2010-12-9 11:00:05
一、前言
眾所周知，微晶玻璃板材是２１世紀將得到廣泛應用的高級建筑裝飾材料，它集合了晶瑩剔透、細膩如玉的質地、高品味的裝飾效果、光潔不吸污的品質和無放射性污染的綠色環(huán)保要求等眾多優(yōu)點，形成了對包括各類建筑瓷磚在內(nèi)的眾多建筑材料的巨大優(yōu)勢，而各類建筑瓷磚又具有生產(chǎn)成本低、產(chǎn)量大、生產(chǎn)自動化程度高、市場占有率廣的優(yōu)勢。因此作者１９９７年就提出了將這兩種材料復合起來、采用陶瓷生產(chǎn)工藝生產(chǎn)微晶玻璃陶瓷復合磚的科研課題，并于當年在北京北辰陶瓷工業(yè)有限公司當時作者任職該公司的總工程師開始了這一課題的研究。先后在北京北辰陶瓷工業(yè)有限公司、內(nèi)蒙東勝市東喬陶瓷有限公司、北京常鑫陶瓷有限公司、廣東佛山歐神諾陶瓷有限公司進行了大量的小型試驗和工業(yè)級試驗，取得了各項技術突破。２００１年１月５日作者正式向國家專利局申請該項目的發(fā)明專利，２００３年９月３日第一代微晶玻璃陶瓷復合磚的發(fā)明專利得到了國家專利局的授權與批準，專利號為：ＺＬ００１０００３０．６。
由于微晶玻璃陶瓷復合磚集玻璃、陶瓷、石材的優(yōu)點于一體，而成為具有高檔建筑美學效果的新型建筑裝飾材料，同時，它的發(fā)展前景廣闊，市場的開拓空間很大，于是廣東不少拋光磚生產(chǎn)廠家紛紛仿效，其中也有一些廠家掌握了其中的技術關鍵，生產(chǎn)了產(chǎn)品，投放了市場。
為了進一步提高微晶玻璃陶瓷復合磚的美學效果和藝術品味，大幅度提升產(chǎn)品檔次，同時為了使產(chǎn)品真正適應陶瓷的生產(chǎn)工藝的要求，根本解決氣孔這一關鍵技術問題，我公司又確定了研制第二代微晶玻璃陶瓷復合磚產(chǎn)品的課題。在研制過程中堅定不移地把微晶玻璃技術必須適應建筑陶瓷產(chǎn)品低成本、高產(chǎn)量的工業(yè)化生產(chǎn)需求作為開發(fā)方向，把增加建筑陶瓷產(chǎn)品的天然效果和提高美學品味作為產(chǎn)品開發(fā)的靈魂，把技術的成熟和可靠性作為開發(fā)的標準，在河南興盛陶瓷有限公司的大力協(xié)助和大量投入下歷經(jīng)兩年的艱苦努力取得了多個品種產(chǎn)品的工業(yè)化實驗成功、并在山西五星陶瓷有限公司、廣東新科迪陶瓷有限公司取得了工業(yè)化生產(chǎn)的成功。２００３年３月１２日我公司又向國家專利局申請了第二代微晶玻璃陶瓷復合磚的發(fā)明專利，并獲得受理，專利申請?zhí)枺海埃常保保保梗矗保埃梗瑫r我公司還申請和獲得批準了三個外觀設計專利，專利號分別為：０３３０３０２５．１、０３３０３０２４．３、０３３０３０２３．５。
第二代微晶玻璃陶瓷復合磚與第一代微晶玻璃陶瓷復合磚相比有如下特點：
①改變了第一代微晶玻璃陶瓷復合磚包括微晶玻璃純板材的表面裝飾紋樣，使之突破了原來微晶玻璃的顆粒邊界，重新析出球狀、菊花狀、放射狀、簇集花狀、火山熔巖流動狀、流紋狀、火焰狀等自然生長的晶體，更趨自然，達到了鬼斧神工的境界，大大地提升了微晶玻璃陶瓷復合磚的裝飾美學效果，使產(chǎn)品的檔次達到了新的水平；
