一、前言

众所周知，微晶玻璃板材是２１世纪将得到广泛应用的高级建筑装饰材料，它集合了晶莹剔透、细腻如玉的质地、高品味的装饰效果、光洁不吸污的品质和无放射性污染的绿色环保要求等众多优点，形成了对包括各类建筑瓷砖在内的众多建筑材料的巨大优势，而各类建筑瓷砖又具有生产成本低、产量大、生产自动化程度高、市场占有率广的优势。因此作者１９９７年就提出了将这两种材料复合起来、采用陶瓷生产工艺生产微晶玻璃陶瓷复合砖的科研课题，并于当年在北京北辰陶瓷工业有限公司当时作者任职该公司的总工程师开始了这一课题的研究。先后在北京北辰陶瓷工业有限公司、内蒙东胜市东乔陶瓷有限公司、北京常鑫陶瓷有限公司、广东佛山欧神诺陶瓷有限公司进行了大量的小型试验和工业级试验，取得了各项技术突破。２００１年１月５日作者正式向国家专利局申请该项目的发明专利，２００３年９月３日第一代微晶玻璃陶瓷复合砖的发明专利得到了国家专利局的授权与批准，专利号为：ＺＬ００１０００３０．６。 

    由于微晶玻璃陶瓷复合砖集玻璃、陶瓷、石材的优点于一体，而成为具有高档建筑美学效果的新型建筑装饰材料，同时，它的发展前景广阔，市场的开拓空间很大，于是广东不少抛光砖生产厂家纷纷仿效，其中也有一些厂家掌握了其中的技术关键，生产了产品，投放了市场。
    为了进一步提高微晶玻璃陶瓷复合砖的美学效果和艺术品味，大幅度提升产品档次，同时为了使产品真正适应陶瓷的生产工艺的要求，根本解决气孔这一关键技术问题，我公司又确定了研制第二代微晶玻璃陶瓷复合砖产品的课题。在研制过程中坚定不移地把微晶玻璃技术必须适应建筑陶瓷产品低成本、高产量的工业化生产需求作为开发方向，把增加建筑陶瓷产品的天然效果和提高美学品味作为产品开发的灵魂，把技术的成熟和可靠性作为开发的标准，在河南兴盛陶瓷有限公司的大力协助和大量投入下历经两年的艰苦努力取得了多个品种产品的工业化实验成功、并在山西五星陶瓷有限公司、广东新科迪陶瓷有限公司取得了工业化生产的成功。２００３年３月１２日我公司又向国家专利局申请了第二代微晶玻璃陶瓷复合砖的发明专利，并获得受理，专利申请号：０３１１１９４１０．９，同时我公司还申请和获得批准了三个外观设计专利，专利号分别为：０３３０３０２５．１、０３３０３０２４．３、０３３０３０２３．５。 
    第二代微晶玻璃陶瓷复合砖与第一代微晶玻璃陶瓷复合砖相比有如下特点：
    ①改变了第一代微晶玻璃陶瓷复合砖包括微晶玻璃纯板材的表面装饰纹样，使之突破了原来微晶玻璃的颗粒边界，重新析出球状、菊花状、放射状、簇集花状、火山熔岩流动状、流纹状、火焰状等自然生长的晶体，更趋自然，达到了鬼斧神工的境界，大大地提升了微晶玻璃陶瓷复合砖的装饰美学效果，使产品的档次达到了新的水平； 
    ②改变了第一代微晶玻璃陶瓷复合砖长期困扰厂家的表面气孔质量不稳定的状况，其烧成范围之宽适应了现有的陶瓷生产工艺，达到了表面基本无气孔的优良质量；
    ③改变了第一代微晶玻璃陶瓷复合砖的微晶玻璃层气孔的分布状况，使其原来气孔不可避免地分布于内部与底部的分布状况变为第二代微晶玻璃陶瓷复合砖的微晶玻璃整个断面均无气孔的良好结果。这一技术突破根本改变了第一代微晶玻璃陶瓷复合砖抛光深度难于超过０．５ｍｍ的苛求，可以抛至所需要的厚度一般在０．８～１．２ｍｍ，这无疑也适应了当前普遍采用的瓷质砖抛光工艺的工艺要求； 
    ④改变了第一代微晶玻璃陶瓷复合砖当前基本采用的先素烧后晶化烧结的二次烧成生产工艺，采用一次烧成生产工艺，减少了设备、降低了热耗；
