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、強度較高、致密、耐劃傷、耐磨損和裝飾效果豪華等優點，越來越受到建筑設計師及廣大用戶的青睞.微晶玻璃作為商品問世以來，被譽為21世紀建材業的新寵兒.作為整體裝飾材料，以其比花崗巖石材還優異的性能，已得到廣泛應用，成為發展勢頭很猛的‘微晶石’.我國微晶玻璃裝飾板材的生產規模已居世界第一位.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，價格居高不下.價格因素影響它的進一步推廣應用，也會影響它在國際市場上的競爭能力.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點和高檔裝飾效果，又大大節省了微晶玻璃水淬料.從而使產品成本降下來.微晶玻璃釉面磚的制備工藝，包括微晶玻璃釉料的制備（也可選用工業微晶玻璃的水淬料做釉料）和磚坯的制備（也可選用工業陶瓷廠的坯體作磚坯或已燒結瓷磚作陶瓷基體）.本發明研制的“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.因為它調節燒成溫度很方便.該配料利用廢玻璃，有利于環境凈化，變廢料為寶貴資源.而且該坯體使用粘土量少，且對粘土要求不高.工藝簡單，生產成本遠低于陶瓷生坯.若與微晶玻璃釉料配套開發，會有明顯的經濟效益.微晶玻璃陶瓷復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，平鋪在與之相適應的磚坯或陶瓷基體上，經過微晶化、燒結和拋光制備出表層是微晶玻璃，底層是普通瓷磚的復合新型高檔裝飾材料.

    1實驗

    1.1原料

    以礦物原料為主，化工原料為輔.

    以工業生產或實驗室的微晶玻璃水淬料作微晶玻璃釉料.其化學組成范圍見表1.

    表1 微晶玻璃釉料化學組成范圍

    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  

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

    表2 實驗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實施舉例

    工業產品微晶玻璃水淬料A，其化學組成見表3.

    表3 工業產品微晶玻璃水淬料A化學組成

    成分 SiO2 Al2O3 CaO BaO 其它

    ω/% 57.35 10.71 16.58 8.21 6.97
  
    實驗室燒制的微晶玻璃水淬料B，其化學組成見表4.

    表4 微晶玻璃料水淬料B化學組成

    成分 SiO2 CaO Al2O3 MgO Na2O TiO2 Fe2O3

    ω/% 47.26 16.74 8.19 4.02 1.00 10.00 7.22
   
    選用陶瓷廠生產上使用且能適應本實驗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，經粉碎、配料、壓制成型，在實驗室制備生坯，作為被施釉的坯料D.制得的坯體使其適應釉料的晶化、軟化，同時完成燒成.
   
    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C坯料采用噴涂施釉.對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1*!100℃，B料達1*!130℃，各保溫20*!min.以使坯料得到燒成，同時釉料達到軟化.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實驗測試結果

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

    為了對比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晶化的A,B玻璃釉面磚.在ZDM-2型自動磨片機上，在同一轉速，同一壓力等相同條件下磨耗5*!min.結果見表5.

    表5 晶化與未晶化玻璃釉耐磨性對比

    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4種產品進行X-ray分析.結果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4種產品表面進行SEM觀察，2個A釉由于工藝條件相同，其晶相微晶尺寸相近，結晶百分數相當.同理，2個B釉微晶尺寸相近，結晶百分數相當.��

    對磨平后的A,B類微晶玻璃釉面進行進一步拋光處理,其光澤度可達80°～85°.對拋光表面與市場上銷售的未加防污劑處理的拋光玻化磚做抗污染對比實驗；分別滴上幾滴藍鋼筆水，拋光玻化磚被污染，滲入內部擦不掉.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.其結晶尺寸、形貌和結晶百分數相近.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坯料在燒成溫度下膨脹系數相近，會減少產品的內應力.

    (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，又不會使晶化了的微晶熔化掉.這個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℃.在此基礎上觀察調整燒成軟化溫度和時間，最后由實驗確定.這個溫度和保溫時間要同時滿足其坯體的燒成致密化.如果坯體不適應微晶玻璃釉的軟化制度則不能完全燒成，可以調節坯體的組成.在本實驗室制備的坯體B中，開始時坯體燒成溫度偏低，釉軟化溫度下坯體變軟、變形.后來經調整坯料組成，降低廢玻璃的用量，提高砂巖用量.經調節，可以分別適應A料和B料的軟化溫度，同時坯料也達到完全燒成.反之若坯體燒結溫度已定，同理，也可以設計可調節微晶玻璃的組成來調節軟化溫度，使坯釉軟化燒成溫度相一致.本實驗的C坯，就是工業生產用坯.B釉就是參照此坯的燒成溫度在1100℃左右設計的.

    微晶玻璃做釉料即可以選用工業微晶玻璃的水淬料做釉料，也可以自己設計微晶玻璃釉料.當然微晶玻璃釉料和相應坯料都需要設計時，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.

    (4) 微晶玻璃的晶相，可以通過玻璃成分設計實現.本實驗選用CaO-MgO-Al2O3-SiO2系統.加2種晶核劑是為發揮晶核劑的復合效應，以得到更高的成核效果和晶粒更細的顯微結構.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、晶化溫度和時間來調節.本實驗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) 本實驗研制的“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.因為它調節燒成溫度很方便.另外該配料利用廢玻璃，有利于環境凈化，變廢料為寶貴資源.而且該坯體使用粘土量少，且對粘土要求不高.工藝簡單，生產成本遠低于陶瓷生坯.若和微晶玻璃釉配套開發，會有明顯的經濟效益.

    (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，玻璃釉在微晶玻璃釉的軟化溫度下已經開始流釉.通過同等條件下對比，實驗耐磨性比同組成未晶化的玻璃增強.微晶玻璃比玻化磚抗污染能力強，是因為微晶玻璃釉面致密.
   
    4結論

    (1) 工業生產的微晶玻璃水淬料和實驗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，在此基礎上調節保溫時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.膨脹系數要相近，以免產生內應力 .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，特別適應和微晶玻璃釉相匹配.如需調節膨脹系數或軟化燒成溫度，調節方便.經調節，能適應任何微晶玻璃釉面，且成本低廉，工藝簡單，無環境污染.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品.

    (3) 微晶玻璃釉的晶相可以通過組成設計實現，微晶玻璃釉的析晶尺寸、百分含量可以通過核化、晶化溫度和時間來控制.不同系統選用合適的晶核劑，對微晶玻璃的析晶影響也是很重要的.

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