②改變了第一代微晶玻璃陶瓷復合磚長期困擾廠家的表面氣孔質量不穩(wěn)定的狀況，其燒成范圍之寬適應了現(xiàn)有的陶瓷生產(chǎn)工藝，達到了表面基本無氣孔的優(yōu)良質量；
③改變了第一代微晶玻璃陶瓷復合磚的微晶玻璃層氣孔的分布狀況，使其原來氣孔不可避免地分布于內(nèi)部與底部的分布狀況變?yōu)榈诙⒕РＡ沾蓮秃洗u的微晶玻璃整個斷面均無氣孔的良好結果。這一技術突破根本改變了第一代微晶玻璃陶瓷復合磚拋光深度難于超過０．５ｍｍ的苛求，可以拋至所需要的厚度一般在０．８～１．２ｍｍ，這無疑也適應了當前普遍采用的瓷質磚拋光工藝的工藝要求；
④改變了第一代微晶玻璃陶瓷復合磚當前基本采用的先素燒后晶化燒結的二次燒成生產(chǎn)工藝，采用一次燒成生產(chǎn)工藝，減少了設備、降低了熱耗；
⑤改變了第一代微晶玻璃陶瓷復合磚基本采用的３．５小時以上的慢燒燒成工藝，采用９５分鐘左右的快速燒成工藝，將產(chǎn)量提高了一倍。無疑這也降低了生產(chǎn)成本；
⑥改變了當前第一代微晶玻璃陶瓷復合磚色彩、品種單調(diào)的局面，增加了紅色、黑色、咖啡色等品種。
總之，第二代微晶玻璃陶瓷復合磚專利技術把微晶玻璃陶瓷復合磚的品位提升到了更為高雅、更具市場競爭力的境界。
下面，分項概述第二代微晶玻璃陶瓷復合磚專利生產(chǎn)技術的主要環(huán)節(jié)。
二、微晶玻璃粒料的成分特點及制備工藝
１、成份特點
第二代微晶玻璃粒料的成分特點在于引入較多的氧化鋅。無論是第一代的微晶玻璃陶瓷復合磚，還是市場上的純微晶玻璃板材，它們的成分很少含有氧化鋅，即使含有氧化鋅含量也不超過５％ｗｔ。可析出特征結晶花紋的第二代微晶玻璃中的氧化鋅含量在１０－４０％ｗｔ。這些氧化鋅的作用在于：１促進據(jù)有特征花紋的微晶體生成；２作為強助熔劑有利于加速微晶玻璃的熔制，降低熔制溫度；３降低微晶玻璃的粘度，有利于微晶玻璃表面的流平，進而有利于微晶玻璃表面的拋光；４提高微晶玻璃的力學強度。與氧化鈣、氧化鍶、氧化鋇相比，氧化鋅更能提高微晶玻璃的硬度。這與鋅和氧的健強高于鈣、鍶、鋇和氧的健強有關。此外，鋅替代硅還不影響微晶玻璃的抗張強度；５降低微晶玻璃的熱膨脹系數(shù)，利于與陶瓷坯體的匹配。在這方面，它的作用接近于鎂；６改善微晶玻璃耐化學腐蝕性，特別對水、蒸汽、酸。在這方面，它的作用類似于鋁。
當然，為了控制微晶玻璃的燒結與晶化，以及在熱膨脹系數(shù)方面匹配陶瓷磚坯體，第二代微晶玻璃應具有以下相應的成份范圍ｗｔ％：ＳｉＯ２ ４０～６０％、Ａｌ２Ｏ３ ５～１５％、ＣａＯ ５～２０％、ＭｇＯ ０～１０％、Ｋ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ ２～１０％、Ｌｉ２Ｏ ０～４％、ＢａＯ ０～５％。此外，還應添加適量的晶核劑、澄清劑、著色劑或脫色劑，含量在０～１０％。所有上述成分可以保證獲得具有上述特征結晶花紋的各種顏色紅、黃、藍、綠、灰、黑、白等系列、表面氣孔極少和極小的微晶玻璃表面，并與陶瓷磚坯體匹配。
２、制備工藝
將滿足工藝質量要求的、粒度小于０．１ｍｍ的各種原料，包括石英、長石、鋰輝石、輕鈣或石灰石、方解石、白云石、滑石、碳酸鈉、硝酸鈉、碳酸鋰、氧化鋅、晶核劑、澄清劑、脫色劑或著色劑等，按照配方配料。然后在混料機內(nèi)均勻混合，加入適量比例的水，入陶瓷熔塊窯或玻璃池窯內(nèi)熔化，熔制溫度在１４５０～１５００℃范圍。熔化的玻璃熔體經(jīng)澄清后水淬，水淬時經(jīng)對輥機壓片，制得２０目到４目不同粒級的微晶玻璃粒料，這些粒料再經(jīng)烘干、篩分、并按不同粒級分別裝袋待用。
