微晶玻璃陶瓷复合砖生产新工艺-【资讯】

微晶玻璃陶瓷复合砖生产新工艺

20世纪50年代，美国康宁公司研制生产出微晶玻璃。经过半个多世纪的发展，微晶玻漓在理论研究和应用方面都取得了长足发展。微晶玻璃具有晶粒细小，结构致密，色调柔和，纹理美观，强度和光泽度高等优良特性。如今微晶玻璃中的晶相含量越来越高，有的已经超过陶瓷材料中的晶相含量，而且晶粒大小、性能可以设计和控制，成为最有发展前景的新型陶瓷材料。

微晶玻璃装饰板材作为高档建筑装饰材料已得到广泛应用，但其生产工艺存在的能耗高，模具材料耗量大，成品合格率低等因素，使微晶玻璃装饰材料价格高居不下，影响了它的推广使用。

有鉴于此，一些专家和学者通过大量实验研究，推出了以普通瓷质砖的基底来制备微晶玻璃陶瓷复合墙地砖的生产新工艺。该工艺是将基础玻璃粉平铺于普通瓷质砖基板上，进行加热处理而制备出表层为微晶玻璃，基底为普通瓷砖的复合材料。该材料强度高，耐磨性好，具有微晶玻璃的各种优点和装饰效果。普通陶瓷墙地砖生产厂家通过适当技术改造即可生产，具有良好的推广应用前景。

一、原料与配方组成

原料主要有：白云石、方解石、钾长石、硼砂、石英、萤石、无水硫酸钠?化学纯?。　　基础玻璃的配方组成范围：CaO 20～25，MgO 8～10，Al2O3 4～6，SiO2 45～55，Na2O＋K2O 5～7，B2O3 1～3，CaF2 5～8。

所选定的基础玻璃属于CaO－MgO－Al2O3－SiO2系统，适量加入Na2O、K2O、B2O3等用以调节玻璃的熔制性能。以萤石的晶核剂，经加热处理后，析出主晶相为硅灰石和透辉石。

该工艺采用的基板为佛山某厂的普通瓷质砖。

二、工艺

按配方配制基础玻璃粉，将各原料混合均匀，装入陶瓷坩锅内，在1380～1400℃下熔制，保温1～2小时，将熔制好的玻璃取出水淬，烘干后破碎至一定粒度，作为基础玻璃粉料。

将选好的已烧结瓷质砖，在其表面平铺一层3～4mm厚的基础玻璃粉料，入窑炉中烧结，使玻璃粉料在半熔融状态下核化和晶化，并与基底瓷砖牢固结合，从而获得微晶玻璃陶瓷复合材料。

三、工艺分析

１、通过对基础玻璃粉料的差热分析表明，该玻璃粉料的转变温度为T25℃，结晶温度985℃，可知该玻璃料的核化温度为800～850℃，晶化温度为900～1000℃。实验证实：当采用的玻璃粉料的核化温度和晶化温度较高时，可选择较快的升温速度和较短的保温时间。在较高的晶化温度下甚至可以取消核化保温时间。另外，随基础玻璃粉料的粒径增大，晶化温度也相应有增大趋势。而全部采用细粉料时，920℃即可获得完全致密且性能良好的微晶玻璃。

２、在CaO－Mgo－Al2O3－SiO2系统中，无外加晶核剂时，在加热过程中也会出现自发的表面晶化现象，但过程缓慢，难以完全晶化。而以萤石CaF2为晶核剂时，玻璃熔体在冷却过程中，将诱导玻璃分相，分相界的能量较高，有利于晶核形成和晶体沿晶界定向长大，玻璃产生强乳白色。

通过显微结构发现，经核化后形成的晶核为纳米级晶粒，晶核大小分布均匀。晶化后的针状或柱状定向生长的簇状晶体，整体结构均匀致密，切割研磨表现出较高的硬度和耐磨性能。

３、玻璃粉在烧结晶化过程中要排除气孔并产生收缩，须使微晶玻璃和陶瓷体能形成良好的过渡中间层，要将体积收缩转化为厚度方向的单向收缩，还要使两者热膨胀系数相匹配。因此，基础玻璃粉与已烧结的陶瓷基板形成紧密的结合层，是该工艺的关键所在。

在基础玻璃料的铺设中，先用细粉铺底，通过振动方式，使细粉在下层较多，粗颗粒在表层较多，有利于结合面良好过渡层的形成，也有利于玻璃粉在烧结时的气孔排除。这样核化和晶化的热处理制度合理，微晶玻璃与基板间能紧密结合，即使将微晶玻璃陶瓷复合材料打碎，也不会有微晶玻璃与陶瓷基体剥离现象发生。

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