透闪石与硅质玉在玉石装饰板制作中的应用研究

摘要

采用透闪石和硅质玉配制的玉石建材产品，利用其内涵的微量元素，远红外线和电磁场等性能产生净化环境与聚精惠生的功效： 对多层组合型装置与玉石碎石聚合提出了具体方案。

关键词

透闪石 硅质玉 玉石建材 净化环境 聚精惠生 多层组合 玉石聚合

1、引言

玉石建材是采用接近于玉与半宝石类矿物为原料，并用拼合或聚合工艺制成的文化品位较高且内涵养生性的装饰材料。现时的玉石建材从矿物选用以及生产工艺两方面来看，有如下特点：主要原料大多从巴基斯坦、阿富汗等国进口，其材质是以钙镁成份为主且与大理石相近的玉石，包括缩玛玉在内的各类玉石仅有莫氏3～4级的硬度，用其作为地面与台面时耐磨性不够；采用芙蓉石、玛和化石等硅质玉矿物制作的聚合产品，虽然其硬度与观感俱佳，但其用实体面材人造石的真空箱及浇注工艺仅能制作透光类产品，并且其树脂用量过高及易翘曲变形。

透闪石、透辉石类矿物就其化学成份与晶体结构来看，是与高档次的玉很相近的矿物，因其裂隙较多而被用来磨制细粉，从而作为陶瓷、玻璃生产的填充料及建材行业的纤维材料。对闪石类矿物用现代的高分子材料设法进行聚合，并与硅质玉配合制作玉石建材产品，是值得研究的课题。

2、透闪石与透辉石矿物的分析

透闪石的形成及特点是：其成因是石灰岩或白云岩或砂岩，在区域接触变质作用中形成；化学式是Ca2Mg5Si80z22(OH)2，其中的Si02 58.8%、Mg0 24.6%、Ca0 13.8%、H20 2.8%；晶体是柱状、纤维状，集合体呈放射状；莫氏硬度5～6.5，密度2.91～3.2/cm3折射率1.60～1.62；颜色是无色浅绿色、粉红色、褐色、淡紫色，半透明纸透明。当其是隐晶或微晶的致密体时，便是软玉。和田玉的透闪石含量为95%～98%。

透辉石的化学成份是：Ca0 25.1%、Mg0 18.3%、Si02 55.6%、AL2O3 1%，在卡岩中与石榴石等共生。其颜色随着Mg被Fe代替量的增大，由无色逐渐变为绿色及多色。在瓷砖生产中，加入7%～15%的透辉石后，能实现瓷砖的低温快烧及提高质量等。

角闪石是含（OH）的链状结构硅酸盐矿物，一般为深色，从绿色、棕色、褐色到黑色。其横断面为菱形的六边体，集合体呈粒状、针状或纤维状，近乎不透明。角闪石与辉石族的形态及组成相近，主要有钠闪石、蓝闪石和铝闪石。

阳起石是透闪石中的镁离子2%以上被二价铁离子置换而成的矿物，实际上是透闪石的含铁变种。其Fe0含量界于6%～13%之间，颜色由浅灰色至暗绿色。晶体呈长柱状、毛发状及维维状的集合体，并形成局部的松散状结构。其中医的药用功效是温肾状阳。

闪石类与辉石类矿物的色彩与观感均较好，但其矿体裂隙较严重而难以开采出较大规格的荒料。将这些数公斤至数百公斤重的闪石类矿物聚合利用而直接做为装饰用材，具有变废为宝的意义。透闪石与透辉石矿物仅在山西省的闻喜、夏县和吕梁等地就有较大储量，在五台县与代县还有石榴石阳起直闪岩。

3、硅质玉是品种多与分布矿的矿物

硅质玉也称石英质玉石或石英岩玉，其组成矿物主要是隐晶质与显（多）晶质石英。在市场上知名的有：东陵玉、黄龙玉、京白玉、贵翠、余太翠和敦煌玉等。这种结晶细微与半透明的硅质矿物在我国的多数省份均有储量，类似于戈壁滩上成片堆积的内在为棕色、黄色而外在是风凌石的块状物也大多数属于硅质玉。

山西垣曲县的梅花石，其红色花瓣为长石，白色雪花为玛瑙体，绿色与黄色的为绿帘石构成。其硬度为5.5～7.2级，体的透明且多色的物也是典型的多晶质硅质玉。山西夜玫瑰花岗石中的石榴子，其实也是一种紫色的硅质玉。某些由远古化石形成的香层石，其中的条纹密布及略呈棕色的部位也可归属于硅质玉亘绷凑刀裙小诅蝶豢便匠涅莆嗅俨厂彪才涵莎央衙。