三、匹配第二代微晶玻璃的陶瓷坯體的成份特點及其制備工藝
１、成份特點
不是所有微晶玻璃，甚至根本不存在某種微晶玻璃材料天然具備能與作為基體的陶瓷坯體完美結合的性能，這主要表現(xiàn)在熱膨脹性能上。對于調(diào)整二者的熱膨脹系數(shù)來說，陶瓷坯體的調(diào)整相對來說更容易、更便利、更快捷、更有效。為了確保表層微晶玻璃與陶瓷坯體的基體復合后的平整度首先要做到這兩者在熱膨脹系數(shù)的匹配，即表面微晶玻璃膨脹系數(shù)應小于１～２．３×１０－６度。應該說微晶玻璃仍有調(diào)整的余地，但是余地不大。有鑒于此，調(diào)整熱膨脹系數(shù)的重點應放在陶瓷坯體上。
如果陶瓷坯體熱膨脹系數(shù)太小，則只需外加石英或增加坯體ＳｉＯ２的成份含量即可；反之，如果陶瓷坯體熱膨脹系數(shù)太大，則需將陶瓷坯體Ａｌ２Ｏ３成分含量提高，ＳｉＯ２成份含量降低。一般來說，陶瓷坯體成份應在如下范圍：ＳｉＯ２ ６８～７２％， Ａｌ２Ｏ３１７～１９％，ＣａＯ＋ＭｇＯ１～５％，Ｋ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ４～６％，燒失量４～５％。這樣應可以匹配第二代微晶玻璃，確保了陶瓷復合磚的平整度。
２、制備工藝
將符合上述成份的、粒度小于５ｍｍ的各種原料，包括含有高嶺石、伊利石、蒙脫石、長石主要是鉀、鈉長石、石英、滑石、白云石、透輝石、硅灰石等天然原料以及輔助原料包括：減水劑、坯體增強劑等入球磨機細碎，其泥漿水分為３３～３８％依不同地區(qū)而定，細度大致在０．５～１．５％萬孔篩篩余，流動性在３０秒～５０秒恩氏粘度值范圍依不同地區(qū)而定，然后在噴霧塔制粉。其粉料水分為５～７％依不同地區(qū)、不同季節(jié)而定。顆粒級配：２０～４０目為２０～４０％依不同地區(qū)而定，１２０目以下小于２％。然后，用自動液壓機成型，成型比壓力在２５０～３５０公斤厘米２，厚度與現(xiàn)行瓷質拋光磚相近，四角厚差應小于０．３毫米。成型的坯體經(jīng)干燥器干燥，干燥后的坯體水分為０．５－１．０％，坯體強度應大于２５～３５公斤厘米２依坯體大小而定。此后，這個干坯就可以復合微晶玻璃粒料生產(chǎn)微晶玻璃陶瓷復合磚了。
四、復合及燒成工藝特點
１、復合工藝
采用我公司自行設計、制造的干法施釉機，將不同粒級的微晶玻璃粒料均勻鋪撒在陶瓷干坯上，其鋪撒量在８公斤米２左右。然后入輥道窯燒成，即完成微晶玻璃與陶瓷磚復合工序。這種一次燒成復合較二次燒成復合要緊密，二者之間結合力要強。這是因為微晶玻璃與活性高的生料礦物成份反應甚于與活性小的、已發(fā)生燒成反應和開始燒結的礦物成份的反應。
２、燒成工藝特點
第二代微晶玻璃陶瓷復合磚采用一次快速燒成工藝，其燒成溫度在１１６０～１２１０℃范圍依品種不同和燃料結構不同而定，燒成周期在９５分鐘左右在１３０～１５０米窯長的條件下，個別品種需要１１０分鐘左右。典型的燒成曲線（見圖１）。
