[发明专利]烧结-区域分步结晶法制造的天然石样的结晶玻璃

说明书

本发明是属于建筑饰面用的结晶玻璃，采用的是烧结-区域分步结晶法制造的天然石样的结晶玻璃。已有的建筑饰面用结晶玻璃，大多采用从特定成分的玻璃熔体直接模制或滚压成大块整体玻璃而后退火再结晶的制造方法。本发明的是对天然石样结晶玻璃品种作出改进。其一是：按本发明制得的结晶玻璃中，初始玻璃颗粒的边界及至某些颗粒（1-2mm）形成半透明状，而初始颗粒内部为乳浊度高的难以透入光线的块斑，这样的表面具有另一种风格的艺术。其二是：正由于斑块区光透射性低，就可以采用数厘米大的初始玻璃碎块，从而使得结晶玻璃能模仿某些不均匀区域尺寸在同样大小级别的块斑型图案的天然大理石。其三是：在结晶玻璃质地的人工仿天然石材领域中，应用开拓了Cu、Cu₂O胶体着色技术，从而能够在广泛的颜色范围内逼真模仿天然石材的颜色系列。

本发明涉及结晶玻璃质人造大理石或花岗岩的一个新品种和特为本品种开发的制造方法。

本发明发现，将玻璃重量百分组成在特定范围：SiO₂45～70，Al₂O₃1～17，MgO 5～16，CaO 0～8， （Na₂O+K₂O）8～22，B₂O₃0～10，F 0～4，但（Na₂O+K₂O+B₂O₃+F）8～80，并且上述成份占全体玻璃成份90%以上，配合料熔化为玻璃后，浇水中淬碎，或以其它方式制成玻璃碎料，装入到耐火材料或耐热合金制的内表面已事先涂好工作温度下不会烧结变硬的脱膜材料（如SiO₂粉浆或Al₂O₃粉等）的模盒中，再升温到玻璃有充分流动性温区（如1050～1400℃）烧结，退火冷却后得到透明的或实际上透明度很高的整体玻璃块，初始玻璃颗粒边界，由于烧结过程中各颗粒表层一定厚度内析晶而形成了半透明的网络，某些小尺寸（如1～2mm）的初始颗粒则整个变成半透明的。其间可在玻璃转变区域或稍高温度（如500～750℃）保温（如0.5小时～2小时）进行预核化处理，也可不特别设置预核化工序而直接升温。将一次烧结为整块的玻璃重新加热到有足够离子迁移率的温度（如700～1000℃），进行二次晶化处理，则初始颗粒的内部形成均匀的微晶玻璃，其结构细致且乳浊度很高，呈现反射能力与喜人的光辉，而一次烧结中形成半透明的网络和区域在二次晶化处理过程中不发生明显变化，仍保持为半透明状。这样一种在光泽的微晶玻璃背景上，穿插半透明网络与小斑团的表面图案，使本发明的微晶玻璃具有天然石材般的装饰效果，可用于建筑饰面装饰和其他装饰用途。

将已一次烧结热处理的玻璃平板移到底为曲面的耐火模盒中，选择尽量高一些温度在进行二次晶化热处理的同时使玻璃板软摊成曲面形状，或先升到高一点（如高出50～100℃）温度，实现玻璃板摊成曲面形状后再降到二次晶化热处理温度晶化，即可得到曲面形状的如以上描述的结晶玻璃板材。

本发明的上述工艺方法，只须对耐火模盒形状适当改变，即可用于工艺美术装饰品制造领域。

在实际工艺中，上述的一次烧结、二次晶化热处理之间并不需要将玻璃降到室温，事实上，只要使一次烧结并初始颗粒表面层结晶了玻璃冷却到转变区域稍高一点的温度（如850～550℃），而后再回升到二次晶化热处理温度（如700～1000℃）。一次烧结处理后直接将玻璃降的二次晶化处理温度保温，并不会引起初始颗粒内部均匀微晶化，玻璃外观与一次烧结热处理后直接冷却下来的试样没有明显区别。

二次晶化处理温度太低（如低于700℃），将不会产生晶化作用，温度过高（如超过1000℃），一方面半透明网络也开始进一步结晶乳浊化;另一方面乳浊化颗粒的内部又由于再结晶作用而变得较粗糙，影响抛光后表面的光洁度。

以上描述的本发明的结晶玻璃制造方法简称为烧结-区域分步结晶法。

本发明的玻璃组成中单独或复合引入各种着色剂使玻璃均匀或不均匀着色，最终制成的结晶玻璃即可获得图案与色彩相结合的双重装饰效果。