甘肃敦玉的浅红色、紫色和白色的矿物品种主要成形为隐晶质石英、蓝线石、阳起石等矿物。其Si02含量在85%～94%，密度2.7～3.2/cm3，硬度6.7～7.2。从其储量与品质来说，完全具有成为玉石建材产业特大型原料基地的条件。

4、养生矿物及聚合物的配合问题

现代的生物电理论提出：人体存在一个复杂的生物电系统，中医所说的经络是生物电传输的重要通道，而且会释放波长约9微米（um）的远红外线。电气石在常温下能发射波长为4～14um的属于电磁波范畴的远红外线，并能由其热电效应产生与人体生物电相融合的0.06mA的微弱电流及数十倍于同色系水晶的磁场。锗石矿物发射的远红外线也与人体的远红外线的波长接近于相等。远红外线与低频的电磁波不同，它的能量相对较低，与人体内细胞分子的振动频率相近。当其渗入人体后可使其分子之间摩擦生热，产生皮下温度上升、血液循环加速和组织细胞活化等效果。

负离子由大气发生电离、水分子裂解、绿色植物的光合作用、高压电离和矿物能量释放而产生。电气石可由温度变化形成晶体之间的电势差，其静电高达100万电子伏特，使得空气发生电离，从而使被击中的电子附着于氧气分子并使它转化为空气负离子。锗石也具有随温度变化释放电子而有助于调节生物离子平衡的功能。

叠层石是元古界滨海环境中的蓝绿藻群落形成的矿物。其蓝绿藻等微生物是靠光合作用滋养的，由其光合作用产生了大量的氧气而为此后自然界的生物提供了生存条件。蓝绿藻微生物的生命活动引起了同期性的矿物沉淀、沉积物的捕获和胶结作用，从而形成了叠层状的生物沉积构造。叠层石可以产生氧气的性能使其作为装饰用品时自然会产生改善环境的效果。

这些有益于人体的特性随其矿物的品质、色彩透明性和表面的光泽度不同而有变化。从其矿物的磁性来说，其体积或面积愈大，磁性也就愈大，因此其聚合工艺既不能人为破坏矿物块度，还要尽可能按矿物的原有结构进行聚合，从而以磁场激活人体内各种酶的活性及代谢功能。我们采用的硅质玉与透闪石及叠层石均是硬度较高且有透明性的矿物，将其加工成较高的光洁度指标有其前提条件，再由其光滑的表面与较好的透明性利于其光电效应的发挥。一般而言，硬度与密度较高，透明性与色彩俱佳的矿物，自然会产生一种观感的美，其能量与蓄养元气的功能也相对较强。

对这些矿物的聚合可采用环氧树脂或不饱和聚酯树脂，前者的价格较高但其渗透与粘结性能较好，后者的价格低，但其收缩性较大而易变形。在以聚合为内涵的玉石建材生产中，对裂隙板材宜用环氧树脂及较薄的基体层进行真空渗胶的强化处理，而对拼接与复合的工艺，宜采用不饱和树脂并利用加温与振动的有利条件也能以较少的树脂用量达到较好的聚合效果。聚合物的选用还有甲基丙烯酸甲酯等。在树脂中混合纳米二氧化钛等材料，可使其产生自清洁等功效。

5、玉石类碎石的聚合方法

对高硅质矿物的加工利用，必须走出常规石材加工天然大板的误区，也不能沿用现行的异构聚合先打碎后再硬性压制的荒料或薄板的成型工艺。设法保持其现有的块度而进行原有结构的聚合，或将多种硅质矿物进行密切叠垒的组合，才能使其聚合产品保持矿物原有的生态属性。

种石类碎石聚合的产方法见图1，是用表层加工、基体准备和聚合成型三个步骤完成其聚合大板的成型，并且其主导性的工艺流程是：表层料准备→表层排布缝隙填充→备料→布料→聚合成型→成品处理。其工艺要点是：表层料准备工序是采用0.02m3以上的硅质玉与闪石类矿物为表层料，用焊装专用刀头的立式带锯先进行厚板体或方柱体的锯切，分别对其表面用纤维胶泥包裹或用真空浸胶进行强化处理，固化后再用小型圆盘锯进行5～10mm厚度的薄板分切；表层排布工序是先对分切出的多种与多色的矿物薄片的边缘进行修整，此后再按设计在模板上进行图案拼接；缝隙填充是用养生矿物石粒、氢氧化铝粉、高分子聚合物和纳米材料四者搅拌成稠黏状填充料，对薄板拼接的缝隙进行填充而完成表层加工，其养生矿物石粒是电气石与锗石颗粒；基体备料是用透明石粒（10～80网目）、石粉或铝粉和高聚物按4:2～0.5～1的质量比搅拌成松散状的基体料；基体布料是将基料以6～12mm的压实厚度进行整体覆盖；聚合成型是将内置料体的模板以8～12层进行叠放，各模板及边框之间用不同比例个数的压缩弹簧分别进行支撑，而后经抽制真空、双重的揉压振动完成其聚合成型。

