多年来一些有条件的大型陶瓷磨具厂多次进行职工体格检查,发现磨具装出窑工人患矽肺病率逐年有所增加。矽肺病是一种严重危害健康的职业病,主要是由于长期吸入含游离的二氧化硅粉尘,引起的以肺间质纤维化及矽肺结节为主的疾病,严重者可影响肺功能,丧失劳动能力,甚至发展为肺心病、心衰及呼吸衰竭。为此,采用新材料取代石英砂作陶瓷磨具烧成垫砂,改善工人劳动环境,已是急需解决的课题。本文对导致陶瓷磨具厂矽肺病的根源——石英垫砂进行了分析研究,通过查阅大量有关资料,对某些材料进行了理化性能测试,并进行陶瓷磨具的装烧试验。经不懈努力,最后终于找到了一种有希望能取代石英垫砂的新材料。其主要的研究工作及试验结果概括如下: 1、介绍了有关石英晶体结构方面的理论知识。由此可知,石英具有复杂的多晶性。石英垫砂在陶瓷磨具烧成和冷却过程中,由于石英发生多晶转变时,必然伴随着体积的变化,所产生的应力和裂纹,使它本身强度降低,由大颗粒变成小颗粒甚至粉末。在磨具装出窑操作时,石英垫砂粉尘飞扬,严重威胁着工人的身体健康。因而得出结论是石英砂不宜作陶瓷磨具烧成之垫砂。 2、对新型垫砂与石英垫砂理化性能进行了对比实验研究。这些理化性能包括:化学成分、矿物成分、密度、吸水率、单颗粒抗压强度、热膨胀系数、耐用度、磁性物含量、低熔物含量及颗粒形状等。在对比实验研究中,分别介绍每种性能的概念及测量意义、基本原理、实验部分（仪器设备、实验步骤）、实验结果、分析与讨论。用差热分析测量在加热或冷却过程中垫砂的变化情况。通过对新型垫砂化学成分和矿物成分的综合分析,发现新型垫砂实际属于多元系统。按新型垫砂的化学成分含量多少,把其大概折算成CaO—Al₂O₃—SiO₂系统进行估算。 通过对比实验研究,结果是新型垫砂比石英垫砂的吸水率大4倍;单颗粒抗压强度比石英垫砂的高1—2倍,并随着新型垫砂使用次数的增加,单颗粒抗压强度有增大趋势;热膨胀系数较小,而且热膨胀系数曲线上升较石英的缓慢而平滑;耐用度一般要高于石英砂耐用度3倍;新型垫砂中基本没有低熔物和磁性物,其形状进行一定的工艺整形之后,也能同石英垫砂一样,几乎呈球状颗粒,而且随着使用次数的增加,颗粒的形状越来越好。通过差热分析实验,证明新型垫砂在磨具烧成的全过程中没有热效应产生,即无任何物理和化学变化,说明它的性质是稳定的。通过X-射线衍射分析和相图的综合分析,新型垫砂的主要成分是刚玉和莫来石。