微晶玻璃的新时代特征

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摘要：本文阐述了微晶玻璃的分类、发展历史、知识产权以及生产应用状况，论述了微晶玻璃即将进入新时代的基本特征。

关键词：微晶玻璃 发展历史 生产状况 知识产权状况 新时代特征

1 微晶玻璃的分类

微晶玻璃的性能是由微晶相的种类、晶粒大小、玻璃相的组成以及它们的相对数量决定的。按成分微晶玻璃可分为硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃；按析晶方法可分为整体析晶法和边界析晶法；整体析晶法分为压延微晶玻璃、压铸微晶玻璃和浮法微晶玻璃；边界析晶法分为烧结法微晶玻璃通体板、烧结法陶瓷基微晶玻璃复合板（简称微晶玻璃复合板，商业名称为微晶玉）。整体析晶法在配方中需要添加引晶剂，如氧化锆、硅酸锆、氧化钛、氟硅酸钠、萤石、磷灰石等。边界析晶法在配方中不需要添加引晶剂，依靠玻璃熔块颗粒的边界来完成析晶。在二次烧结时，玻璃熔块颗粒熔融软化、烧结收缩，通过在析晶温度区间的保温阶段进行气体排出、颗粒烧结和边界结晶。由于在加热、烧结过程中，玻璃本身发生成核析晶现象，析晶有利于提高烧结体的强度和美化外观装饰的效果，所以边界析晶法的装饰效果优于整体析晶法。

2 微晶玻璃的发展史

1959年前苏联利用压延法成功试验出矿渣微晶玻璃，随后一些工业发达的国家如前苏联、美国、英国和日本等都投入大量的资金对微晶玻璃进行了研究和开发。低铁陶瓷锂辉石的应用在中国研究较早，1964年中国科学院硅酸盐化学与工学研究所的闵嗣桂和印保忠发表了《Li2O-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃晶相的研究》的论文，详细介绍了铝硅酸锂玻璃陶瓷的性能。1970年乌克兰汽车玻璃厂首次将矿渣微晶玻璃投入到工业化生产，我国开始了压延矿渣微晶玻璃的研究，中国科学院上海硅酸盐研究所、中国建筑材料科学研究院、蚌埠玻璃设计研究院和上海华东化工学院是较早投入压延矿渣微晶玻璃研究的单位。1981年中国建筑材料科学研究院在湖南湘潭进行了工业化中间试验。1992年以后国内先后出现了几条年产10万m2以下的矿渣微晶玻璃压延生产线，如江苏无锡、山西大同、山东招远、河北邢台和安徽滁州等，其中江苏无锡和山西大同引进乌克兰技术，山东招远和河北邢台应用中国建筑材料科学院开发的技术，安徽滁州则应用中国科学院上海硅酸盐研究院和蚌埠玻璃设计院的技术。但这些生产线都只是简单地套用普通压延玻璃生产线的技术，并没有考虑微晶玻璃料性短的特性，最终都因不能正常生产而相继停产。直到2002年德国的肖特玻璃公司通过PCT在中国申请了铝硅酸锂玻璃项目的专利；河北晶牛股份有限公司经过十年努力，最终成功生产出枪晶石系压延微晶玻璃；2003年浙江湖州的大亨玻璃制品厂成功研发出锂辉石系压延微晶玻璃。2005年广东普宁的新科迪微晶玻璃实业公司的黑色锂辉石透明压延微晶玻璃成功下线，同时在浙江湖州和温州类似的压延微晶玻璃相继下线。

