第二代微晶玻璃的特性

第二代微晶玻璃的特性相比于第一代微晶玻璃，第二代微晶玻璃有它的优势所在，但也存在一些不足，经笔者走访裕景陶瓷、王者陶瓷、喜之来瓷砖、利家居陶瓷、强辉陶瓷、来德利陶瓷等企业负责人，了解到了第二代微晶玻璃的相关特性。在第二代微晶玻璃产生之前，第一代微晶玻璃存在气孔较多的缺陷而不易解决，阻碍了第一代微晶玻璃陶瓷板材的正常生产。此外第一代微晶玻璃陶瓷复合板以其洁白如玉的外观、亮丽柔美的光泽、良好的硬度与耐磨性、较好的耐酸、耐碱性而崭露头角，但是由于它的析晶是在保留的颗粒边缘向内部生长，所以晶花显得单调。于是为解决第一代微晶玻璃容易出现气孔的技术难题，研发了第二代微晶玻璃根据玻璃粉末的烧结公式：ΔL/L0（收缩率）=Ktγ/ηR(式中：K为系数、t为烧结时间、γ为玻璃的表面张力、η为玻璃的粘度、R为玻璃粉末的粒径)，由此可看出，玻璃粉末的烧结程度（即收缩率大小）与玻璃的表面张力成正比，与玻璃的粘度成反比，与玻璃粉末的粒径也成反比。另外，根据玻璃液内气泡的内压力公式：P=Px+PH+2γ/r(式中：Px为大气压、PH为玻璃液静压力、2γ/r为玻璃液表面张力引起的内压力、γ为表面张力、r为气泡半径)，气泡的内压力主要与玻璃液的表面张力成正比，与气泡的半径成反比。这说明，当气泡较小，并且玻璃液的表面张大时，气泡的内压力很大，可以将气泡内的气体吸收（溶解）掉。综合上述两个公式可以看出，微晶玻璃的表面张力将是影响微晶玻璃的烧结程度（即收缩率———它将影响气孔率的大小）和内部气泡被吸收（溶解）能力的主要因素。当然，粘度也是影响微晶玻璃烧结程度的重要因素。如果微晶玻璃陶瓷复合板在烧成过程中经历了微晶玻璃的熔融状态，那么微晶玻璃粒料粒度的影响就显得较为次要了。这些结论为解决第一代微晶玻璃存在气孔的技术难题指明了路线。为此，我们引入了较多含量的表面张力较大，同时粘度又比较小的氧化锌组份，研制成功了第二代以硅锌矿为微晶相的微晶玻璃陶瓷复合板，并于2004～2005年投入了试产。同时，也获得了国家发明专利。由于第二代微晶玻璃的表面张力较大，粘度较小，在复合板烧成的微晶玻璃熔化阶段，原来玻璃粒料之间堆积的空隙聚集成较大的气泡并冲破表面。熔液在气泡爆裂之后回复流动，不断撕开界面，提供了晶体生长有利的最低能量势垒的位置，形成了花朵状、菊花状、放射状、流动状、火山熔岩状等变化万千的结晶花纹。这就体现了第二代微晶玻璃的晶化特点，即突破了第一代微晶玻璃结晶局限的颗粒边界，重新生长出美丽、自然流畅、千姿百态的结晶花纹，从而大大提高了其装饰艺术的美学性。除此之外，受第二代微晶玻璃的表面张力与粘度的影响，可以使微晶玻璃层的整个横断面都可以形成基本无气孔的状态，表面只有残留气体逸出后留下的痕迹（这道痕迹一般在抛光之后会消除掉）。这与横断面残留很多气孔的第一代微晶玻璃形成了鲜明的对照。这两个特点正是第二代微晶玻璃的优势所在，不过，第二代微晶玻璃的硬度较第一代微晶玻璃低，耐化学腐蚀性也较第一代弱，这些都是第二代微晶玻璃的不足之处。2005年下半年起，99.5%的氧化锌开始大幅度涨价，从每吨6000元左右一直涨到2006年上半年的每吨28000元。在这样的经济形势逼迫下，科研工作者转向研发新型的、不用氧化锌价格且更便宜的微晶玻璃。2006年年底就研制成功了以辉石相为微晶相的第三代微晶玻璃陶瓷复合板，不仅不再添加氧化锌，而且在此基础上大幅度降低第二代微晶玻璃陶瓷的成本水平，同时保留了第二代微晶玻璃结晶突破颗粒边界，生长出形状各异的花纹和断面且基本无气孔的特点。