摘要
对太行山的黑曜石、橄榄石、电气石、错石、硅质矿物及玉石等进行了分析，提出了用分片组合成型方式合成新型岗石产品的方案，还讨论了用电磁振动制备磁性产品的方案。
关键词
晶美石头 新型岗石 黑曜石 橄榄石 硅质矿物 玉石 分片组合 电磁振动
概述
合成岗石是用晶体矿物聚合的成品。现行的采用白色(无色)晶体石粒与石，并用颜料调色的生产工艺，虽然可配制出彩色及中间色的产品，但因其晶体结构严重破坏而缺乏自然地观感。松香黄类的岗石大花产品尽管将石料的粒径保持在8cm左右，但其40%的配比量使其为彩色混凝土的视觉效果。石英岗石是合成岗石的后起之秀，其中的红、黑等深色彩的产品，只能采用粒径1mm以下的石英颗粒而避免其出现白点，并用较大粒径的玻璃颗粒做为骨料，从而用其可反映底色的特点来保证产品的纯色。
现行的采用玉石、玛和化石等名贵矿物合成的透光类产品，大致还是实体面材人造石的成型工艺也就是在拼合的薄板上面浇灌树脂和铝粉混合的糊状物，再抽制真空便可完成其成型。对于太行山一带的黑曜石、橄榄石、石榴子石和Si02化学成份在50%～98%之间的晶体矿物，以及甘肃的敦煌玉石等，设法将其碎块、碎粒合成为建筑装饰板材及器皿，无疑具有变废为宝与提高合成岗石自身价值的多重意义。
1黑曜石与橄榄石及彩色石英石矿物的分析
黑曜石的Si02与AL3O3化学成份共为83%以上Ca0与Mg0共为1.0%以下，摩氏硬度为6，相对密度2.4，折射率1.48～1.51。这种色质矿物其结晶水含量小于2.0%，用其制作玻化微珠时较松脂岩的膨化指标要相差许多，但利用其玻璃质的特点则可配制出高档合成岗石。
橄榄石的化学通式是R2[SiO4],晶体属正交(斜方)晶系的一族岛状结构硅酸盐矿物的总称。其中富镁的化学式为MgSiO4带黄绿色调，常与玄武岩伴生;其中富铁的化学式为Fe2Si04，比重3.3以上，颜色为黑色，呈不规则他形晶粒状集合体。橄榄石不仅色彩秀美，还具有较明显的磁场，在其保持一定的块度合成为大板时，利用其磁场可净化居室环境及促进人体的新陈代谢。在五台山铜钱沟有较丰富的橄榄石储量。
在甘肃开采的敦煌玉石具有一定的透明性及五彩斑斓的色彩，主要成形为兰线石、阳起石、金红石电气石等矿物，并含有少量绢云母。其中的硅质矿物含Si02为94%～98%，Ca与Mg的含量小于1.5%。这种高石英含量的矿物一般具有较高的热膨胀系数，用其合成要考虑其块度及其聚合方式。
在太行山一带有可观的电气石储量，用其制作的棕色等工艺品已出现在市场。单晶体电气石能够产生永久性微弱的电流为0.06mA，与通过人体神经的电流类似。由于电气石非金属矿物的特殊晶体结构及由此产生的自发极化。因此在常温下，一旦压力和温度发生微小的变化，其内部极化分子即发生强烈的振动，释放出波长为4～14㎛的较强中远红外辐射，对人体能产生负离子调节的生理效应。人体在和电气石接触时，借着其微弱电流的作用，人体所需的矿物质就会很容易被吸收，以此改善微循环。
锗为银灰石晶石矿物，摩式6～6.5度，元素含量在5～300ppm，其粒度在15m之间。这种矿物具有清洁血液、滋润皮肤和抗衰老等功效。
类似于玛、孔雀石、石子石、石、霞石金红石、金钻花岗石和彩色石英石也是成大块的不多，但碎石及碎粒可谓取之不尽，若能将其聚合成务不失为大功一件。需要明确指出的是:太行山一带的奇石美石一般是摩式6度以上的质岩石，对其合成利用是类似于石英石加工的工艺过程。
2黑石及碎矿物的合成用
太行山一带的储量较大的黑石多为黑耀岩与珍珠岩的伴生矿，缺乏透明性，但其纯黑的矿物自色与其玻璃光泽仍不失为合成岗石上乘的原料。前述的富铁的橄榄石实际上不适宜于做铸砂材料、利用其不与石英平衡共生的特点及其纯黑的矿物自色而用于合成岗石则会产生不同凡响的效果。
采用这两种黑色矿物加工成5～80网目的颗粒并用其磨制成200~800网目的细，可直接进行纯黑色石英石产品的配制，其工艺要点:用其配制的混合料具有较大的摩擦系数，在其成型中须提高激振频率而保证密实度;可采用石、水红石、石石和硅铁等矿物颗粒进行点缀，从而形成活泛的观感;在用荒料成型再用圆盘锯分切的加工工艺时，应在不饱和树脂中配加一定量的平缓剂而保持其放热固化中的稳定性。这种0.2～3cm粒径的黑色颗粒可以10%～25%的配加量掺进普通岗石的混合料中，并用红色或棕色的石粉或色浆进行网格状条纹的配制，从而达到增硬与点级的双重效果。这种黑色天然玻璃质矿物，还可对大多数的石英岗石与普通岗石的以砂粒进行“点黑”的工艺配色，从而形成某种中间色彩。
3晶体矿石的分片组合成型
