用于手機(jī)的仿羊脂玉微晶玻璃
玉的種類很多，可按其產(chǎn)地、色澤、質(zhì)地來分類，作為手機(jī)和機(jī)身的高級(jí)材質(zhì)，應(yīng)參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 16552—2003《 珠寶玉石名稱》和GB/T 16553—1996《珠寶玉石鑒定》，選擇純正稀罕、質(zhì)量最高的和田出產(chǎn)的羊脂白玉來仿制，仿玉的微晶玻璃也應(yīng)按這些標(biāo)準(zhǔn)的性能要求，制定仿玉的工藝。本文在已發(fā)表的仿玉微晶玻璃專利的基礎(chǔ)上，對(duì)制定用于手機(jī)的仿玉微晶玻璃成分與工藝原則及研制中若干問題，進(jìn)行探討。
用于手機(jī)仿羊脂玉微晶玻璃性能要求：（1）顏色，羊脂玉屬上等優(yōu)質(zhì)白玉，呈脂白色，允許稍有淡青色，白度39.5％～44.5％，平均41.6％；糖色（玉鑒定中的專用名詞，指色似紅糖色）小于30％，糖色是由羊脂玉中Fe2O3等雜質(zhì)所引起，要求FeO＜0.5％，在仿玉微晶玻璃中Fe2O3含量很少，往往在0.05％以下。（2）光澤，羊脂玉的光澤較為特殊，古人稱其“溫潤而澤”，就是光澤帶有很強(qiáng)的油脂性，給人以滋潤的感覺，既不強(qiáng)也不弱，既沒有強(qiáng)光的晶瑩，也沒有弱光的蠟質(zhì)感，玉的質(zhì)地愈純，光澤越好，雜質(zhì)多，光澤就弱。但此光澤與玻璃光澤還有區(qū)別，玻璃光澤愈強(qiáng)，反而使人感到是用玻璃仿制的。（3）透明性，羊脂玉是微透明、半透明朦朧狀，透光而不透亮。透明度太差，給人以白瓷感覺，透明度太高則感覺像玻璃。現(xiàn)有各種標(biāo)準(zhǔn)中只有定性文字描述，缺乏具體文字，筆者估計(jì)可見光透率應(yīng)在25％～40％范圍內(nèi)。（4）質(zhì)地 ，羊脂玉晶粒大小要求為3 mm以下，結(jié)構(gòu)柔和細(xì)膩，致密純凈，仿玉微晶玻璃的晶粒大小可以達(dá)到0.02～1 mm，比羊脂玉更細(xì)。（5）硬度 ，羊脂玉莫氏硬度6～6.5，仿玉微晶玻璃可達(dá)6.5左右。
用于手機(jī)仿玉微晶玻璃的制造工藝：（1）成分和工藝優(yōu)選的原則，根據(jù)手機(jī)用仿玉微晶玻璃的要求設(shè)計(jì)微晶玻璃成分和制造工藝制度。設(shè)計(jì)仿玉微晶玻璃成分要達(dá)到預(yù)期主晶相的組成、晶體粒度、晶相結(jié)構(gòu)以及晶相含量。和田玉特征是羊脂白色，質(zhì)地細(xì)膩，具有油脂光澤呈微透明。按此特征首先考慮析出的主晶相應(yīng)該是羊脂白色，微晶玻璃要得到此種白色十分不易，基礎(chǔ)玻璃的羊脂白色并不等于研制出的微晶也是同樣顏色，因此在設(shè)計(jì)成分時(shí)必須選擇晶化后析出晶體的色澤。質(zhì)地是否細(xì)膩與微透明和析出晶粒大小有密切關(guān)系。在晶化和核化時(shí)必須控制析出晶粒大小，在1 mm以下，透明性則要求晶粒大小不超過可見光波長，一般在400 nm以下，而且此種微粒要有一定的比例，比例太大則透明度太高，反之則透明度降低。透明度與玻璃相有一定關(guān)系，但不是主要的，一般很少用玻璃相比例調(diào)節(jié)透明性。晶粒愈細(xì)，則強(qiáng)度愈高。晶粒大小對(duì)玻璃中Griffith裂紋的長度和擴(kuò)展也有影響，晶體顆粒愈小，Griffith裂紋愈短，因?yàn)榱鸭y的擴(kuò)展被顆粒界面所阻擋。
