摘 要：文章對(duì)聚晶微粉超透料的通透性進(jìn)行了詳細(xì)分析，并針對(duì)目前超透料通透性不佳、易變形、易分層、易產(chǎn)生熔洞、耐磨性差等問題的解決提出看法和處理意見。

關(guān)鍵詞：拋光磚；聚晶微粉；超透料；通透性

1 前 言

第一代聚晶微粉透料的開發(fā)始于2002年，最早是嘉俊陶瓷開發(fā)的，開發(fā)的理念是能開發(fā)出如微晶玻璃一樣的質(zhì)感材料，可使微粉磚更加具有肌理裝飾效果，紋理更加有層次性和立體性。所以當(dāng)初就是用微晶玻璃熔塊做助熔的，考慮就是微晶熔塊膨脹系數(shù)與坯一致且始熔點(diǎn)較高，也正是這個(gè)緣故，這種材料就叫微晶材料或聚晶材料，應(yīng)用這種材料開發(fā)的產(chǎn)品就稱為聚晶微粉或立體微粉。但是微晶熔塊很昂貴，很難普及使用，也有人用低溫長石來研制出新的聚晶材料，因燒成溫度低且能增透，有人把這種材料叫做低溫料或透料，更有人藝術(shù)化地叫做玉質(zhì)料。

第二代聚晶微粉透料的開發(fā)始于2009年，最早是鷹牌陶瓷開發(fā)的。新一代透料更通透清澈，如清澈的水、純凈的水晶，所以也叫液晶玉或超透料。新一代液晶玉更能增加磚的通透性、立體感和層次性，是仿玉石系列拋光磚的必備材料，但生產(chǎn)時(shí)易出現(xiàn)諸如成形時(shí)分層（粉料塑性差、易靜電、排氣困難、成形困難）和無法提壓次的問題，以及燒成時(shí)變形（上翹或波浪形變形）、熔洞（始熔點(diǎn)低、排氣難）和拋光后透光性差、耐磨性差等問題。本文對(duì)影響聚晶微粉超透料通透性的因素進(jìn)行了分析。

2 影響聚晶微粉超透料通透性的因素分析

聚晶微粉磚尤其是透晶磚，面料低溫透料的使用量較大，占2%~98%，后者可達(dá)95%以上。如此多的透料，單靠降低溫度、增加玻璃相含量來增加透料的透性和磚的通透性是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，也易造成磚的變形、分層、熔洞和耐磨性下降等問題。解決問題的關(guān)鍵，首先應(yīng)弄清影響聚晶微粉透料通透性的因素，主要有以下三方面：

（1） 空氣與透料透光體界面的反射和吸收情況，尤其是漫反射；

（2） 透料透光體對(duì)光的吸收和散射情況即透光率，包括晶界、相界、氣泡、雜質(zhì)、缺陷等因素對(duì)光傳導(dǎo)的影響；

（3） 透料透光體與底料界面的反射及底料對(duì)光的吸收。

2.1空氣與透料透光體界面的反射和吸收對(duì)通透性的影響

光在拋光磚拋光面上的反射、吸收和透射同樣遵循能量守恒定律，見關(guān)系式（1）。

T+R+Q=I（1）

其中：

T——透射光能量；

R——反射光能量；

Q——吸收光量；

I——入射光總能量。

光的透射遵循光的折射定律，見關(guān)系式（2），透射率主要與材料的折射率有關(guān)，基本上是定值。而吸收和反射與拋光面的粗糙程度及干凈度有關(guān)系，因此拋光面的拋光精度、光潔度對(duì)聚晶微粉的通透性影響至深。合理的拋光工藝是保證聚晶微粉拋光磚通透性的前提。

n21=sinθi/sinθt=v1/v2 （2）

式中：

θi——入射光線與法線的夾角；

θt——折射光線與法線的夾角；

n21——第二介質(zhì)對(duì)第一介質(zhì)的相對(duì)折射率；

v1、v2——不同傳導(dǎo)體中的光速。

要減低聚晶微粉拋光磚拋光面對(duì)光的反射和吸收，除了增加拋光面的拋光精度和光潔度外，涂覆增透膜也不失為一種好方法，增透膜是利用透明膜對(duì)發(fā)射光的干涉相消原理，降低反射率、增加光的透過率。

圖1為增透膜的工作原理圖，其中n1

△=2n■e=(2k+1)■

e■=■

式中：

n——薄膜的折射率；

t——入射點(diǎn)的薄膜厚度；

θt——薄膜內(nèi)的折射角；

±λ／2 ——由于兩束相干光在性質(zhì)不同的兩個(gè)界面（一個(gè)是光疏-光密界面，另一是光密-光疏界面）上反射而引起的附加光程差。

增透膜的設(shè)計(jì)是利用薄膜的折射率小于聚晶微粉透明材料和膜的厚度等于光的強(qiáng)光波長如紅光的1/4時(shí)發(fā)生的發(fā)射光相消原理，增強(qiáng)入射光的透過率，提高拋光磚的通透性。

2.2透料透光體的質(zhì)量包括顏色、晶體、粒徑、晶界、相界、氣泡、雜質(zhì)等因素對(duì)其通透性的影響。

聚晶微粉透料對(duì)光的吸收和反射（尤其是漫反射）對(duì)聚晶微粉拋光磚的通透性影響極大。透料透光體的質(zhì)量與材料配方及生產(chǎn)工藝有極大關(guān)系，如何在材料配方及生產(chǎn)工藝上保證材料的透光質(zhì)量是本文的重點(diǎn)，將著重探討。