    ⑤改变了第一代微晶玻璃陶瓷复合砖基本采用的３．５小时以上的慢烧烧成工艺，采用９５分钟左右的快速烧成工艺，将产量提高了一倍。无疑这也降低了生产成本； 
    ⑥改变了当前第一代微晶玻璃陶瓷复合砖色彩、品种单调的局面，增加了红色、黑色、咖啡色等品种。
    总之，第二代微晶玻璃陶瓷复合砖专利技术把微晶玻璃陶瓷复合砖的品位提升到了更为高雅、更具市场竞争力的境界。
    下面，分项概述第二代微晶玻璃陶瓷复合砖专利生产技术的主要环节。
    二、微晶玻璃粒料的成分特点及制备工艺
    １、成份特点
    第二代微晶玻璃粒料的成分特点在于引入较多的氧化锌。无论是第一代的微晶玻璃陶瓷复合砖，还是市场上的纯微晶玻璃板材，它们的成分很少含有氧化锌，即使含有氧化锌含量也不超过５％ｗｔ。可析出特征结晶花纹的第二代微晶玻璃中的氧化锌含量在１０－４０％ｗｔ。这些氧化锌的作用在于：１促进据有特征花纹的微晶体生成；２作为强助熔剂有利于加速微晶玻璃的熔制，降低熔制温度；３降低微晶玻璃的粘度，有利于微晶玻璃表面的流平，进而有利于微晶玻璃表面的抛光；４提高微晶玻璃的力学强度。与氧化钙、氧化锶、氧化钡相比，氧化锌更能提高微晶玻璃的硬度。这与锌和氧的健强高于钙、锶、钡和氧的健强有关。此外，锌替代硅还不影响微晶玻璃的抗张强度；５降低微晶玻璃的热膨胀系数，利于与陶瓷坯体的匹配。在这方面，它的作用接近于镁；６改善微晶玻璃耐化学腐蚀性，特别对水、蒸汽、酸。在这方面，它的作用类似于铝。 
    当然，为了控制微晶玻璃的烧结与晶化，以及在热膨胀系数方面匹配陶瓷砖坯体，第二代微晶玻璃应具有以下相应的成份范围ｗｔ％：ＳｉＯ２ ４０～６０％、Ａｌ２Ｏ３ ５～１５％、ＣａＯ ５～２０％、ＭｇＯ ０～１０％、Ｋ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ ２～１０％、Ｌｉ２Ｏ ０～４％、ＢａＯ ０～５％。此外，还应添加适量的晶核剂、澄清剂、着色剂或脱色剂，含量在０～１０％。所有上述成分可以保证获得具有上述特征结晶花纹的各种颜色红、黄、蓝、绿、灰、黑、白等系列、表面气孔极少和极小的微晶玻璃表面，并与陶瓷砖坯体匹配。
    ２、制备工艺
    将满足工艺质量要求的、粒度小于０．１ｍｍ的各种原料，包括石英、长石、锂辉石、轻钙或石灰石、方解石、白云石、滑石、碳酸钠、硝酸钠、碳酸锂、氧化锌、晶核剂、澄清剂、脱色剂或着色剂等，按照配方配料。然后在混料机内均匀混合，加入适量比例的水，入陶瓷熔块窑或玻璃池窑内熔化，熔制温度在１４５０～１５００℃范围。熔化的玻璃熔体经澄清后水淬，水淬时经对辊机压片，制得２０目到４目不同粒级的微晶玻璃粒料，这些粒料再经烘干、筛分、并按不同粒级分别装袋待用。
    三、匹配第二代微晶玻璃的陶瓷坯体的成份特点及其制备工艺
    １、成份特点
    不是所有微晶玻璃，甚至根本不存在某种微晶玻璃材料天然具备能与作为基体的陶瓷坯体完美结合的性能，这主要表现在热膨胀性能上。对于调整二者的热膨胀系数来说，陶瓷坯体的调整相对来说更容易、更便利、更快捷、更有效。为了确保表层微晶玻璃与陶瓷坯体的基体复合后的平整度首先要做到这两者在热膨胀系数的匹配，即表面微晶玻璃膨胀系数应小于１～２．３×１０－６度。应该说微晶玻璃仍有调整的余地，但是余地不大。有鉴于此，调整热膨胀系数的重点应放在陶瓷坯体上。 