所述的双重揉压振动或弹性压缩振动，是在多片模板叠放，并用压缩弹簧分别支撑的前提下，利用2×50Hz的下部振动力与0.02～02Hz频率的上部重复压缩力形成弹性压缩与振动力配合的双重振动过程从而在各层间分别承受两面的冲击作用力及谐振中达到较好的

基体料致密效果。这种兼有真空渗胶与拼接复合板成型及加温固化三种功能的组合装置已研制成功，并在山西徊龙玉石材公司进行试生产。

玉石类碎石聚合技术还有在缝隙填充工序之后以缝隙填充用混合料代替基体料与直接选取现有板材的两种工艺路线制作透光板类产品。前者是用其填充混合料以2～10mm的厚度直接布料，并利用弹性压缩与双重振动力使其在配加一定量的石粒及氧化铝粉后也可致密成型；后者是用钢化玻璃类透明板材放置于表层料上面，翻转后使表层料成为上面再进行真空及振动，或者是先摆放钢化玻璃，在其上面直接进行表层料的排布及填充。

成品处理工序是定厚、粗磨、精磨和抛光加工锯切设备需采用较大的齿距与较薄的锯片及特制的金刚石刀头，研磨设备需采用6000～10000#磨块而在悬浮状态进行高光泽度的抛光，在锯切与研磨中也宜于采用一种具有弹性的作用力。

6、玉石类家具工艺品制作

硅质玉的高硬度使其具有加工较难与产品耐磨的两面性，用其制作类似于茶几、桌面、台面板、洗面盆、曲线栏杆和玉石枕头等工艺制品，更能体现其品质及优势。需要注意的一点是：硅质玉与进口的大理石质的玉石截然不同，用其制作茶盘与人物动物型体等很难形成批量，走珠宝玉器的道路也因其品质较高档玉与宝石矿物存在明显差距而难以产生效益。

该型家具类工艺品的制作工艺是：先用立式带锯或大型圆盘锯将其分切成厚板或方柱体，再将型体排列于模箱中，型体底面及相互的接触面之间用石粒支垫或间隔；将配加固化剂与偶联剂的树脂液放入模箱，对型体进行浸泡；送人专用成型装置内，先抽制真空，其后用下部的振动器进行短时间的振动，最后进行释放——抽制真空的2～3次的循环操作，从而以多次的真空负压冲击力促进胶液对微隙型体的渗透从模箱底部的阀门排掉树脂液后，用加温器具并以60～95℃的温度进行加温固化；经室温的后期固化，用配设金刚石刀具的专用设备进行对称性工艺品的加工，其后研磨抛光，其抛光可用纳米金刚石抛光液对于小型的玉石建材企业，其产品方向宜侧重于电视背景墙与小型家具及工艺摆件的加工。例如用圆柱花瓶仿形机制作花瓶式栏杆等，或用电脑雕刻机对这种硬质板面进行浮雕制作，也能成为较高市场价位的工艺品。采用密集条带纹理及棕色、米黄色的叠层石品种，并用厚板体渗胶及分切条板后再拼接复合的工艺措施，完全可以制作出石质木纹的茶几等高档家具产品。阳起石是色彩丰富且具有药用价值的矿物选择其10kg重量以上的石块，用修边→渗胶→分切→坯体车制→刻槽填充→二次渗胶→研磨抛光→图案雕刻的工艺顺序制作的玉枕之类的工艺品，也是一种集养生和艺术为一体的高端产品。在其刻槽或孔中可填充多彩的电气石与奇异色彩的硅质玉预制型体，以此提高艺术效果与养生效应。

7、综述

采用透闪石与硅质玉及叠层石多种硬质美石，并用原构的与合理搭配的聚合工艺进行玉石建材及家具工艺品的生产，不仅对裂隙较多或碎石矿物是变废为宝的善举，也对人体改善与环境净化有聚精惠生的效应。多层组合型成型装置以其弹性压缩和双重振动的持点，具有裂隙板材的真空强力渗胶、拼接复合板的聚合成型和成型装置内同时完成固化的三种功能。玉石类碎石聚合方法的用料范围涵盖硅质玉、闪石、辉石、黑曜石、叠层石、大理石质玉石和彩色硅石，其工艺也可认说是实体面材、岗石、人造石英石和玉石工艺品等工艺方法的组合，并有和谐与融通的内涵。

全文完

原创作者：刘建平 山西省五台县经贸局 刘 媛 东软集团上海分公司 首发《石材》杂志2012年8期 经作者授权转载。

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