2.2.1原料的選擇

原料包括晶體原料如石英、高嶺土、高溫砂、黑泥、白泥、球土、透輝石、硅灰石、鋰輝石、燒滑石等，玻璃體原料如鉀長石、鈉長石、鋰長石、瓷石、云母、珍珠巖、霞石、熔塊、廢玻璃等，助劑如增強(qiáng)劑、增稠劑、稀釋劑、澄清劑、脫色劑、析晶劑、增韌劑等。原料的選擇原則是保證材料配方透光性設(shè)計(jì)需要和聚晶微粉拋光磚的生產(chǎn)條件需要，也要保證產(chǎn)品使用的物性和安全需要。從高透光的幾種天然硅酸鹽礦物的晶系特點(diǎn)、成礦特點(diǎn)和晶型轉(zhuǎn)變特點(diǎn)，可得出聚晶微粉透料配方原料選取的基本原則，主要有如下三點(diǎn)：

（1） 原料純、成分單一、穩(wěn)定且最好以鉀長石為主玻璃相形成體，晶相為透輝石形成體；

（２） 原料燒失小，形成玻璃時(shí)，殘余晶相為單斜晶系的小分子且殘余晶相不發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變，不出現(xiàn)膨脹失透；

（3） 透明玻璃的成分多，玻璃粘度大，不易在降溫時(shí)分相；

（４） 原料中次要礦物和副礦物成分少，稀土含量較高的副礦影響透光率，此外副礦中的過渡元素鐵鈦磷等也影響失透。

（5） 如無法避免分相和析晶，建議引入多元析晶劑，使得晶體尺寸更小。表1中列出了常用的聚晶微粉透料用原料。

2.2.2配方的設(shè)計(jì)

聚晶微粉透料的配方結(jié)構(gòu)首先不再考慮晶體較大的樹枝狀或網(wǎng)狀莫來石晶體，而是考慮晶體較小的針狀莫來石、透輝石、鋰輝石和硅灰石的多元晶體，玻璃相選擇高溫粘度大的K2O-MgO-CaO-Al2O3-SiO2玻璃，而不是粘度低的Na2O-CaO-Al2O3-SiO2玻璃。這方面的開發(fā)可以參考長石（伊利石）-硅灰石（透輝石）質(zhì)透明釉，只要鈣和鎂的氧化物含量在8%以內(nèi)，都可以研制出不同通透性的透料，膨脹系數(shù)可以用鋰輝石微調(diào)。此外，玻璃相中也有更微細(xì)的晶體，如絹云母晶體、透長石晶體，因玻璃粘度大，晶體也僅僅呈晶核狀態(tài)，且晶核為極小的單斜晶體。當(dāng)然，也可以選用伊利石或含云母較多的瓷石，配方示例如表2所示。

2.2.3生產(chǎn)的控制

生產(chǎn)控制的關(guān)鍵是原料的均化情況，原料的細(xì)度、純度，粉料的粒度分配、水分比重，成形時(shí)致密度的均勻性、排氣狀態(tài)和燒成曲線。其中，燒成曲線尤顯重要，要求氧化段長一些，保證氣體排出，高溫?zé)啥味桃稽c(diǎn)，急冷快一點(diǎn)，緩冷慢一點(diǎn)，保證透料在高溫玻璃狀態(tài)時(shí)粘度較高，不分相不析晶。

2.3透料透光體與底料及其他透光體面料界面對(duì)光的吸收和反射

光經(jīng)過折射后，在透料與底料或裝飾料的界面形成的反射光，經(jīng)重新折射后進(jìn)入肉眼后形成視覺漂移，這些視覺漂移的效果就是立體效果或者是通透效果。透料無論做線料、塊料、粒料或全透料都要有可比性，既要增加通透反差，又要使反差柔和自然。如做線料和塊料的透料被其它面料和底料形成的不透溝槽包圍，溝槽和透料玻璃體形成的界面對(duì)光的吸收和反射既與玻璃體有關(guān)，也與不透溝槽界面的粗糙度、色度和曲面度有關(guān)，還與不透材料的晶體狀態(tài)、晶粒排列方向、晶界狀態(tài)及材料缺陷有關(guān)。如有的玻璃體與非玻璃體界面會(huì)有晶體成長、微氣體富集、微裂紋產(chǎn)生、分相物質(zhì)富集等，這些都會(huì)影響聚晶微粉透料的通透性。

3結(jié)論

綜上分析，影響聚晶微粉透料通透性的主要因素有如下四點(diǎn)：

（1） 原料選擇和配方設(shè)計(jì)是影響聚晶微粉透料通透性的根本，選取原料應(yīng)考慮原料的晶體結(jié)構(gòu)、純度、白度和在配方中的作用，總的原則是玻璃相高溫粘度要大，晶體要小，氣相及殘余相要少，玻璃折射率要大。

（2） 從生產(chǎn)工藝流程控制看，要控制好原料儲(chǔ)存、原料均化、球磨加工、噴霧干燥、模壓成形、干燥燒成、磨削拋光等過程的工藝參數(shù)和工藝衛(wèi)生，保證控制的精度和干凈度。

（3） 利用非透料的顏色和界面對(duì)二次反射時(shí)光的吸收和反射率的影響，以及布料裝飾工藝提高透料的通透性也是重要的手段。

（4） 增透膜可以提高一次反射時(shí)的光的透過率，并能彌補(bǔ)界面光潔度、毛孔等缺陷，從工藝角度講也是重要的增透手段。

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