    如果陶瓷坯体热膨胀系数太小，则只需外加石英或增加坯体ＳｉＯ２的成份含量即可；反之，如果陶瓷坯体热膨胀系数太大，则需将陶瓷坯体Ａｌ２Ｏ３成分含量提高，ＳｉＯ２成份含量降低。一般来说，陶瓷坯体成份应在如下范围：ＳｉＯ２ ６８～７２％， Ａｌ２Ｏ３１７～１９％，ＣａＯ＋ＭｇＯ１～５％，Ｋ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ４～６％，烧失量４～５％。这样应可以匹配第二代微晶玻璃，确保了陶瓷复合砖的平整度。
    ２、制备工艺
    将符合上述成份的、粒度小于５ｍｍ的各种原料，包括含有高岭石、伊利石、蒙脱石、长石主要是钾、钠长石、石英、滑石、白云石、透辉石、硅灰石等天然原料以及辅助原料包括：减水剂、坯体增强剂等入球磨机细碎，其泥浆水分为３３～３８％依不同地区而定，细度大致在０．５～１．５％万孔筛筛余，流动性在３０秒～５０秒恩氏粘度值范围依不同地区而定，然后在喷雾塔制粉。其粉料水分为５～７％依不同地区、不同季节而定。颗粒级配：２０～４０目为２０～４０％依不同地区而定，１２０目以下小于２％。然后，用自动液压机成型，成型比压力在２５０～３５０公斤厘米２，厚度与现行瓷质抛光砖相近，四角厚差应小于０．３毫米。成型的坯体经干燥器干燥，干燥后的坯体水分为０．５－１．０％，坯体强度应大于２５～３５公斤厘米２依坯体大小而定。此后，这个干坯就可以复合微晶玻璃粒料生产微晶玻璃陶瓷复合砖了。 
    四、复合及烧成工艺特点
    １、复合工艺
    采用我公司自行设计、制造的干法施釉机，将不同粒级的微晶玻璃粒料均匀铺撒在陶瓷干坯上，其铺撒量在８公斤米２左右。然后入辊道窑烧成，即完成微晶玻璃与陶瓷砖复合工序。这种一次烧成复合较二次烧成复合要紧密，二者之间结合力要强。这是因为微晶玻璃与活性高的生料矿物成份反应甚于与活性小的、已发生烧成反应和开始烧结的矿物成份的反应。
    ２、烧成工艺特点
    第二代微晶玻璃陶瓷复合砖采用一次快速烧成工艺，其烧成温度在１１６０～１２１０℃范围依品种不同和燃料结构不同而定，烧成周期在９５分钟左右在１３０～１５０米窑长的条件下，个别品种需要１１０分钟左右。典型的烧成曲线（见图１）。
    如图１所示，其烧成曲线分为三段，一段是预热氧化部分，一段是烧结晶化的烧成部分，一段是冷却部分，各段大致各占三分之一。在１０００℃以前的第一段，加热按照匀速升温的方式进行，使陶瓷坯体排除羟基水、排除碳酸盐分解的二氧化碳气体、有机质氧化等反应充分完成，同时表层微晶玻璃软化、初熔并开始封闭。在１０００℃到１２００℃左右的第二段，升温是平缓进行的，并在１２００℃左右温度范围保温一段时间。此阶段完成了微晶玻璃的晶化、烧结的二大主要反应，同时陶瓷坯体完成烧结、玻化以及莫来石化过程。在第三段的冷却部分，包括急冷、缓冷、强冷三个阶段。
    五、产品特点
    １、晶相成分
    经ｘ射线衍射曲线鉴定，第二代微晶玻璃的微晶相主要仍为付硅灰石单斜晶系。需要指出，不少报导和文献都鉴定为β－硅灰石三斜晶系。这是由于这二者的ｘ射线衍射图谱极为相似，只有微小差别所致。
    ２、热膨胀系数
    经检测，作为基体的陶瓷坯体和表层第二代微晶玻璃的热膨胀系数同时（见表１）。如表１所示，在各个温度区间，微晶玻璃的热膨胀系数均比陶瓷坯体小１～２．３×１０－６度范围。这说明它们的热膨胀系数是匹配的，这是确保复合砖的平整度以及长期使用寿命的基础。
    ３、外观质量
     １气孔 从最近试产的红色、菠萝黄色、土黄色、咖啡色的四种款式的产品来看，其表面气孔状况已达到基本无气孔的水平，远远优于微晶玻璃表面气孔的全国行业的质量指标。
