各種玻璃配方知識

1、1。石英砂SiO2在玻璃中的含量很高，一般為50-80%，在普通瓶罐，器皿玻璃，平板玻璃中，含量在70-75%;在石英玻璃中高達 98%以上。SiO2在玻璃 中構(gòu)成骨架，賦予玻璃良好的化學 穩(wěn)定性，熱穩(wěn)定性，透明性，較高的軟化溫度，硬度和機械強度。但含量增大時，熔融溫度 升高，玻璃液粘度增大。Na2O是一種良好的助熔劑，能在較低的溫度下與SiO2反應生成硅酸鹽，能降低玻璃液的粘度，加快玻璃的熔制速度。但Na2O將減弱玻璃的結(jié)構(gòu)強度，增大玻璃的熱膨脹系數(shù)，降低玻璃的熱穩(wěn)定性，化學穩(wěn)定性和機械強度。因此，玻璃組成中，Na2O, K2O的總量不能高于16%。引入Na2O的原料有純堿 和芒硝Na2SO

2、4。純堿（Na2CO3）是一種微細白色粉末，易熔于水。所含雜質(zhì)有氯化鈉，硫酸鈉，氧化鐵等。 純堿易潮解，結(jié)塊，不利于配合料的混合，。因此，必須貯存在通風干燥的庫房內(nèi)。熔制時可能在玻璃表面形成稱為浮渣的泡沫。對純堿的質(zhì)量要求是（%）； Na2CO3 >98,NaCI<1,Na2SO4< 0.1,Fe2O3 <0.1 o純堿有輕堿和重堿之分。在國內(nèi)現(xiàn)用輕堿，輕堿容重?。?。61）,顆粒細。已混合好的配合料在運輸過程中容易出現(xiàn)分層現(xiàn)象，入窯后，易被窯內(nèi)氣流帶入蓄熱室，造成格子磚的堵塞與熔融。而重堿容重大（0o 94）,顆粒粗。因而使用重堿是提高配合料質(zhì)量和減少堿塵的措施之一。

3、芒硝（Na2SO4）是比重為2o 7的白色粉未。分無水芒硝和含水芒硝（ Na2SO4.10H2O ）兩 種。含水芒硝在35C以上就開始析出結(jié)晶水而成糊狀物，不便于使用。為此，要預先進行熬制或烘烤處理。芒硝的熔點為884 C,沸點為1430 C，它的分解溫度較高，在熔制時，若有還原劑存在，則可大大降低芒硝的分解溫度。為此，在使用芒硝時必須加入煤粉。煤分的理論用量為芒硝量的 4%。芒硝不僅可以代堿，而且是一種常用的澄清劑。使用芒硝也有如下缺點；與純堿相比， 它的熱耗大，這是因為石英砂和芒硝要在較高的溫度下才進行反應，而且速度較慢；已熔化但未反應的芒硝浮在玻璃液表面，易產(chǎn)生芒硝泡；對耐火材料的侵蝕也

4、大，尤其是當有芒水存在時；芒硝配合料的熔制必須在還原氣氛下進行，但煤粉用量過多時，會使 Fe2O3還原成Fe S而呈棕色。因此，芒硝的用量有一定的限制。對芒硝的質(zhì)量要求是 （%） ； Na2SO4 >85,NaCl<2, CaSO4<4, Fe2O3<0.3,H2O<5.2氫氧化鋁在瓶罐玻璃，器皿玻璃，平板玻璃中，Al2O3含量為23%，最高為810%。在含有堿金屬和堿土金屬氧化物的硅酸鹽玻璃中，加入少量Al2O3能降低玻璃的析晶傾向，提高玻璃的化學穩(wěn)定，熱穩(wěn)定性和機械強度，減輕玻璃對耐火材料的侵蝕，擴大玻璃成形操作范圍。引入 Al2O3的原料有長石，高嶺土，葉蠟

5、石和工業(yè)氧化鋁等。氫氧化鋁比焙燒氧化鋁質(zhì)純，也易于熔化和澄清，但價格昂貴，容易吸水造成成分波 動，熔制時易產(chǎn)生大量的泡沫。為減少泡沫，可在配合料中加入適量的螢石或冰晶石。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學穩(wěn)定性和機械強度。但含量過高時，玻璃 易于析晶，因此，玻璃中Ca O含量一般不超過12.5%。在高溫時，Ca O能降低玻璃液粘度， 加速玻璃的熔化和澄清， 但在低溫時，會使粘度快速增大，給成形操作帶來困難。 引入Ca O 的原料有石灰石，方解石和白堊等。石灰石，多呈灰色，淡黃色，淡紅色，很少為白色，其顏色與氧化鐵含量高低有關(guān)。 方解石 它比石灰石純度高，當玻璃