如圖１所示，其燒成曲線分為三段，一段是預熱氧化部分，一段是燒結晶化的燒成部分，一段是冷卻部分，各段大致各占三分之一。在１０００℃以前的第一段，加熱按照勻速升溫的方式進行，使陶瓷坯體排除羥基水、排除碳酸鹽分解的二氧化碳氣體、有機質氧化等反應充分完成，同時表層微晶玻璃軟化、初熔并開始封閉。在１０００℃到１２００℃左右的第二段，升溫是平緩進行的，并在１２００℃左右溫度范圍保溫一段時間。此階段完成了微晶玻璃的晶化、燒結的二大主要反應，同時陶瓷坯體完成燒結、玻化以及莫來石化過程。在第三段的冷卻部分，包括急冷、緩冷、強冷三個階段。
五、產(chǎn)品特點
１、晶相成分
經(jīng)ｘ射線衍射曲線鑒定，第二代微晶玻璃的微晶相主要仍為付硅灰石單斜晶系。需要指出，不少報導和文獻都鑒定為β－硅灰石三斜晶系。這是由于這二者的ｘ射線衍射圖譜極為相似，只有微小差別所致。
２、熱膨脹系數(shù)
經(jīng)檢測，作為基體的陶瓷坯體和表層第二代微晶玻璃的熱膨脹系數(shù)同時（見表１）。如表１所示，在各個溫度區(qū)間，微晶玻璃的熱膨脹系數(shù)均比陶瓷坯體小１～２．３×１０－６度范圍。這說明它們的熱膨脹系數(shù)是匹配的，這是確保復合磚的平整度以及長期使用壽命的基礎。
３、外觀質量
１氣孔 從最近試產(chǎn)的紅色、菠蘿黃色、土黃色、咖啡色的四種款式的產(chǎn)品來看，其表面氣孔狀況已達到基本無氣孔的水平，遠遠優(yōu)于微晶玻璃表面氣孔的全國行業(yè)的質量指標。
２結晶紋樣 從上述四種款式的產(chǎn)品來看，四種產(chǎn)品的結晶紋樣均有各自的特色。紅色品種為盛開的簇集花朵狀，其中夾有大的放射狀球形大花。咖啡色品種為既似含苞待放的花朵狀，又似一種帶花紋的蛇皮狀。菠蘿黃色品種為大面積的細紋狀，很似大理石的石材。土黃色的品種為結晶為空心管狀以及球形花紋狀的晶體。應該說，這些產(chǎn)品的裝飾藝術的美學效果較呆板的、顆粒狀集合體的第一代微晶玻璃為好。
４、內(nèi)在質量
經(jīng)國家建筑材料測試中心檢驗，復合磚表層微晶玻璃的內(nèi)在質量檢測結果（見表２）。
如表２所示，第二代微晶玻璃陶瓷復合磚的表層微晶玻璃的內(nèi)在質量達到全國行業(yè)對微晶玻璃優(yōu)級品的標準。為了確認本專利產(chǎn)品的綠色環(huán)保性，特由國家建筑材料工業(yè)放射性及有害物質監(jiān)督檢驗測試中心對其進行了放射性２２６Ｒａ、２３２Ｔｈ、４０Ｋ的比活度值檢測及內(nèi)外照射指數(shù)的計算其結果（見表３）。結果表明，第二代微晶玻璃陶瓷復合磚產(chǎn)品屬于Ａ類裝修材料，其產(chǎn)銷與使用范圍不受限制。
六、結語
綜上所述，第二代微晶玻璃陶瓷復合磚具有特殊的成份特點，擁有成熟的、可行的、適用于現(xiàn)有陶瓷生產(chǎn)線的生產(chǎn)工藝，綜合生產(chǎn)成本低于目前市場上存在的第一代微晶玻璃陶瓷復合磚的生產(chǎn)成本，其產(chǎn)品質量優(yōu)于有關國家行業(yè)提出的微晶玻璃優(yōu)級品的標準。第二代微晶玻璃陶瓷復合磚有著進一步深入開發(fā)的廣闊前景。
外保溫發(fā)展的歷史機遇 當前和今后相當長的一段時期，正是中國建筑節(jié)能大發(fā)展的歷史機遇期，也是外墻外保溫大發(fā)展的歷史機遇期。