     ２结晶纹样 从上述四种款式的产品来看，四种产品的结晶纹样均有各自的特色。红色品种为盛开的簇集花朵状，其中夹有大的放射状球形大花。咖啡色品种为既似含苞待放的花朵状，又似一种带花纹的蛇皮状。菠萝黄色品种为大面积的细纹状，很似大理石的石材。土黄色的品种为结晶为空心管状以及球形花纹状的晶体。应该说，这些产品的装饰艺术的美学效果较呆板的、颗粒状集合体的第一代微晶玻璃为好。
    ４、内在质量
    经国家建筑材料测试中心检验，复合砖表层微晶玻璃的内在质量检测结果（见表２）。
    如表２所示，第二代微晶玻璃陶瓷复合砖的表层微晶玻璃的内在质量达到全国行业对微晶玻璃优级品的标准。为了确认本专利产品的绿色环保性，特由国家建筑材料工业放射性及有害物质监督检验测试中心对其进行了放射性２２６Ｒａ、２３２Ｔｈ、４０Ｋ的比活度值检测及内外照射指数的计算其结果（见表３）。结果表明，第二代微晶玻璃陶瓷复合砖产品属于Ａ类装修材料，其产销与使用范围不受限制。
    六、结语
    综上所述，第二代微晶玻璃陶瓷复合砖具有特殊的成份特点，拥有成熟的、可行的、适用于现有陶瓷生产线的生产工艺，综合生产成本低于目前市场上存在的第一代微晶玻璃陶瓷复合砖的生产成本，其产品质量优于有关国家行业提出的微晶玻璃优级品的标准。第二代微晶玻璃陶瓷复合砖有着进一步深入开发的广阔前景。
    外保温发展的历史机遇 当前和今后相当长的一段时期，正是中国建筑节能大发展的历史机遇期，也是外墙外保温大发展的历史机遇期。
    多年以来，建筑节能在北京、天津、唐山等地发展情况十分良好，在上海、武汉、山东、江苏等一些地方也正在快速前进。但在不少地区仍然步履艰难，在建筑节能标准不依、有建筑节能管理规定却不执行的现象相当普遍。但是，这种情况近期必将发生根本变化。
    当前，高层人士对建筑节能重要性的认识越来越深入，必须重视建筑节能的呼声已愈益高涨，这预示着建筑节能即将有很大的发展。
    目前，我国严寒和寒冷地区各地居住建筑认真执行节能５０％的标准，一些过去执行标准缓慢的地区将较快赶上，北京、天津等大城市则率先编制并执行节能６５％的标准；夏热冬冷和夏热冬暖地区经过认真准备，以上海、武汉、江苏等地为先导，各地纷纷加强执行居住建筑节能设计标准的力度；以政府办公建筑的节能为前导，全国公共建筑的节能开始启动，并较快展开；既有建筑节能改造工作将由试点、扩大试点发展到逐步推开的阶段；供热体制改革在一批北方省市的试点已经启动，并将逐步扩展此项改革的深入，将促进建筑节能工作特别是外墙外保温的发展。 
    可以预期，这种发展在不同地区将是很不平衡的，彼此间的差距仍将不小，但总的发展速度会比过去快很多。
    应该看到，发展中国的外墙外保温事业，有很多内在的有利条件：中国建筑以采用混凝土、砖石等重质结构为主，这种结构的外墙便于采用粘贴、浇入、钉挂等方式进行外保温；重质建筑结构采用外保温，其热容量很大，使建筑物热稳定性好，冬暖夏凉，居住舒适，从而受到住户的广泛欢迎；经过多年的发展，中国外墙保温技术已趁于成熟，自主研制开发的外墙外保温技术纷纷推出，同时许多国家外墙外合法权益温技术不断介绍进中国来，多种多样的先进技术不断涌现；多年来通过市场竞争的结果，外墙保温技术不仅质量可以得到保证，价格也更趋合理。 
    这些条件使得外墙外保温技术在建筑节能事业中可以大展身手。世界上有远见的、最具实力的外墙外保温企业都将逐鹿中国外墙外保温市场，中国必将出现一些大而强的外墙外保温企业，许多粗制滥造、工程质量低劣的企业终将被淘汰出局。涂逢祥 
    ＨＦ－１１００全自动液压砖压机
