微晶石

微晶石

裝飾建築材料
傳統微晶石在行内稱為微晶玻璃複合闆材,是将一層3—5mm的微晶玻璃複合在陶瓷玻化石的表面,薄微晶的微晶層薄一半。[1]微晶玻璃陶瓷複合闆厚度在13—18mm,光澤度大于95。在建築材料領域,自從上世紀六十年代前蘇聯發明了壓延法制備微晶玻璃以及後來日本發明用燒結法制備微晶玻璃建築裝飾材料以來,這種材料就以其高檔裝飾藝術性、優良的機械性能、耐化學腐蝕性能(耐氣候風化性)、原料來源的廣泛性以及較低經濟成本逐步進入了高檔的建材市場。
    中文名:微晶石 外文名: 所屬品牌: 英文名:microlite 屬性:新型裝飾建築材料 組成:微晶玻璃和陶瓷玻化石 厚度:13—18mm 光澤度:大于95

發展

随着微晶玻璃建築材料的問世和拓展,微晶玻璃陶瓷複合闆應運而生。它是微晶玻璃與陶瓷闆材的平面複合材料,顯示了多方面的綜合優勢。

首先,微晶玻璃陶瓷複合闆吸收了陶瓷闆材機械強度大、韌性強、耐沖擊性能好、耐化學腐蝕性能高的優點。從而使這種複合闆材的機械性能優于純微晶玻璃的闆材,綜

合的耐酸耐堿、耐化學洗滌液的性能也強于純微晶玻璃闆材,這無疑提高了微晶玻璃的使用性能。同時,也為減少闆材的重量和拓寬高層建築的應用提供了可能。

其次,微晶玻璃純闆材的生産,特别是用燒結法進行的生産,多采用梭式窯燒成以及人工操作的抛光機進行抛光。因此這些生産多是間歇性的,如果采用輥道窯燒成,其斷面将會加高,其輥棒必須是高荷重軟化點的高級耐火材料制作的,還離不開高級耐火材料作為它的墊闆;而陶瓷闆材的生産是采用成熟的、高度的機械化、自動化連續的生産線進行生産。

微晶玻璃陶瓷複合闆是将微晶玻璃粒料布撒在燒結好的陶瓷闆材表面(闆材還起耐火材料墊闆作用)上,于普通的陶瓷輥道窯中完成燒成。然後它又在連續的抛光線上完成抛光工序。無疑,這種複合闆使微晶玻璃的生産實現了連續化、機械化、自動化,緻使微晶玻璃的産量大幅度提升;同時,能源消耗也會大幅度降低。這符合對建材行業節能降耗的要求。

最後,微晶玻璃采用的原料相當部分都是化工原料,而且還要經過高溫熔化、水淬、烘幹、過篩、破碎等工序,才能生産出合乎要求的微晶玻璃粒料,這些步驟都使得微晶玻璃成本升高。而陶瓷闆材采用的原料絕大部分都是天然原料,經球磨機細磨、噴霧幹燥、成形、幹燥、素燒工序制成陶瓷闆材素坯,其成本相對較少。

而微晶玻璃陶瓷複合闆則采用1/3厚度(甚至更少)較高成本的微晶玻璃與2/3厚度的較低成本的陶瓷素坯複合。顯而易見,與純微晶玻璃闆材相比,微晶玻璃陶瓷複合闆可以大幅度降低成本,獲得更多的經濟效益。

第一代

微晶玻璃

即結晶相為矽灰石的純微晶玻璃闆材比較成熟并批量生産是在上個世紀九十年代中後期,這種新型材料多次在國内、國際的建材展覽會上閃亮登場,引起了廣泛的反響。

不久之後,出現了有關将微晶玻璃粒料複合在陶瓷磚表面的發明專利,其中就有2000年1月5日以戴長祿等作為發明人和專利權人的發明專利(發明名稱:一種新型微晶玻璃陶瓷複合磚的生産方法)。其實,他們早在1997年就已開展了這方面的研究,

并于當年在原北京北辰陶瓷有限公司試制出了幾種産品。1998~1999年期間,他們曾到内蒙東勝東喬陶瓷有限公司、北京陶瓷廠、佛山東鵬、大宇制釉、歐神諾等進行推廣應用,但由于種種原因,未能實現科技成果的産業化。究其原因主要在于第一代(即矽灰石晶相)的微晶玻璃存在氣孔較多的缺陷而不易解決,阻礙了第一代微晶玻璃陶瓷闆材的正常生産。

2002年前後,佛山市幾個大的廠家(包括博德、新中源、嘉俊、歐神諾等)相繼實現工業化生産。在不斷的生産實踐中,逐步克服了(或基本克服)第一代微晶玻璃存在的主要氣孔的缺陷,并順利地将産品推向市場。