日本为了避开前苏联的专利，利用化工原料发明了烧结法微晶玻璃的生产技术，随后申报了一系列此项目的专利，并于1997年在中国取得相关专利。中国在烧结法微晶玻璃方面进行了大量研究，如清华大学、武汉工业大学、原国家建材局地勘中心、中国地质科学院尾矿利用中心和许多大专院校等。河北邢台晶牛玻璃股份有限公司是压延微晶玻璃和浮法微晶玻璃的最大生产商，1999年1月29日，河北邢台晶牛玻璃股份有限公司申请了《一种用铁尾砂制作微晶板材的方法》专利，专利申请号99101923.7，开启了矿渣压延微晶玻璃规模化的生产；2006年5月24日，河北邢台晶牛玻璃股份有限公司申请了《一种大板高速玉晶石的生产方法》专利，专利申请号200610081502.7，开启了浮法微晶玻璃规模化的生产。2000年1月5日，戴长禄申请了《一种新型微晶玻璃――陶瓷复合砖的生产方法》专利，专利申请号为00100030.6，开启了陶瓷基微晶玻璃复合板（砖）的新时代，同时建筑陶瓷进入了“玉”的时代。2000年10月26日，佛山华盛昌陶瓷有限公司申请了《微晶玻璃陶瓷复合板材及其生产方法》专利，专利申请号为00130117.9，此项专利为以后微晶玻璃复合板的专利纠纷埋下了伏笔。2006年10月11日，广东博德精工建材公司的叶荣桓申请了《一种新型多重结晶组合微晶玻璃陶瓷复合板的生产工艺》专利，专利申请号为200610123416.8，开启了肌理微晶玻璃复合板的新时代。2008年12月25日，广东博德精工建材有限公司申请了《一种具有新型微晶相的微晶玻璃陶瓷复合板生产方法》专利，专利申请号为200810220409.9，提高了微晶玻璃的硬度，解决了装饰过程的纹理问题。

3 微晶玻璃的生产与应用

进入二十一世纪，微晶玻璃的生产在我国开始进入鼎盛时期。2003年，在佛山就有7家企业生产烧结法微晶玻璃通体板，如朗隆、黄金屋、荣冠等。此外国内的汕头、茂名、揭阳、深圳、天津、南京、内蒙古、沈阳等地都有较大规模的生产和销售。2006年以后，由于能源紧缺以及化工原料的价格上涨，尤其是氧化锌的价格飞涨，导致部分沿海企业停产或限产。目前，微晶玻璃通体板的生产产量比2003年的产量降低了一半，生产厂家也越来越少。

2001年，微晶玻璃陶瓷复合板真正走向了产业化，北京德然陶瓷技术有限公司在河南安阳大方陶瓷有限公司实现了一次烧微晶玻璃复合板的专利技术产业化。2002年，嘉俊陶瓷有限公司、广东博德精工建材有限公司和欧神诺陶瓷有限公司相继开发出了二次烧微晶玻璃复合板。2003年，北京德然陶瓷技术有限公司以及佛山部分熔块厂家对微晶玻璃陶瓷复合板的全面推广，微晶玻璃陶瓷复合板的发展出现了新的局面，并在2005年达到顶峰，同时出现了东鹏陶瓷与众多厂家的专利之战，随后微晶玻璃陶瓷复合板生产厂家开始减少。2010年后，大部分厂家又开始将微晶玻璃技术与西班牙抛光玉石技术相结合，开发新的微晶玻璃，其特点是：将丝网印花、辊筒印花、喷墨打印、微粉布料等现代装饰技术与微晶玻璃材料、聚晶微粉材料结合起来，利用高温状态下玻璃体的流变、沸腾机理开发出新的微晶石。新的微晶石技术装饰多样化、可控化，更节能、更低成本，是未来发展的趋势。

4 微晶玻璃的研究前景与方向

微晶玻璃作为二十一世纪最有生命力和发展前景的新型建材，展现了它独特的魅力。在传统建筑陶瓷的结构调整以及产业提升的关键时期，微晶玻璃复合板使抛光砖走进了玉器和精工时代，也使传统建筑陶瓷真正走进了数字化装备与新材料、新工艺相融合的时代，未来随着功能化陶瓷墨水的开发和应用，传统建筑陶瓷将进入数字、低碳、功能、智能的新时代。