    福建海源建材机械设备有限公司通过消化吸收国外墙体砖压机的核心技术，并与国内权威机构合作，研制开发出国内首条ＨＦ－１１００全自动液压墙体砖压机及年产５０００万块标砖配套生产线装备，填补了国内大吨位液压墙体砖压机的空白。
    ＨＦ－１１００全自动液压墙体砖压机的特点有：１、成型压力大。压砖机采用高吨位压力机，成型压力达到１０００ｔ，制品成型压力可达２７ＭＰａ，而目前国外砖机压力均低于６００ｔ；２、生产效率高。压砖机每次可压制３２块标砖，单机每小时产量可达９０００块标砖，单机生产率达到国际先进水平；３、自动化程度高。主机采用机电液一体化及智能控制技术，实现了布料、成型、砖垛等工序全自动化，产品质量高，成本低；４、投资省，实现产品多元化。主机设备投资为国外同机型设备的１／４，并能适用于多种物料，生产不同类型、不同规格的产品，实现产品多元化。杨奎 
    ＢＥ型电除尘器及控制系统
    ＢＥ型电除尘器的主要特点为：采用顶部电磁锤振打清灰，振打器隔离在烟尘之外，运行可靠，便于管理、维修，可实现不停机检修；采用小分区供电，有利于充分发挥电气性能，提高除尘效率；改进出入口结构，使其不易积灰，前电场改用针刺线，后电场采用麻花线，以适应高浓度粉尘场所的除尘；将绝缘轴两端改为锥形结构，安装方便，运作可靠；采用吊打分开结构，传力效率比原来提高一倍多，并提高了绝缘子的使用寿命；划小振打区域，改进振打器配置，使其更合理，清灰效果更好。振打控制采用微机振打控制器，可实现每一个振打锤的振打力、振打频率、振打顺序的灵活控制，调整方便，实现了电除尘器工艺过程智能化闭环控制，一套系统可控制多台电除尘器。 
    ＢＥ型电除尘器适用于建材、冶金、化工等行业的烟气净化和原材料回收，是消除烟尘、保护环境的一种理想设备。经检测，该除尘器的除尘效率达９９．５％，漏风率＜３％。 于淋 
    非加热型多孔质陶瓷湿度传感器
    日本立石电机公司研制出一种耐环境的非加热型陶瓷传感器。这种传感器由于能进行连续测定，而且价格低廉，因此受到重视。
    由于非加热型多孔质陶瓷湿度传感器利用气孔的吸附和解吸原理，随着时间的推移容易发生固有气体的吸附而引起变化，此外还有诸如在传导管中使用碱离子元件，其耐水性差等缺点。 阮拗 
    利用陶瓷原料开发抗病毒材料
    日前，日本鸟取大学农学系研究小组和用濑电机公司合作，利用天然矿物白云石（一种白色或浅色矿石，可用于制造肥料、熔炉耐火材料、建筑及制陶材料等）开发出对流感等病毒具有明显预防效果的新材料。 
    据有关媒体报道，日本研究人员把这种新材料同禽流感等病毒放到一起制成０．６％浓度的溶液，均匀摇晃１０分钟后，病毒数就会减少到原来的十万分之一以下。另外，把涂有新抗菌材料的药布放进有病毒的液体中浸泡１５分钟，液体中的病毒数量就会减少到原来的万分之一以下。另外，通过实验发现，一般的抗菌口罩仅仅是采用过滤原理防止有害物质通过，而患者使用涂有新材料的口罩，不仅能够减少口中的病毒，还可以抵御外来病毒。 陈唐 
    多功能控制低辐射热反射玻璃
    目前，一种革命性的新产品、新一代建筑节能产品 ——多功能阳光控制低辐射热反射玻璃进入我国市场。这主要是针对目前国际上广泛使用的低辐射玻璃存在的不足和缺陷，由美国皮尔金顿公司投入巨资，在世界上率先研发成功的新产品。
    这种新产品实现真正意义上的高性能阳光控制，即夏季让太阳光进入室内，提高透光率，并通过该玻璃将热量反射出去，同时又保持冬季的保温效果，真正达到冬暖夏凉的节能实效。同时这种玻璃新产品还可以在镀膜以后进行钢化，它不受时间和地域的限制，可以在各地就近进行玻璃钢化、弯曲、夹胶、中空等深加工，受到开发商和幕墙工程公司的欢迎。