% 47.26 16.74 8.19 4.02 1.00 10.00 7.22
   
    選用陶瓷廠生產(chǎn)上使用且能適應(yīng)本實(shí)驗(yàn)燒成溫度的生坯料作為被施釉的坯料C. 以廢玻璃粉、砂巖、粘土為原料，以PVA為粘接劑，經(jīng)粉碎、配料、壓制成型，在實(shí)驗(yàn)室制備生坯，作為被施釉的坯料D.制得的坯體使其適應(yīng)釉料的晶化、軟化，同時(shí)完成燒成.
   
    1.3微晶玻璃釉料核化、晶化溫度的確定

    分別做微晶玻璃釉料A和B的DTA分析（圖略）.經(jīng)分析初步確定核化溫度A料為680℃左右，B料為800℃左右.晶化溫度A料為945℃左右，B料為913℃左右.
   
    1.4施釉

    對(duì)C坯料采用噴涂施釉.對(duì)D坯料采用涂布施釉后，與坯一起加壓成型的方法布釉.分別得到AC,BC和AD,BD 4種施釉生坯.經(jīng)烘干待燒成.

    1.5核化、晶化和燒成

    在馬福爐中以4℃/min的升溫速度，分別達(dá)到A、B的核化、晶化的溫度.在核化和晶化溫度各保溫2*!h.晶化后快速升溫，分別使A料達(dá)1*!100℃，B料達(dá)1*!130℃，各保溫20*!min.以使坯料得到燒成，同時(shí)釉料達(dá)到軟化.軟化的程度既要使微晶玻璃釉面平整、光亮，又不使微晶玻璃熔化.最后隨爐冷卻得到微晶玻璃釉面磚.

    2實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果

    所得微晶玻璃釉面磚，釉面平整有光澤，坯體燒成致密，釉坯結(jié)合較好.��

    為了對(duì)比A，B微晶玻璃釉與各自同組成的玻璃釉的耐磨性.本研究特地制備了未經(jīng)晶化的A,B玻璃釉面磚.在ZDM-2型自動(dòng)磨片機(jī)上，在同一轉(zhuǎn)速，同一壓力等相同條件下磨耗5*!min.結(jié)果見表5.

    表5 晶化與未晶化玻璃釉耐磨性對(duì)比

    玻璃 未晶化(A釉) 晶化(A釉) 未晶化(B釉) 晶化(B釉)

    失重/％ 0.334 0.179 0.352 0.182
   
    對(duì)4種產(chǎn)品進(jìn)行X-ray分析.結(jié)果AC，AD同一種微晶玻璃釉A，是同一種主晶相-鈣輝石.同樣，BC，BD同為另一種主晶相-鈣鐵輝石(XRD略）.

    同樣對(duì)4種產(chǎn)品表面進(jìn)行SEM觀察，2個(gè)A釉由于工藝條件相同，其晶相微晶尺寸相近，結(jié)晶百分?jǐn)?shù)相當(dāng).同理，2個(gè)B釉微晶尺寸相近，結(jié)晶百分?jǐn)?shù)相當(dāng).��

    對(duì)磨平后的A,B類微晶玻璃釉面進(jìn)行進(jìn)一步拋光處理,其光澤度可達(dá)80°～85°.對(duì)拋光表面與市場(chǎng)上銷售的未加防污劑處理的拋光玻化磚做抗污染對(duì)比實(shí)驗(yàn)；分別滴上幾滴藍(lán)鋼筆水，拋光玻化磚被污染，滲入內(nèi)部擦不掉.拋光微晶玻璃釉面磚，可以擦干凈而不留痕跡.
   
    3結(jié)果分析與討論

    (1) 同種微晶玻璃涂布在不同坯體上，在同等條件下核化、晶化和燒成，得到同一種晶相.其結(jié)晶尺寸、形貌和結(jié)晶百分?jǐn)?shù)相近.說明微晶玻璃的析晶不受坯體影響.

    (2) 不同坯體同種微晶玻璃釉料或同種坯料不同微晶玻璃，燒成后表面收縮有差異.為了更好地解決釉坯配合，選擇微晶玻璃釉和相應(yīng)坯料在燒成溫度下膨脹系數(shù)相近，會(huì)減少產(chǎn)品的內(nèi)應(yīng)力.

