本文摘要：摘 要 微晶玻璃是一種含有大量微晶相的玻璃固體材料，具有較好的機(jī)械性能、化學(xué)穩(wěn)定性、耐久性和表面光潔度等特點(diǎn)。由于微晶玻璃存在諸多優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用在多個(gè)領(lǐng)域。十三五時(shí)期中國微晶玻璃的發(fā)展主要體現(xiàn)在三個(gè)方面，一是專利申請數(shù)量達(dá)到全球總量的一半，
摘 要 微晶玻璃是一種含有大量微晶相的玻璃固體材料，具有較好的機(jī)械性能、化學(xué)穩(wěn)定性、耐久性和表面光潔度等特點(diǎn)。由于微晶玻璃存在諸多優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用在多個(gè)領(lǐng)域。“十三五”時(shí)期中國微晶玻璃的發(fā)展主要體現(xiàn)在三個(gè)方面，一是專利申請數(shù)量達(dá)到全球總量的一半，二是實(shí)現(xiàn)了浮法工藝生產(chǎn)技術(shù)，三是JC/T872—2019《建筑裝飾用微晶玻璃》標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布和實(shí)施。本文主要從專利技術(shù)、生產(chǎn)工藝和標(biāo)準(zhǔn)方面對建筑裝飾用微晶玻璃的發(fā)展情況進(jìn)行分析。
關(guān)鍵詞 “十三五”;微晶玻璃;專利;生產(chǎn)工藝;標(biāo)準(zhǔn)
0 引言
微晶玻璃的生產(chǎn)最早開始于1957年，由美國康寧公司的S.D.Stookey成功研制出商品光敏微晶玻璃并實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，從此開啟了微晶玻璃的研究和發(fā)展，到如今已經(jīng)有約70年的歷程。微晶玻璃是將特定組成的基礎(chǔ)玻璃，在加熱過程中通過控制晶化而制得的一類含有大量微晶相的玻璃固體材料，具有較好的機(jī)械性能、化學(xué)穩(wěn)定性、耐久性和表面光潔度等特點(diǎn)，已在各個(gè)領(lǐng)域得到普遍的應(yīng)用，主要應(yīng)用于建筑裝飾、工業(yè)和生活家電三個(gè)大領(lǐng)域。
建筑論文范例：建筑裝飾設(shè)計(jì)困境及優(yōu)化方案的思考
此外還應(yīng)用于航空航天、電子工業(yè)和生物醫(yī)療等。“十三五”期間是我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展重要轉(zhuǎn)折期，國民經(jīng)濟(jì)將從高速發(fā)展轉(zhuǎn)向中高速的新常態(tài)發(fā)展，綠色建材已成為本世紀(jì)建材工業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)，微晶玻璃在20世紀(jì)已經(jīng)定為戰(zhàn)略新型材料之一，“十三五”期間微晶玻璃更是經(jīng)歷了重要的發(fā)展時(shí)期，專利技術(shù)研究創(chuàng)新數(shù)量增加，實(shí)現(xiàn)浮法工藝生產(chǎn)，標(biāo)準(zhǔn)修訂完成并發(fā)布實(shí)施。
1 微晶玻璃的特點(diǎn)
“十三五”時(shí)期，微晶玻璃在建筑裝飾領(lǐng)域已經(jīng)部分代替?zhèn)鹘y(tǒng)的陶瓷和天然石材。眾所周知，陶瓷行業(yè)具有資源消耗能耗高、高排污的行業(yè)特征，環(huán)境污染嚴(yán)重，并且優(yōu)質(zhì)陶土原料是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)陶瓷的必要條件，陶瓷所用原料是不可再生資源，目前我國優(yōu)質(zhì)陶土存量已大幅度減少，并且長期以來陶瓷行業(yè)一直是粗放型發(fā)展。天然石材屬于不可再生資源，粗放式過度開采污染并破壞環(huán)境，國家對天然石材的開采日趨嚴(yán)格。因此，陶瓷和天然石材作為傳統(tǒng)裝飾材料，其發(fā)展過程面臨諸多問題，而微晶玻璃屬于新型建筑材料，具有比陶瓷和天然石材更優(yōu)越的性能特點(diǎn)[1]。