对晶体矿石的聚合既不能采用一体性的搅拌方式，也不宜在其成型中进行硬性质制，新型的成型设备须侧重于振动的高频率和真空负压冲击两种作用力，其装置的结构是:采用相似于实体自材人造石的真空箱结构，但其模板须改变为设置边框的钢制件其模板可层层叠放而组合成型;在真空箱的下部配置有六只电磁激振器的振动台，以依次间隔60°电角度的半波循环通流方式，控制六只电磁激振器产生6×50Hz的叠加频率，并以晶闸管移相触发方式控制其激振力;多片模板依次叠放于台车上，其台车沿导轨送进模箱，振动成型时要利用升降器具将台车的导轮悬空;在真空箱的顶部要设置两只及以上的释放真空的球阀，使其在释放真空时具有一定的快速性。
分片组合的成型工艺是:采用粒径为了3～20cm晶美的硅质石块为基料，并用小型切机将其分切成厚度为3～10mm的不则片，其用用卡固器具方法进行稳固;采用5%～9%质量比的聚醒脂、5～100网砂200～800网及铝粉，偶联剂和固化剂等搅拌成黏稠状的配料，其搅拌设备宜用具有剪切力的双卧轴或犁刀式，基料与配料的质量比为0.3～3:1;将基料薄片经边缘处理后用手工排布于模板上，而后将黏状配料覆盖于其上面，其间，对于高档次的设计图案，如;“飞天玉石”需用水刀对多种色彩的玉石薄片按图案进行分切，并以相同的缝隙距离进行艺术拼接;用台车运送模板及料体至真空箱内进行-0.1MPa的真空抽制;启动振动台内设的六只激振器进行高频振动，并用多次释放真空--抽制真空的循环进行气流冲击而保证料体的密实度;退出台车及模板后，对其配料的上面进行刮平处理;在第一块装设边框的模板上叠放第二块已排布好基料的模板，并同样进行铺放配料、真空抽制、高频振动和真空负压的冲击，如此重复而完成若干块模板叠放的分层成型。此后，用台车将成组叠放的模板及成型体送至固化箱中加温固化，再经逐片剥离、双面定厚和正面研的工序完成其分片组合的制作过程。
对于摩氏硬度为4度及其以下的质石料，如松香黄、丹东绿和云灰等大理石碎石及钙质河卵石，可用我们已提及的“分层振动”的成型方法，先成型为荒抖，再用框架锯锯切成薄板的方式进行加工。该生产工艺采用的基料叠垒与分层振动的办法不仅可将石块粒径增大至20cm，还可使石块的配比量增大至80%以上，从而具有密切组合的观感。该生产工艺需要注意以下几点:有机黏结剂应选用其缩聚反应中收缩量较小的树脂及较小树脂用量的配方，并注意石的渗透性及温度，也可以选用环氧树脂;若选用无机类粘洁剂，可适量配加膨胀剂而避免其凝固中产生缝隙。
4具有电磁性能矿物的合成利用
对于电气石晶体具有的极化性质、橄榄石具有的磁性、锗矿拥有的微量元素和麦饭石具有的活化水及微量元素等矿物，如何进行其合成是更深层次的研发课题。凡是好着的石头必然是有透明度与色彩及花纹的晶体矿物，而且往往是含有多种有益于人体健康的微量元素。“玉，石之美者”、“至坚者为玉”，这是中国传统的判别玉的标准，玉有养生性能不仅是民间流传的说法，现代科技对其养生的道理也是肯定的。上述的高硬度的晶体矿物很少有适宜于天然石材加工的荒料体，竞管可将其加工成工艺品、珠宝首饰而有所利用，但其碎石、碎粒在目前还大多数属于废料而闲置。分片组合的成型将这些属于或近于玉石类的矿物用在了复合产品的表面使其养生性能有所利用。
磁场净化环境是现代养生学及居室装修已经认识到并努力追求的目标，相应的作为装修材料的合成岗石也理应有所考虑。若使其合成岗石达到某些名贵石材的磁性指标，不仅需要选用磁性适宜的矿物，还需要在真空振动的成型中用磁场对其细小的颗粒进行吸引定位。“电磁型合成石成型装置”专利技术，是将矩阵排列的振板用较短的传动杆与电磁铁的动铁芯分别联结而成多个激振单元，不仅以其振板分别相连而形成揉动力、还利用其漏磁回路使振板磁化，使得混合料在排移式的振动致密中同时进行碰化处理。电磁式薄板成型机具有的激振力与压缩力相等及力度可话节的特点，是晶体矿物分片组合成型及磁化的先决条件。
5综述
晶体石头人画屏。太行山的晶体矿物不仅有山西黑与夜玫瑰等知名的花岗石，还有为数众多的黑石、石、金红石、石石、石、、孔石和彩色硅石等等，其色彩可谓应有尽有。认真分析研究这些硬质碎石包括电磁性能在内的物理化学性能并研究恢复其自然属性的合成工艺，将是研发新型合成岗石长期的工作。
分层振动的要点是利用真空负压力而形成揉压力，电磁振动的要点也是在其循环冲击中形成振动中的揉压力，此揉压特点与现行的硬压成型在原理上是不同的。分片组合有其手工操作的繁琐性，但其手工排布是一种艺术创作，也是珍贵矿物的还原过程。设法将具有养生性的玉石及精美矿物进行艺术性的聚合，并在其多种技术和文化的组合中自然会提高合成岗石自身的价值。
参考文献
[1]侯建华，刘建平，胡云林，陈国本，《人造合成石》，北京:化学工业出版社，2009.
原创作者：刘建平 山西省五台县经贸局; 张贾 四川师范大学地理与资源学院 首发《石材》2010年9期，经作者授权转载。
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