标志性的事件是:2002年8月,世界第一片自主研發的“精工玉石”在博德誕生,并申報國家發明專利,這标志着主流微晶石的誕生;第一代微晶玻璃陶瓷複合闆以其潔白如玉的外觀、亮麗柔美的光澤、良好的硬度與耐磨性、較好的耐酸、耐堿性而嶄露頭角。不過,由于它的析晶是在保留的顆粒邊緣向内部生長,所以晶花顯得單調。

第二代

微晶玻璃

最初是為解決第一代微晶玻璃容易出現氣孔的技術難題而研發的。根據玻璃粉末的燒結公式

:ΔL/L0(收縮率)=Ktγ/ηR(式中:K為系數、t為燒結時間、γ為玻璃的表面張力、η為玻璃的粘度、R為玻璃粉末的粒徑),由此可看出,玻璃粉末的燒結程度(即收縮率大小)與玻璃的表面張力成正比,與玻璃的粘度成反比,與玻璃粉末的粒徑也成反比。

另外,根據玻璃液内氣泡的内壓力公式

:P=Px+PH+2γ/r(式中:Px為大氣壓、PH為玻璃液靜壓力、2γ/r為玻璃液表面張力引起的内壓力、γ為表面張力、r為氣泡半徑),氣泡的内壓力主要與玻璃液的表面張力成正比,與氣泡的半徑成反比。這說明,當氣泡較小,并且玻璃液的表面張大時,氣泡的内壓力很大,可以将氣泡内的氣體吸收(溶解)掉。綜合上述兩個公式可以看出,微晶玻璃的表面張力将是影響微晶玻璃的燒結程度(即收縮率———它将影響氣孔率的大小)和内部氣泡被吸收(溶解)能力的主要因素。當然,粘度也是影響微晶玻璃燒結程度的重要因素。

如果微晶玻璃陶瓷複合闆在燒成過程中經曆了微晶玻璃

的熔融狀态,那麼微晶玻璃粒料粒度的影響就顯得較為次要了。

這些結論為解決第一代微晶玻璃存在氣孔的技術難題指明了路線。為此,我們引入了較多含量的表面張力較大,同時粘度又比較小的氧化鋅組份,研制成功了第二代以矽鋅礦為微晶相的微晶玻璃陶瓷複合闆,并于2004~2005年投入了試産。同時,也獲得了國家發明專利。

由于第二代微晶玻璃的表面張力較大,粘度較小,在複合闆燒成的微晶玻璃熔化階段,原來玻璃粒料之間堆積的空隙聚集成較大的氣泡并沖破表面。熔液在氣泡爆裂之後回複流動,不斷撕開界面,提供了晶體生長有利的最低能量勢壘的位置,形成了花朵狀、菊花狀、放射狀、流動狀、火山熔岩狀等變化萬千的結晶花紋。

這就體現了第二代微晶玻璃的晶化特點,即突破了第一代微晶玻璃結晶局限的顆粒邊界,重新生長出美麗、自然流暢、千姿百态的結晶花紋,從而大大提高了其裝飾藝術的美學性。除此之外,受第二代微晶玻璃的表面張力與粘度的影響,可以使微晶玻璃層的整個橫斷面都可以形成基本無氣孔的狀态,表面隻有殘留氣體逸出後留下的痕迹(這道痕迹一般在抛光之後會消除掉)。

這與橫斷面殘留很多氣孔的第一代微晶玻璃形成了鮮明的對照。這兩個特點正是第二代微晶玻璃的優勢所在,不過,第二代微晶玻璃的硬度較第一代微晶玻璃低,耐化學腐蝕性也較第一代弱,這些都是第二代微晶玻璃的不足之處。

2005年下半年起,99.5%的氧化鋅開始大幅度漲價,從每噸6000元左右一直漲到2006年上半年的每噸28000元。在這樣的經濟形勢逼迫下,科研工作者轉向研發新型的、不用氧化鋅價格且更便宜的微晶玻璃。

2006年年底就研制成功了以輝石相為微晶相的第三代微晶玻璃陶瓷複合闆,不僅不再添加氧化鋅,而且在此基礎上大幅度降低第二代微晶玻璃陶瓷的成本水平,同時保留了第二代微晶玻璃結晶突破顆粒邊界,生長出形狀各異的花紋和斷面且基本無氣孔的特點。

第三代

微晶玻璃的微晶相———輝石類主要屬于單斜輝石。

不難看出,單斜輝石是複雜的類質同象混合體。從輝石的礦物學性質來看,它的莫氏硬度為5.5~6.0(矽灰石的莫氏硬度為4.5~5.0,矽鋅礦為5~5.5),且不溶于酸(矽灰石與矽鋅礦溶于鹽酸)。