建筑微晶玻璃在材料尺寸穩(wěn)定性(熱脹系數(shù)等的影響)、耐磨性(硬度影響)、抗凍性、光澤度的持久性(耐酸耐堿影響)、強(qiáng)度(抗彎、抗沖擊)等方面均優(yōu)于陶瓷和花崗巖。
2 國內(nèi)外微晶玻璃專利技術(shù)分析
微晶玻璃專利申請主要國家有中國、日本、美國、歐洲各國，專利申請主要的公司有美國康寧股份有限公司、德國肖特公司、法國法國圣戈班玻璃廠、日本株式會社小原等，其中，肖特公司對微晶玻璃領(lǐng)域的研究投入非常大，其技術(shù)也處于國際領(lǐng)先水平。
“十三五”時(shí)期中國微晶玻璃專利申請達(dá)到全球總量的一半，微晶玻璃技術(shù)達(dá)到史前最高速發(fā)展水平。截止到2018年，各國微晶玻璃專利申請數(shù)量從微晶玻璃專利權(quán)人角度分析，國外主要專利權(quán)人有德國肖特、美國康寧、日本京瓷、法國尤羅科拉、日本電氣硝子、日本旭硝子等，其中德國肖特近五年來申請數(shù)量最多為2338件。近年來，國內(nèi)微晶玻璃技術(shù)研發(fā)迅猛發(fā)展，專利專利權(quán)人和數(shù)量均出現(xiàn)較大幅度增長，其中寧波大學(xué)已經(jīng)名列全球前五名，截至2020年12月，微晶玻璃專利專利權(quán)人和數(shù)量。
3 “十三五”建筑裝飾用微晶玻璃兩大重要發(fā)展事件
“十三五”時(shí)期，建筑裝飾用微晶玻璃有兩大重要事件：一是采用浮法工藝生產(chǎn)微晶玻璃，實(shí)現(xiàn)技術(shù)上的重要突破;二是完成建筑裝飾用微晶玻璃行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的修訂，JC/T872—2019《建筑裝飾用微晶玻璃》已發(fā)布和實(shí)施。
3.1 微晶玻璃實(shí)現(xiàn)浮法工藝生產(chǎn)
微晶玻璃的制備技術(shù)根據(jù)其所用原料的種類、特性及對產(chǎn)品性能的要求而變化，主要有熔融法、燒結(jié)法、熔膠[3]-凝膠法、二次成形工藝等。眾所周知，浮法工藝是玻璃大生產(chǎn)中最為成熟和先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，如果將浮法工藝用于微晶玻璃的生產(chǎn)，將會在質(zhì)量和成本方面帶來突破性進(jìn)展。
2015年1月，河北省沙河玻璃技術(shù)研究院3.0t/d浮法建筑裝飾CaO-MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃中試生產(chǎn)線點(diǎn)火并成功生產(chǎn)出浮法建筑裝飾微晶玻璃板材，意味著鈣鎂鋁硅浮法建筑裝飾微晶玻璃可正式進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。2016年10月，國內(nèi)第一條浮法微晶玻璃生產(chǎn)線在江西鼎盛玻璃實(shí)業(yè)有限公司正式投產(chǎn)，這種以浮法工藝生產(chǎn)微晶玻璃的技術(shù)填補(bǔ)了行業(yè)空白，從而微晶玻璃實(shí)現(xiàn)浮法工藝生產(chǎn)[4,5]。
相比較壓延法和燒結(jié)法生產(chǎn)工藝，微晶玻璃的浮法生產(chǎn)工藝使得玻璃通過錫液面浮拋成形，具有產(chǎn)品產(chǎn)量高、質(zhì)量好、玻璃板面寬、生產(chǎn)過程易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化等優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了燒結(jié)法和壓延法成品率低、不能生產(chǎn)厚度3～8mm的薄型微晶玻璃板材的缺陷。同時(shí)，用浮法工藝生產(chǎn)的微晶玻璃裝飾板材，板面平整度和表面質(zhì)量都有顯著提高，且無需再進(jìn)行深度磨拋，從而可降低成本30%～50%，節(jié)約能耗。
3.2 JC/T872《建筑裝飾用微晶玻璃》標(biāo)準(zhǔn)的修訂和新標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布實(shí)施
針對JC/T872—2019《建筑裝飾用微晶玻璃》[6]與[7]JC/T872—2000進(jìn)行對比，對新舊版本變化的主要技術(shù)內(nèi)容加以闡述。
