中國素有“玉石王國”的美稱，玉器伴隨著中華民族至少走過了7000年的歷程。近年來在建材市場上出現高價位的玉石板材，均是緬甸、巴基斯坦等國出產的稱為青玉、彩玉等玉石材料。從其可用普通車床切削而制備花瓶之類的工藝品來看，其摩氏硬度約在5度左右。我國的界于玉石與硅石之間的其透明度與色彩俱佳的礦物是很廣泛的，但其高石英含量決定的脆性與其結構裂隙，使其很難批量鋸切出天然的裝飾大板。例如，甘肅的敦煌玉，采用圓盤鋸慢速鋸切時也會產生火花飛濺的現象，并且其較多的裂隙結構使其出材率也很低。

玉石與近于玉石的礦物，富含微量元素，還帶有負離子效應與微弱的電磁場等明顯的養生功效。設法將這些半玉半石英且大多數為碎塊的礦物進行萃聚性的合成而作為裝飾板材，方能使其有效地轉化利用，也會以其硬質與大花的特點較現行的崗石與石英崗石具有更高的使用價值與市場價值。為了充分利用其直觀的美感與潛在的養生性能，我們有必要對玉石類礦物的化學與物理性能進行深入的研究，并相應地研發專用的成型設備與其生產工藝。

1．玉石、瑪瑙和水晶的成因分析

一般地講，玉石有狹義和廣義之分。狹義的玉又可分為硬玉與軟玉兩類。硬玉主要由鈉和鋁的硅酸鹽礦物組成，摩氏硬度為6．75～7．0，比重3．2～3．3，常呈隱晶致密狀，由細纖維狀微晶交織而成。最為常見的硬玉就是翡翠。以和田玉為代表的軟玉是指由透閃石和陽起石組成的微晶集合體，摩氏硬度6．0～6．5，比重2．55～2．65，其SiO，成份在58％左右。而從廣上來講，玉石就是“溫潤而有光澤的美石”。它還包括近似玉但嚴格來說不是玉的瑪瑙、水晶等。

翡翠的主要組分礦物可分為：以輝石為主礦物；以閃石為主礦物；以長石為主礦物；以石英為主礦物。硬玉(Jadeite)的化學成份為NaALSi2O6并含少量的Ca、Mg、Fe、Cr、Mn、Ti、S等。對于自然界翡翠的形成目前的說法是：其一是巖漿在高壓條件下侵入到超基性巖中的殘余花崗巖漿的脫硅產物；其二是板塊碰撞產生的壓扭性壓力和低溫作用下，鈉長石變質而成；其三是花崗巖脈淡色輝長巖脈在鈉的化學勢高的熱水溶液作用下發生交代而成；其四是由近硬玉硅酸鹽熔體結晶而成。因此，翡翠質量的優劣就必然與其礦物組分之間的結合方式、結合緊密度、顆粒度等密切相關。

瑪瑙為SiO：隱晶質集合體?，旇纬墒嵌趸枘z體溶液分期沿巖石的空洞或裂隙填充所形成的同心層或平行層紋狀礦物。摩氏硬度7～7．5，相對密度2．65，玻璃狀光澤。在其生長過程中，帶色離子化合物(如赤紅為鐵、藍色為銅、紫色為錳、翠為鉻鎳礦物)被裹鍾沾帶，凝固成五彩繽紛、千變萬化的瑪瑙。

水晶是SiO：的結晶體，純凈者無色，棉柳自然，摩氏硬度7．0，密度2．66。水晶與人體接觸與摩擦時，便可產生微弱的電磁場，這種電磁場能夠使人體能量集中，令人感到身清氣爽。水晶有三個方向的光軸，其光軸會產生一定的聚光、放光功能，一旦接觸到人體的穴位，就會對穴位產生刺激和按摩作用。甘肅的敦煌玉，其中的紅色與紫色礦物的化學成份是：SiO2為81％～98％；Ca為0．9％～3．5％；Mg為0．5％一2．2％；Fe為0．3％一0．93％；Cr為0．01％一0．03％；A1為0．02％～0．08％；Na為0．001％～0．017％；TiO2為0．02％～0．15％；S為0．02％～0．053％；Mn為0．01％～0．077％；Zn為0．002％～0．007％；K為0．03％～0．65％；Se為0．001％～0．002％；Sr為0．001％～0．002，還含有Au、Ag二十余種微量元素。該礦的化學成份及晶體結構有一定的特殊性，也有儲量巨大及各種色彩俱全的優點。該礦的規模性開發，對合成石產業可能有較大的影響。

甘肅的祁連玉與酒泉彩玉，主要為蛇紋巖和蛇紋石化橄欖巖，以綠色為主，由于所含礦物的不同，還夾雜有紅、黃、黑、紫等顏色。祁連玉質地細膩光滑，加之貫有石英脈，方解石等脈狀體形成了清新淡雅或古色古香的觀賞效果。