因此,相對來說,第三代微晶玻璃較第二代微晶玻璃的機械性能、耐化學腐蝕性能要更好一些。經過一年多的試産,新中源集團、博德精工建材有限公司先後實現第三代微晶玻璃陶瓷複合闆的正常生産。

2008年,博德公司經過不斷的深入研究,通過特殊的配方體系,控制晶體生長的紋路,獲得了第三代微晶玻璃的升級版。該版的裝飾花紋奇特、立體層次感強,石材質感逼真、色調柔光似水,是當時藝術性最高的微晶玻璃陶瓷複合闆,堪稱第四代微晶玻璃陶瓷複合闆。

還值得指出的是,新中源集團、博德公司先後利用模闆布料、篩網布料、幻彩布料等現代布料手段以及不同種類、不同粒度微晶玻璃的相互反應、擴散、滲透作用,在此基礎上開發出第五代微晶玻璃陶瓷複合闆。這種複合闆的版面具有千變萬化的幻彩效果、雲霧缭繞般的條紋,相互輝映的色彩、層巒疊嶂般的層次構成了各種抽象派藝術的畫卷以及天然逼真的仿石效果,實現了建築裝飾材料向藝術品的逐步跨越。

除了進行各種類型的平面複合外,博德公司還實現了不同微晶玻璃組合的大顆粒(可達數厘米)、微晶玻璃與陶瓷粉料的組合顆粒、不同陶瓷粉料(包括半透明的低溫料)的顆粒的立體複合,形成了“金鑽玉崗”專利産品。

當然,在這期間,其它廠家也進行了開發和研制。比如新中源利用玻璃粒料與陶瓷色料的混合技術,開發了色彩缤紛的複合闆品種;歐神諾利用壓延玻璃闆與陶瓷闆材複合技術開發了别具特色的微晶玻璃陶瓷複合闆;嘉俊公司用篩網技術與透明玻璃開發了“釉下彩”的複合闆。這些進展對于促進微晶玻璃陶瓷闆行業的發展也起到了一定的作用。

2009年後,微晶石在國内高速發展,尤其在2010年,2011年、2012年有相繼規模較大的陶瓷企業加入研發生産微晶石系列産品。2011年以來,博德、嘉俊、東鵬、歐神諾等一批企業在微晶技術方面的不斷探索,技術日趨成熟,産品更加精美。

以2011年為例,據不完全統計,除較早以微晶石産品生産為主的博德、嘉俊為主的企業外,一些以抛光磚、仿古磚生産為主的企業都紛紛進入微晶石領域,如東鵬、鷹牌、馬可波羅、冠珠、興輝、歐神諾、博華、新中源、瑪缇、能強、萊德利等,掀起了陶瓷行業一個新的産品潮流。

在佛山産區以外,山東等産區也有較少企業開始生産微晶石,而多家一線品牌均在加大微晶石方面的投入,2013年,一匹來自美國香誠瓷磚的黑馬也迅速崛起,成功行業的一顆新星,備受矚目。所以,微晶石視為抛光磚、仿古磚等品類之後的又一市場爆發點。

與水晶石對比

1、為什麼CK水晶石的水晶面比起微晶石的微晶面都要薄很多呢?

我們都知道水晶類制品,比如說水晶球、高檔的紅酒杯、一些錦标的獎杯等等,

因此,同樣是紅酒杯,我們可以很簡單的接受為什麼有些紅酒杯十幾塊、幾十塊錢一個,而高檔的紅酒杯卻需要上千塊,甚至上萬塊一個的道理了。因此,CK的水晶石,正是因為優秀,所以敢特立獨行,選擇CK,CK的水晶石,那是生活的一種态度,我們,在追求着!

2、為什麼CK水晶石的水晶面看上去如此光彩動人,而微晶石的微晶面看上去淡然無光呢?

水晶石光彩動人的效果從表達上來細分的話,就是水晶面通透、色彩豐富,色澤鮮豔,紋理細膩;從分析角度來看,我們要從兩方面來闡述為什麼CK的水晶石的表達力如此之強,分别為:⑴、水晶面⑵、釉面。

⑴水晶面:CK瓷磚多年來對頂級生産科技的追求,永遠是以“人無我有,人有我優”的理念發展着,所以在生産水晶石時采用一次燒成工藝,使水晶面和釉面完美結合,因此我們的水晶石在生産出來後,表面的水晶面可以做到薄至0.8mm,所以,光線透過水晶面的距離很短,加之本身比起含鉛材料成型的産品折射率高,看上去就特别通透,将水晶面下的最美最真實的色彩傳遞到我們的眼中。

⑵釉面:一直以來,CK在陶瓷生産中釉面的處理工藝和表達效果都是舉世聞名的,為了配合水晶石系列的研發,工廠将以往的工藝技術加以改進,使得水晶石系列自身的表面效果勝過以往的所有産品,抵消了因為光線折射率對磚面效果産生的影響。

這也就是為什麼CK的水晶石看上去如此光彩動人,而其他品牌的微晶石産品的微晶面看上去淡然無光的原因了。

3、為什麼CK水晶石的水晶面的硬度比起微晶産品的微晶面如此之強呢?