多年以來，建筑節(jié)能在北京、天津、唐山等地發(fā)展情況十分良好，在上海、武漢、山東、江蘇等一些地方也正在快速前進。但在不少地區(qū)仍然步履艱難，在建筑節(jié)能標準不依、有建筑節(jié)能管理規(guī)定卻不執(zhí)行的現(xiàn)象相當普遍。但是，這種情況近期必將發(fā)生根本變化。
當前，高層人士對建筑節(jié)能重要性的認識越來越深入，必須重視建筑節(jié)能的呼聲已愈益高漲，這預示著建筑節(jié)能即將有很大的發(fā)展。
目前，我國嚴寒和寒冷地區(qū)各地居住建筑認真執(zhí)行節(jié)能５０％的標準，一些過去執(zhí)行標準緩慢的地區(qū)將較快趕上，北京、天津等大城市則率先編制并執(zhí)行節(jié)能６５％的標準；夏熱冬冷和夏熱冬暖地區(qū)經(jīng)過認真準備，以上海、武漢、江蘇等地為先導，各地紛紛加強執(zhí)行居住建筑節(jié)能設計標準的力度；以政府辦公建筑的節(jié)能為前導，全國公共建筑的節(jié)能開始啟動，并較快展開；既有建筑節(jié)能改造工作將由試點、擴大試點發(fā)展到逐步推開的階段；供熱體制改革在一批北方省市的試點已經(jīng)啟動，并將逐步擴展此項改革的深入，將促進建筑節(jié)能工作特別是外墻外保溫的發(fā)展。
可以預期，這種發(fā)展在不同地區(qū)將是很不平衡的，彼此間的差距仍將不小，但總的發(fā)展速度會比過去快很多。
應該看到，發(fā)展中國的外墻外保溫事業(yè)，有很多內(nèi)在的有利條件：中國建筑以采用混凝土、磚石等重質結構為主，這種結構的外墻便于采用粘貼、澆入、釘掛等方式進行外保溫；重質建筑結構采用外保溫，其熱容量很大，使建筑物熱穩(wěn)定性好，冬暖夏涼，居住舒適，從而受到住戶的廣泛歡迎；經(jīng)過多年的發(fā)展，中國外墻保溫技術已趁于成熟，自主研制開發(fā)的外墻外保溫技術紛紛推出，同時許多國家外墻外合法權益溫技術不斷介紹進中國來，多種多樣的先進技術不斷涌現(xiàn)；多年來通過市場競爭的結果，外墻保溫技術不僅質量可以得到保證，價格也更趨合理。
這些條件使得外墻外保溫技術在建筑節(jié)能事業(yè)中可以大展身手。世界上有遠見的、最具實力的外墻外保溫企業(yè)都將逐鹿中國外墻外保溫市場，中國必將出現(xiàn)一些大而強的外墻外保溫企業(yè)，許多粗制濫造、工程質量低劣的企業(yè)終將被淘汰出局。涂逢祥
ＨＦ－１１００全自動液壓磚壓機
福建海源建材機械設備有限公司通過消化吸收國外墻體磚壓機的核心技術，并與國內(nèi)權威機構合作，研制開發(fā)出國內(nèi)首條ＨＦ－１１００全自動液壓墻體磚壓機及年產(chǎn)５０００萬塊標磚配套生產(chǎn)線裝備，填補了國內(nèi)大噸位液壓墻體磚壓機的空白。
ＨＦ－１１００全自動液壓墻體磚壓機的特點有：１、成型壓力大。壓磚機采用高噸位壓力機，成型壓力達到１０００ｔ，制品成型壓力可達２７ＭＰａ，而目前國外磚機壓力均低于６００ｔ；２、生產(chǎn)效率高。壓磚機每次可壓制３２塊標磚，單機每小時產(chǎn)量可達９０００塊標磚，單機生產(chǎn)率達到國際先進水平；３、自動化程度高。主機采用機電液一體化及智能控制技術，實現(xiàn)了布料、成型、磚垛等工序全自動化，產(chǎn)品質量高，成本低；４、投資省，實現(xiàn)產(chǎn)品多元化。主機設備投資為國外同機型設備的１／４，并能適用于多種物料，生產(chǎn)不同類型、不同規(guī)格的產(chǎn)品，實現(xiàn)產(chǎn)品多元化。楊奎
