2.1 新型无机保温材料——玻化微珠的特性
玻化微珠是一种非金属轻质绝热保温绝热颗粒材料。是山西丰富的火山岩矿石（松脂岩、黑耀岩、珍珠岩）中的松脂岩经开采后破碎、筛分、高温瞬时燃烧膨胀玻化而成。该材料呈不规则球状颗粒，内部为空腔结构，表面玻化封闭；具有质轻，隔热防火，耐高低温，抗老化，吸水率小，理化性能稳定等优良特性；可替代粉煤灰漂珠、玻璃漂珠、普通珍珠岩、聚苯颗粒等诸多传统轻质骨料在不同制品中应用，是一种绿色环保型高性能无机轻质保温绝热材料。
在山西省灵丘县境内，有一座 2 亿吨储量的特别适宜加工生产玻化微珠的火山岩矿山。火山岩分为珍珠岩、黑耀岩以及松脂岩。灵丘县境内的火山岩属于松脂岩，此松脂岩 SiO2含量为 73%，Al2O3含量 13%，比珍珠岩含量均高 5%。由于其成份特殊，强度、硬度明显优于珍珠岩；不仅保证由其生产的玻化微珠强度、硬度高于用珍珠岩生产的玻化微珠，而且其膨化过程耐火度要求高达 1280~1360℃，比珍珠岩膨化过程要求的温度1080℃高 200~300℃，使得膨化矿砂的体积大，膨化效果好，是三种火山岩中烧制膨化玻化微珠最佳的火山岩。为本课题研究所用上乘原始材料提供了便利条件。
2.2 玻化微珠生产过程的工艺特点
对松脂岩燃烧膨化制作玻化微珠的过程，如果用传统的电炉燃烧膨化制作，其温度只能达到 1080℃左右，满足不了对松脂岩燃烧膨化的要求；实践表明用电炉燃烧膨化松脂岩膨化率只能达到 30%，为实现对松脂岩矿砂的膨化，国家高新企业太原思科达科技发展有限公司和太原理工大学共同研制了“煤气供热式玻化微珠膨胀炉”（专利批准号：ZL200620127293.0），“煤炉供热式玻化微珠膨胀炉”（专利批准号：ZL200620127289.4），实现了对松脂岩的燃烧膨化，是在用电炉燃烧膨化珍珠岩生产玻化微珠工艺基础上，对玻化微珠生产工艺的极大改进。用这两种专利技术的膨化炉生产的玻化微珠玻化率高达99%；用筛网法测定，所生产的玻化微珠吸水率小于 100%，不足一般珍珠岩燃烧制作的玻化微珠吸水率（300%）的 1/ 3。
另外，对玻化微珠所用矿砂的生产制作过程，课题组进行了分析研究。考虑到矿砂经过燃烧膨化后形成的玻化微珠内部尽可能空腔、表面尽可能封闭玻化；矿砂应以球形，大小均匀最为理想，避免矿砂表面成方形、尖形。而传统的鳄式破碎机破碎工艺，矿石在形成矿砂时是靠矿石与矿石之间挤压破碎，易于使矿砂表面形成棱角、方形、尖形。
为此，本项目采用离心式破碎机粉碎矿石，主要靠矿石与矿石之间碰撞破碎生产矿砂，保证了矿砂质量，从而保证了玻化微珠的质量。
按照上述研究的矿砂生产工艺以及燃烧膨化工艺，生产的玻化微珠经国家有关权威检测中心检测，玻化微珠性能指标如表 2-1；在高倍显微镜下观察，其晶体形状见图 2-1所示。
项 目 性 能
粒度（mm） 0.5~1.5
容重（kg/m3） 80~130
导热系数（W/(m稫)） 0.032~0.045
漂浮率（%） ≥98
表面玻化率(%) ≥95
吸水率（真空抽滤法测定，%） 20~50
1MPa 压力的体积损失率（%） 38~46
耐火度（℃） 1280~1360
使用温度（℃） 1000 以下
本课题所选用的玻化微珠材料，作为建筑保温材料可以弥补用聚苯颗粒和普通膨胀珍珠岩做轻质骨料的其它传统保温材料中诸多缺陷和不足，可以克服膨胀珍珠岩吸水性大，易粉化，在搅拌中体积收失率大，同时又弥补聚苯颗粒有机材料易燃，防火性能差，高温产生有害和耐老化性耐候性低等缺陷，可广泛用于建筑节能，化工填料，科技农业，耐火材料和防火吸音等行业，保温材料 baowencailiao.org业，后续的应用领域也十分广泛。
