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各种玻璃配方知识

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各种玻璃配方知识

SiO2在玻璃中的含量很高,一般为50-80%,在普通瓶罐,器皿玻璃,平板玻璃中,含量在70-75%;在石英玻璃中高达98%以上。SiO2在玻璃 中构成骨架,赋予玻璃良好的化学稳定性,热稳定性,透明性,较高的软化温度,硬度和机械强度。但含量增大时,熔融温度升高,玻璃液粘度增大。


  Na2O是一种良好的助熔剂,能在较低的温度下与SiO2反应生成硅酸盐,能降低玻璃液的粘度,加快玻璃的熔制速度。但Na2O将减弱玻璃的结构强度, 增大玻璃的热膨胀系数,降低玻璃的热稳定性,化学稳定性和机械强度。因此,玻璃组成中,Na2O,K2O的总量不能高于16%。引入Na2O的原料有纯碱 和芒硝Na2SO4。


  纯碱(Na2CO3)是一种微细白色粉末,易熔于水。所含杂质有氯化钠,硫酸钠,氧化铁等。纯碱易潮解,结块,不利于配合料 的混合,。因此,必须贮存在通风干燥的库房内。熔制时可能在玻璃表面形成称为‘浮渣’的泡沫。对纯碱的质量要求是(%);Na2CO3 >98,NaCl<1, Na2SO4< 0。1,Fe2O3 <0。1。


  纯碱有轻碱和重碱之分。在国内现用轻碱, 轻碱容重小(0。61),颗粒细。已混合好的配合料在运输过程中容易出现分层现象,入窑后,易被窑内气流带入蓄热室,造成格子砖的堵塞与熔融。而重碱容重 大(0。94),颗粒粗。因而使用重碱是提高配合料质量和减少碱尘的措施之一。  芒硝(Na2SO4)是比重为2。7的白色粉未。分无水芒硝和含水芒硝(Na2SO4。10H2O)两种。含水芒硝在 35℃以上就开始析出结晶水而成糊状物,不便于使用。为此,要预先进行熬制或烘烤处理。芒硝的熔点为884℃,沸点为1430℃,它的分解温度较高,在熔 制时,若有还原剂存在,则可大大降低芒硝的分解温度。为此,在使用芒硝时必须加入煤粉。煤分的理论用量为芒硝量的4%。


  芒硝不仅可以代碱,而且是一种常用的澄清剂。使用芒硝也有如下缺点;与纯碱相比,它的热耗大,这是因为石英砂和芒硝要在较高的温度下才进行反应,而且速度 较慢;已熔化但未反应的芒硝浮在玻璃液表面,易产生芒硝泡;对耐火材料的侵蚀也大,尤其是当有芒水存在时;芒硝配合料的熔制必须在还原气氛下进行,但煤粉 用量过多时,会使Fe2O3还原成Fe S而呈棕色。因此,芒硝的用量有一定的限制。对芒硝的质量要求是(%);Na2SO4 > 85,NaCl<2, CaSO4<4, Fe2O3<0。3,H2O<5。


  2、氢氧化铝


  在瓶罐玻璃,器皿玻璃,平板玻璃中,Al2O3 含量为2—3%,最高为8—10%。在含有碱金属和碱土金属氧化物的硅酸盐玻璃中,加入少量Al2O3能降低玻璃的析晶倾向,提高玻璃的化学稳定,热稳定 性和机械强度,减轻玻璃对耐火材料的侵蚀,扩大玻璃成形操作范围。引入Al2O3的原料有长石,高岭土,叶蜡石和工业氧化铝等。


  氢氧化铝比焙烧氧化铝质纯,也易于熔化和澄清,但价格昂贵,容易吸水造成成分波动,熔制时易产生大量的泡沫。为减少泡沫,可在配合料中加入适量的萤石或冰晶石。


  3.1 引入Ca O的原料


  Ca O在玻璃中的主要作用是增加玻璃的化学稳定性和机械强度。但含量过高时,玻璃易于析晶,因此,玻璃中Ca O含量一般不超过12。5%。在高温时,Ca O能降低玻璃液粘度,加速玻璃的熔化和澄清,但在低温时,会使粘度快速增大,给成形操作带来困难。引入Ca O的原料有石灰石,方解石和白垩等。


  石灰石,多呈灰色,淡黄色,淡红色,很少为白色,其颜色与氧化铁含量高低有关。


  方解石 它比石灰石纯度高,当玻璃成分要求严格控制时可选用方解石。


  二、辅助原料


  在玻璃生产中,起加速玻璃熔制,改善玻璃某种性能的原料,称为玻璃的辅助原料,根据它们在玻璃中的作用,可以分为助熔剂,澄清剂,氧化剂和还原剂,着色剂,脱色剂和乳浊剂。


  1.助熔剂


  凡在玻璃配方中加入量不多,而能大大加快熔制速度的原料,称为助熔剂,如硝酸钠,硝酸钾,萤石等。


  1。1硝酸钠,硝酸钾


  硝酸钠(NaNO3)又称智利硝,硝酸钾(KNO3)又称硝石,它们的融化温度为310-336℃,加热到400℃就分解,在较低的温度下与SiO2发 生作用,从而加快了玻璃的熔制过程。在高温下,硝酸钠,硝酸钾对耐火材料的侵蚀比较严重,所以用量不能太多,一般引入相当于玻璃中的Na2O(K2O)含 量的10%-15%。NaNO3,KNO3同时又是一种澄清剂,在熔制过程中受热分解放出氧气,并能降低玻璃液的粘度,促进了玻璃的澄清和均化。


  这两种原料都是强氧化剂,受热能放出氧气,所以最好用密闭容器装,存放在干燥,阴凉之处,不要和易燃物放在一起。


   2.澄清剂


  在玻璃熔制过程中受热分解放出气体,促进玻璃液的澄清和均化的原料,叫做澄清剂。


  3.氧化剂和还原剂


  在玻璃熔制时,能释放出氧气的物质称为氧化剂。反之,称为还原剂。属于氧化剂的原料主要有硝酸盐(硝酸钾, 硝酸钠,硝酸钡),氧化铈,五氧化二砷,五氧化二锑。属于还原剂的有碳(煤粉,焦炭粉,木屑),酒石酸钾(KHC4H4O6),氧化锡(SnO2),二氯 化锡(SnCl2。2H2O),金属锑粉,酒石酸(C4H6O6)等。


  4.着色剂


  加入配合料中经过熔制后能使玻璃呈现一定颜色的物 质,称为着色剂。玻璃中的着色剂能对投射到玻璃上的白光进行选择性的吸收,从而改变了透过玻璃光线的光谱组成,使玻璃显示出各种颜色。显色的强弱,与着色 剂的种类及数量有关,也与工艺制度有关。根据着色剂在玻璃中的状态,可把着色剂分为离子着色剂和胶体着色剂两类。


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