ＢＥ型電除塵器及控制系統(tǒng)
ＢＥ型電除塵器的主要特點為：采用頂部電磁錘振打清灰，振打器隔離在煙塵之外，運行可靠，便于管理、維修，可實現(xiàn)不停機檢修；采用小分區(qū)供電，有利于充分發(fā)揮電氣性能，提高除塵效率；改進出入口結構，使其不易積灰，前電場改用針刺線，后電場采用麻花線，以適應高濃度粉塵場所的除塵；將絕緣軸兩端改為錐形結構，安裝方便，運作可靠；采用吊打分開結構，傳力效率比原來提高一倍多，并提高了絕緣子的使用壽命；劃小振打區(qū)域，改進振打器配置，使其更合理，清灰效果更好。振打控制采用微機振打控制器，可實現(xiàn)每一個振打錘的振打力、振打頻率、振打順序的靈活控制，調(diào)整方便，實現(xiàn)了電除塵器工藝過程智能化閉環(huán)控制，一套系統(tǒng)可控制多臺電除塵器。
ＢＥ型電除塵器適用于建材、冶金、化工等行業(yè)的煙氣凈化和原材料回收，是消除煙塵、保護環(huán)境的一種理想設備。經(jīng)檢測，該除塵器的除塵效率達９９．５％，漏風率＜３％。 于淋
非加熱型多孔質陶瓷濕度傳感器
日本立石電機公司研制出一種耐環(huán)境的非加熱型陶瓷傳感器。這種傳感器由于能進行連續(xù)測定，而且價格低廉，因此受到重視。
由于非加熱型多孔質陶瓷濕度傳感器利用氣孔的吸附和解吸原理，隨著時間的推移容易發(fā)生固有氣體的吸附而引起變化，此外還有諸如在傳導管中使用堿離子元件，其耐水性差等缺點。 阮拗
利用陶瓷原料開發(fā)抗病毒材料
日前，日本鳥取大學農(nóng)學系研究小組和用瀨電機公司合作，利用天然礦物白云石（一種白色或淺色礦石，可用于制造肥料、熔爐耐火材料、建筑及制陶材料等）開發(fā)出對流感等病毒具有明顯預防效果的新材料。
據(jù)有關媒體報道，日本研究人員把這種新材料同禽流感等病毒放到一起制成０．６％濃度的溶液，均勻搖晃１０分鐘后，病毒數(shù)就會減少到原來的十萬分之一以下。另外，把涂有新抗菌材料的藥布放進有病毒的液體中浸泡１５分鐘，液體中的病毒數(shù)量就會減少到原來的萬分之一以下。另外，通過實驗發(fā)現(xiàn)，一般的抗菌口罩僅僅是采用過濾原理防止有害物質通過，而患者使用涂有新材料的口罩，不僅能夠減少口中的病毒，還可以抵御外來病毒。 陳唐
多功能控制低輻射熱反射玻璃
目前，一種革命性的新產(chǎn)品、新一代建筑節(jié)能產(chǎn)品 ——多功能陽光控制低輻射熱反射玻璃進入我國市場。這主要是針對目前國際上廣泛使用的低輻射玻璃存在的不足和缺陷，由美國皮爾金頓公司投入巨資，在世界上率先研發(fā)成功的新產(chǎn)品。
這種新產(chǎn)品實現(xiàn)真正意義上的高性能陽光控制，即夏季讓太陽光進入室內(nèi)，提高透光率，并通過該玻璃將熱量反射出去，同時又保持冬季的保溫效果，真正達到冬暖夏涼的節(jié)能實效。同時這種玻璃新產(chǎn)品還可以在鍍膜以后進行鋼化，它不受時間和地域的限制，可以在各地就近進行玻璃鋼化、彎曲、夾膠、中空等深加工，受到開發(fā)商和幕墻工程公司的歡迎。