硬度的分類有很多種,常見的有洛氏硬度、布氏硬度、維氏硬度、莫氏硬度等等近10種,我們建材行業更多的是讨論莫氏硬度。通俗易懂的講,莫氏硬度指的是一件物體在另一件物體上能夠劃出的痕迹深度,所以上文中:“比硬度。水晶硬度為7,而微晶硬度在5.5左右,如用水晶片的新鮮棱角去劃微晶,微晶上會出現劃痕。”這點就很好的解釋了水晶石和微晶石在莫氏硬度上的硬度之比!

生産工藝

微晶石闆材抛磨邊制造工藝

微晶石闆材是由特定組份的玻璃顆粒在高溫下燒結而成,其内部組織結構為玻璃相和結晶相共存,兩者的比例決定了材料的理化性能和表面特性

。微晶石内部結晶相是從玻璃顆粒界面開始向中心生長,由于晶體生長方向各異及兩種岩相組織共存,從而形成絢麗的表面花紋。由于微晶石是在高溫下燒制而成,玻璃顆粒在高溫下呈熔融狀态,顆粒之間搭接空間所存在的空氣以及顆粒内部原有的氣泡被封閉在内無法排出從而在内部形成大量的氣孔。

這些氣孔如出現在微晶石表面,即成為其表面缺陷,造成廢品。與此同時,在熔融狀态下,由于表面張力的作用,其表面形成一個“火抛光”表層,其厚度僅有幾十微米,光澤度在70度以上。這層極薄的表層組織将内部氣孔完全複蓋,從而确保了微晶石表面的裝飾效果。

故這層極薄的表層組織對微晶石表面質量極為重要。微晶石這種獨特的組織結構,使之在磨抛和切割加工時具有獨特的工藝性,不能簡單套用天然石材的加工工藝相應的加工設備也應适應這種工藝變化。

天然石材的研磨抛光,其目的有兩個,一是為了獲得表面的平整度,二是為了獲得表面光澤度。而微晶石闆材,由于其特有的内部和表層組織結構,它的表面平整度必須在闆材燒成過程中形成,不能通過後續的研磨來糾正,否則會破壞表層組織,使内部氣孔暴露出來,嚴重影響闆材表面的裝飾效果。

所以在其磨抛過程中,必須完整保留這一層組織,故要求磨削量非常小。所以微晶石闆材的磨抛實際上隻是為了獲得所要求的表面光澤度。

另外,在闆材燒成過程中,由于溫度變化,其表面不會是一個理想的平面,故在其磨抛過程中,為保證表面各處的磨削量均勻,磨具必須具有随動功能,也即所謂的“仿型”功能。故微晶石的磨抛工藝特點可總結為“仿型淺磨削”工藝。這是有别于天然石材的獨特之處。

用微晶石裝飾的建築,不但白天輝煌豪華氣派,而且特别到夜晚,其外牆用微晶石裝飾的建築,集晶瑩、明亮、柔和特色于一體,将五彩繁華的夜景一覽無餘地統統映照到聳立的街牆上;在這種明珠世界一般的環境中,明顯展現出一般石材、陶瓷磚實在無法與之抗衡的藝術魅力,猶如驕傲公主一般。

複合

微晶玻璃面層(3~4mm厚)與陶瓷玻化磚底坯經高溫複合燒成的産物。市場上通常将此産品慣稱為複合闆微晶石。

底坯

所述的陶瓷磚底坯實際上就是常規玻化磚的一種,如果不複合微晶玻璃面層而直接進行抛光,就可作為抛光玻化磚産品銷售。

從原料構成來講,本玻化磚底坯屬于“石英-長石-粘土”體系的陶瓷品種。成分細節見下表。

陶瓷坯底成分(Wt%)

選購

微晶石需要具備九大領先性能,主要包括光澤柔和晶瑩、色彩絢麗璀璨、質地堅硬細膩、零吸水、防污染、耐酸堿抗風化、綠色環保、無放射性毒害、花色持久等,超越大理石等名石,吸引了越來越多的高端業主選擇精工玉石,故此,這九大指标也成為頂級微晶石的參考标準。

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