（2）仿玉微晶玻璃成分與工藝，現(xiàn)有公開仿玉石型微晶的專利中，其成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為SiO2 45.0％～75.0％，Al2O3 1.0％～25.0％，RO(堿土金屬物)0～20％，R2O(堿金屬氧化物)3.0％～15.0％，TiO2 0～4％，ZrO2 0～2.5％，F(xiàn) 0～8.0％，其余為助熔劑和澄清劑，原料混合后在1 300～1 600 ℃熔化1～8 h，再在1 200～1 520 ℃澄清0～5 h，熔好的玻璃液用壓延法、平拉法或浮法制成平板，也可澆注成塊或水淬成微球。將成形的玻璃板、塊或微球加熱到600～800 ℃，核化2～8 h，然后升溫到700～1 150 ℃，晶化2～10 h，再在100～800 ℃退火1～20 h，慢冷出爐。根據(jù)不同的成分和核化、晶化溫度，得到主晶相為槍晶石、黃長石、霞石、透輝石和β-石英中一種或一種以上，次晶相為硅灰石和鋰輝石的一種或兩種，該次晶相的最大晶粒尺寸等于或小于可見光。按上述成分和工藝得到仿玉微晶玻璃密度為2.6～2.7 g/cm3，莫氏硬度為7，可見光透過率25％～90％，抗彎強(qiáng)度72～120 MPa。按照此專利的技術(shù)已組建了生產(chǎn)線，進(jìn)行規(guī)模化生產(chǎn)，由于是仿遼寧紅山玉，達(dá)不到和田玉的羊脂白色及微透明性。在這些專利的基礎(chǔ)上，筆者對(duì)手機(jī)用仿羊脂玉微晶玻璃進(jìn)行了研制，采用Li2O- Al2O3-SiO2為主要成分，ZrO2和TiO2為晶核劑，析出主晶相為β鋰輝石［ LiAl（Si2O6）］固溶體，呈乳白色與羊脂玉的顏色相近，晶化溫度升高后則析出晶相為β石英固溶體［（Li、R）O·Al2O3·nSiO2］，其中R指離子半徑小的二價(jià)離子，玻璃呈透明狀。玻璃化學(xué)成分為SiO2 60％～66％，Al2O3 16％～20％，Li2O 3％～5％，MgO 0.6％～3％，ZnO 0.5％～2％，ZrO2 0.2％～0.5％，TiO2 2.5％～4.5％，另加入Sb2O3、As2O3為澄清劑。玻璃熔化溫度為1 600～1 650 ℃。成形后進(jìn)行核化和晶化處理，晶化溫度750~800 ℃ 4～6 h，核化溫度850～1 000 ℃ 4～6 h。
制備的仿玉微晶玻璃硬度6.5～7，抗沖擊強(qiáng)度從高1.8 m自由下落到地面不破裂，四點(diǎn)抗彎曲強(qiáng)度 260～280 MPa。
近年來也有采用納米微晶陶瓷作為高檔手機(jī)的機(jī)身和后蓋的，納米微晶陶瓷燒結(jié)時(shí)間很長，機(jī)身和后蓋的薄片在燒結(jié)中易變形，仿羊脂玉微晶玻璃與其相比，仿羊脂玉微晶的基礎(chǔ)玻璃可以采用小浮法或溢流下拉法連續(xù)成形，生產(chǎn)效率高。仿羊脂玉微晶玻璃除了優(yōu)化晶相結(jié)構(gòu)及晶粒尺寸提高強(qiáng)度外，還可以通過離子交換進(jìn)行化學(xué)增強(qiáng)，進(jìn)一步提高抗摔性，進(jìn)行中試生產(chǎn)后，作為手機(jī)機(jī)身和后蓋還是有應(yīng)用前景的。