3.2.1 修改了分類方法
JC/T872—2000舊版本第4章產(chǎn)品分類，按照顏色基調(diào)、形狀、表面加工程度、等級四個(gè)依據(jù)進(jìn)行分類，JC/T872—2019新版本第4章分類按產(chǎn)品的外觀分為A類和B類。從新版本“5.1外觀”的要求可以看出，涵蓋了舊版本中顏色、形狀、表面加工程度、等級四個(gè)方面的內(nèi)容：微晶玻璃生產(chǎn)技術(shù)水平提高，產(chǎn)品顏色日益豐富，無論哪種顏色的微晶玻璃，只需從色差角度來要求和判定即可;無論是正方形、長方形或是其他異型板材，在外觀質(zhì)量要求一致;表面加工程度和等級，在新版本“表2外觀”中均給出了具體要求，從中可以看出A類和B類的要求不同，A類比B類要求更加嚴(yán)格，實(shí)際上也即是舊版本中按等級劃分為優(yōu)等品(A)和合格品(B)兩類。新版本的分類依據(jù)了當(dāng)前微晶玻璃發(fā)展的實(shí)際現(xiàn)狀情況，更直觀、簡潔，要求嚴(yán)于舊版本。
3.2.2 修改了外觀、光澤度、莫氏硬度、尺寸變偏差的技術(shù)要求
新版本把裂紋、色差、光澤度一并歸入“5.1外觀”中，色差要求“不明顯;仲裁時(shí)色差不大于1.5”，比舊版本色產(chǎn)要求“仲裁時(shí)色差不大于2.0CIELAB色差單位”更加嚴(yán)格。新版本中光澤度要求“光澤度值符合標(biāo)稱值，光澤度差≤10”，而舊版本中光澤度要求“鏡面板材的鏡面光澤度優(yōu)等品不低于85光澤單位，合格品不低于75光澤單位”，微晶玻璃應(yīng)用不同，對光澤度的要求也不同，因此沒有必要對光澤度的具體值進(jìn)行界定，對于拋光產(chǎn)品只需規(guī)定產(chǎn)品的光澤度值符合標(biāo)稱值并且偏差值≤10，即可控制產(chǎn)品的光澤度指標(biāo)。
4 結(jié)語
“十三五”時(shí)期，微晶玻璃經(jīng)歷了前所未有的迅速發(fā)展階段，從工藝技術(shù)、產(chǎn)品創(chuàng)新性和標(biāo)準(zhǔn)等方面都有了重大突破。但是我國微晶玻璃總體技術(shù)水平與其他材料(如陶瓷、玻璃、石材等)工業(yè)相比存在很大差距，與國外同類產(chǎn)品相比生產(chǎn)技術(shù)水平也存在一定差距，但是差距在逐漸縮小，主要差距表現(xiàn)為：生產(chǎn)過程自動化、機(jī)械化水平不高;生產(chǎn)過程能耗高、在線檢測和過程控制技術(shù)相對落后;產(chǎn)品高新技術(shù)應(yīng)用水平較低;成本高、市場面窄等。
令人欣慰的是微晶玻璃發(fā)展至今，已經(jīng)占據(jù)了各領(lǐng)域市場份額，標(biāo)準(zhǔn)體系已經(jīng)得到很大程度完善，專利申請數(shù)量逐年增多，這些發(fā)展信息表明我國微晶玻璃正在以較快速度蓬勃發(fā)展，相信在“十三五”發(fā)展階段推動的基礎(chǔ)上，微晶玻璃將會在“十四五”取得更大進(jìn)步，屆時(shí)產(chǎn)品質(zhì)量水平進(jìn)一步提高，產(chǎn)品成本逐漸降低，應(yīng)用領(lǐng)域市場進(jìn)一步擴(kuò)大，微晶玻璃整體發(fā)展會進(jìn)入另一個(gè)較高水平的發(fā)展階段。
參考文獻(xiàn)
[1]程金樹,李宏,湯李纓,等.微晶玻璃[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006.
[2]徐笑陽,勞新斌.微晶玻璃技術(shù)全球?qū)＠閳?bào)分析[J].中國陶瓷,2019,55(10):17-23.
[3]樓賢春,程金樹,鄭偉宏,等.鋰鋁硅系統(tǒng)微晶玻璃熱處理制度優(yōu)化研究[J].玻璃,2005(03).
[4]騫少陽,智廣林,范亞偉,等.國內(nèi)微晶玻璃研究進(jìn)展[A].中國硅酸鹽學(xué)會玻璃分會、宿遷市宿豫區(qū)人民政府.2015年全國玻璃科學(xué)技術(shù)年會論文專集[C].中國硅酸鹽學(xué)會玻璃分會、宿遷市宿豫區(qū)人民政府:中國硅酸鹽學(xué)會,2015:5.
作者：魏娜娜
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