    (3)微晶玻璃做釉料，其軟化溫度和坯料燒成溫度要一致.既要考慮坯體的燒成又要考慮微晶玻璃釉的軟化.使微晶玻璃能夠軟化到使表面平整有光澤，又不會(huì)使晶化了的微晶熔化掉.這個(gè)溫度的選擇可以參考微晶玻璃DTA曲線.選擇比該晶相熔化溫度低50～80℃.在此基礎(chǔ)上觀察調(diào)整燒成軟化溫度和時(shí)間，最后由實(shí)驗(yàn)確定.這個(gè)溫度和保溫時(shí)間要同時(shí)滿足其坯體的燒成致密化.如果坯體不適應(yīng)微晶玻璃釉的軟化制度則不能完全燒成，可以調(diào)節(jié)坯體的組成.在本實(shí)驗(yàn)室制備的坯體B中，開始時(shí)坯體燒成溫度偏低，釉軟化溫度下坯體變軟、變形.后來經(jīng)調(diào)整坯料組成，降低廢玻璃的用量，提高砂巖用量.經(jīng)調(diào)節(jié)，可以分別適應(yīng)A料和B料的軟化溫度，同時(shí)坯料也達(dá)到完全燒成.反之若坯體燒結(jié)溫度已定，同理，也可以設(shè)計(jì)可調(diào)節(jié)微晶玻璃的組成來調(diào)節(jié)軟化溫度，使坯釉軟化燒成溫度相一致.本實(shí)驗(yàn)的C坯，就是工業(yè)生產(chǎn)用坯.B釉就是參照此坯的燒成溫度在1100℃左右設(shè)計(jì)的.

    微晶玻璃做釉料即可以選用工業(yè)微晶玻璃的水淬料做釉料，也可以自己設(shè)計(jì)微晶玻璃釉料.當(dāng)然微晶玻璃釉料和相應(yīng)坯料都需要設(shè)計(jì)時(shí)，一定要考慮微晶玻璃釉的軟化和坯料的燒成相一致這一點(diǎn).

    (4) 微晶玻璃的晶相，可以通過玻璃成分設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn).本實(shí)驗(yàn)選用CaO-MgO-Al2O3-SiO2系統(tǒng).加2種晶核劑是為發(fā)揮晶核劑的復(fù)合效應(yīng)，以得到更高的成核效果和晶粒更細(xì)的顯微結(jié)構(gòu).微晶玻璃的組成決定其晶相.微晶的尺寸，可以通過選擇核化、晶化溫度和時(shí)間來調(diào)節(jié).本實(shí)驗(yàn)A釉之所以選擇945℃析晶，是考慮其軟化溫度與坯體燒成溫度相一致.

    (5) 本實(shí)驗(yàn)研制的“廢玻璃-砂巖-粘土”新品種坯料，適用于普通玻璃釉，更適宜微晶玻璃釉.因?yàn)樗�調(diào)節(jié)燒成溫度很方便.另外該配料利用廢玻璃，有利于環(huán)境凈化，變廢料為寶貴資源.而且該坯體使用粘土量少，且對(duì)粘土要求不高.工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本遠(yuǎn)低于陶瓷生坯.若和微晶玻璃釉配套開發(fā)，會(huì)有明顯的經(jīng)濟(jì)效益.

    (6) 晶化后的微晶玻璃釉比同組成而未晶化的玻璃釉軟化溫度升高.在制備未晶化的玻璃釉面磚時(shí)，玻璃釉在微晶玻璃釉的軟化溫度下已經(jīng)開始流釉.通過同等條件下對(duì)比，實(shí)驗(yàn)?zāi)湍バ员韧�組成未晶化的玻璃增強(qiáng).微晶玻璃比�；�磚抗污染能力強(qiáng)，是因?yàn)槲⒕РＡв悦嬷旅?
   
    4結(jié)論

    (1) 工業(yè)生產(chǎn)的微晶玻璃水淬料和實(shí)驗(yàn)室微晶玻璃水淬料都可以用作微晶玻璃釉料.微晶玻璃釉的核化、晶化和軟化溫度可以通過DTA分析確定，在此基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)保溫時(shí)間就可以制訂出合理的工藝制度.

    (2) 微晶玻璃釉要和坯料相匹配.膨脹系數(shù)要相近，以免產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力 .微晶玻璃釉的軟化溫度和坯的燒成溫度相一致.采用“廢玻璃-砂巖-粘土”新品種坯料，特別適應(yīng)和微晶玻璃釉相匹配.如需調(diào)節(jié)膨脹系數(shù)或軟化燒成溫度，調(diào)節(jié)方便.經(jīng)調(diào)節(jié)，能適應(yīng)任何微晶玻璃釉面，且成本低廉，工藝簡(jiǎn)單，無環(huán)境污染.可以說是用微晶玻璃釉制備微晶玻璃陶瓷釉面磚的配套產(chǎn)品.

    (3) 微晶玻璃釉的晶相可以通過組成設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，微晶玻璃釉的析晶尺寸、百分含量可以通過核化、晶化溫度和時(shí)間來控制.不同系統(tǒng)選用合適的晶核劑，對(duì)微晶玻璃的析晶影響也是很重要的.

    (4) 微晶玻璃和陶瓷復(fù)合降低了‘微晶石’高檔裝飾材料的成本，提高了陶瓷裝飾材料的擋次.開發(fā)出了物美價(jià)廉的高檔裝飾材料.