2．裂隙板材的真空浸膠工藝

對有透光性的玉石及彩色硅石，針對其結構裂隙與其它裂隙的問題，設法將高分子材料滲透于其中而重新粘連，有可能在一定程度改變其難以成板的問題。我們在分層振動與分片組合的試驗中，不僅使用常規的抽真空辦法，還獨特使用釋放真空負壓形成的氣流沖擊力，從而取消繁瑣的壓制器具而同樣致密成型。該工藝的具體做法是：將鋸切出的板材以垂直或水平方式排列于容器或模箱之中，用熱風進行40—60~C溫度的預熱；將黏度較低且配加化工助劑的聚酯液以噴涂或涂刮方法對板材的兩面分別進行厚度較小的處理，其低粘度樹脂在國內有定型產品；對容器或模箱進行一0．1MPa的真空度的抽制，其后重復進行釋放——抽制真空的循環而產生多次的氣流沖擊過程；送至固化箱或直接在模箱中以9O～l00℃的中溫進行固化而完成微隙滲膠之間。其問，也可啟動模箱下部的振動器以小振幅及高頻率進行短時振動而促進膠液的流動。采用一種新穎的分片組合成型機可以便捷地進行上述真空浸膠工作。

對于成組的板材尤其是薄板滲膠涉及到諸多的工藝問題，其中的抽真空是膠液進人縫隙避免氣體阻擋的前提條件，釋放真空是在縫隙處于真空狀態而兩端面被膠液封閉時，突發性的釋放真必然形成氣流沖擊力而促進其膠液向內流動。膠液的配方要顧及其與硅質材料的粘接及加溫固化，并要以較低的黏度與一定的溫度利于充分的滲透。

3．玉石聚合板的成型方法

對于SiO成分為主體的礦石，用天然石材的開采與加工方法無法保證其成材率，其中的問題是其脆性導致的自身裂隙較多。如果將現行的合成崗石、復合板、文化石和實體面材等多種工藝行組合、這種因裂隙開裂的碎板和礦山開采的碎石是完全可以聚合成較高價值的合成產品。裝飾石材講究的是觀賞性與耐磨性，在今后的發展中還要講究其養生性，這些性能在綜合多種新材料及新技術的合成中只會有所提高，并且其市場價值較普通合成崗石要成倍的提高。分片組合加復合是其基本思路。表層的組合要保證觀感的藝術性與使用的耐磨性，基體的復合要保證產品的韌性與整體性，類似于彩色高硅礦物作為片狀進行合成時，是不能用現行的人造石英石壓板機進行薄板成型的，因為其脆性的薄片在此硬性壓制的設備性能中必然會形成新的裂隙。我們依據電磁型成型裝置發明專利技術，采用六組電磁激振器經傳動桿分別聯動壓板的結構，具體用依次滯后60度電流角度的六節拍控制方式使得合成的激振頻率為6×50Hz，從而以輪動揉壓方式進行聚合板的振動成型。還具有激振力可調節的功能，可滿足玉石聚合板與人造石英石兩種產品分別成型的需要。該拼接式的聚合成型工藝，利用基體料及修補液自然的滲透及真空力的促進作用不僅能實現薄片之間相互的粘接，還能對薄片自身的裂隙有效的修復，并使其產品的彎曲強度指標超過20MPa、密度指標超過2．5g／cm3玉石聚合板的工藝流程如圖所示：切片修邊工序是將粒徑為5～60em的玉石及硅石用圓盤鋸分切成6—12mm厚度的薄板，再用切機或水刀按設定的圖案進行邊緣修整；表層排布工序是在模板上依次排布其作為表層的玉石薄片，其相互間的縫隙寬度要基本一致；縫隙填充是將配加鋁粉的樹脂基混合料對玉石。

板的裂隙與相互問的縫隙進行填充，其中也可配加色彩一致的玉石?；蝠B生石粒；基體覆蓋是將松散狀的混合料或透明狀的混合料以5～15mm的厚度，整面鋪放一層而構成基體；真空抽放與揉壓振動是在模板與雙層料體傳輸至電磁型成型裝置內進行整體聚合及成型，其抽制真空與釋放真空的循環操作要重復進行若干次，激振頻率要等于或大于100Hz，激振力要等于或大于壓縮力；研磨成品要采用從粗磨到細磨逐步減小氣壓的控制方式，其拋光磨塊的細度要大于2000目。在縫隙填充工序要對模板采取預加熱而使其達到40~C以上溫度，并在表層排布與縫隙填充中掌握其是萃聚而不是簡單拼合的工藝技巧。

該專用成型設備同時具有生產透光板的功能，而且其基體層不采用現行的透光板完全是用樹脂與鋁粉混合液澆注而成的工藝。新型的玉石合成透光板須采用表層是玉石片且藝術性拼接，基體是玉石粒而用較少的高分子材料聚合，其成型中也要進行揉壓振動。分層振動與揉壓振動兩類成型設備在山西省榆次中集機械公司完成了樣機的試驗。

4．綜述

大自然歷經數億年生成的玉及近于玉的礦物，是以硅為主體的多種成份集合并受多種作用力變質而成的結晶體。玉是養人的，其裂隙形成的碎塊同樣具有較高的利用價值。為此采用的分片組合與分層振動的工藝方法正在進行研發，具有頻率合成與揉壓性能的電磁型成型裝置的研制也取得了實質性的進展。在軟質的崗石與硬質的石英崗石迅猛發展的形勢下，玉石聚合產品有可能形成更高層次及更高價位的產品系列，也可能促進合成崗石技術的進步及變革。

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