6、成分要求嚴格控制時可選用方解石。二輔助原料在玻璃生產(chǎn)中，起加速玻璃熔制，改善玻璃某種性能的原料，稱為玻璃的輔助原料，根據(jù)它們在玻璃中的 作用，可以分為助熔劑，澄清劑，氧化劑和還原劑，著色劑，脫色劑和乳濁劑。1 助熔劑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，稱為助熔劑，如硝酸鈉，硝酸鉀，螢石 等。1.1硝酸鈉，硝酸鉀硝酸鈉（NaNO3）又稱智利硝，硝酸鉀（KNO3）又稱硝石，它們的融化溫度為310-336 'C,加熱到400 C就分解，在較低的溫度下與 SiO2發(fā)生作用，從而加快了玻璃的熔制過程。在高溫下，硝酸鈉，硝 酸鉀對耐火材料的侵蝕比較嚴重，所以用量不能太多，一般引入

7、相當于玻璃中的Na2O（K2O）含量的10%-15%。NaNO3,KNO3 同時又是一種澄清劑，在熔制過程中受熱分解放出氧氣，并能降低玻璃液的粘度，促進了玻璃的澄清和均化。這兩種原料都是強氧化劑，受熱能放出氧氣，所以最好用密閉容器裝，存放在干燥，陰涼之處，不要 和易燃物放在一起。2 .澄清劑在玻璃熔制過程中受熱分解放出氣體，促進玻璃液的澄清和均化的原料，叫做澄清劑。3. 3.氧化劑和還原劑在玻璃熔制時，能釋放出氧氣的物質(zhì)稱為氧化劑。反之，稱為還原劑。屬于氧化劑的原料主要有硝酸鹽（硝酸鉀，硝酸鈉，硝酸鋇），氧化鈰，五氧化二砷，五氧化二銻。屬于還原劑的有碳（煤粉，焦炭粉，木屑），酒石酸鉀（KHC4

8、H4O6），氧化錫（SnO2），二氯 化錫（SnCI2.2H2O），金屬銻粉，酒石酸 （C4H6O6）等。4. 著色劑4. 著色劑加入配合料中經(jīng)過熔制后能使玻璃呈現(xiàn)一定顏色的物質(zhì)，稱為著色劑。玻璃中的著色劑能對投射到玻璃上的白光進行選擇性的吸收，從而改變了透過玻璃光線的光譜組成，使玻璃顯示出各種顏色。顯色的強弱，與著色劑的種類及數(shù)量有關(guān)，也與工藝制度有關(guān)。根據(jù)著色劑在玻璃中的狀態(tài)，可把著色劑分為離子著色劑和膠體著色劑兩類。鈷 化合物 是著色能力最強，性能最穩(wěn)定的化合物， 其著色不受熔制條件的影響，氧化鈷的引入量為玻璃量的 0.001%-0.01%。當玻璃中含有萬分之二的鈷化合物時，就使玻璃呈深

9、蘭色。常用的鈷化合物有綠色的氧化亞鈷，黑色的氧化鈷和灰色的四氧化三鈷，以及碳酸鈷， 硝酸鈷等。用氧化鈷著色時，在配合料中同時引入適量的氧化硼，氧化鉀，氧化鉛時，玻璃呈色更純正。硒 的化合物 常用的原料有金屬硒粉（比重為4.26的高溫型紅色粉末或比重為4.8的低溫型黑色粉末）和白色的硒酸鈉（Na2SeO3）粉。硒使玻璃著成玫瑰色至黃紅色。熔制時，溫度不能太 脫色主要是指減弱鐵化合物對玻璃著色的影響，以提高玻璃的透明度。 在玻璃中，F(xiàn)e+2使玻璃著成藍綠色，F(xiàn)e+3使玻璃著成黃綠色。從可見光譜范圍內(nèi)（400-700毫微米）單位吸 收指數(shù)看，F(xiàn)e+2為0.079，F(xiàn)e+3為0.007，氧化亞鐵的著色

10、能力要比氧化鐵高10倍左右。實際上，在玻璃中同時存在上述兩種氧化物，其著色強度與Fe+2 /Fe+3比值有關(guān)。根據(jù)脫色機理，鐵化合物的脫色可分為化學脫色和物理脫色兩類?；瘜W脫色劑指在玻璃熔制時，能在低溫或高溫下放出氧氣，使低價鐵氧化成高價鐵的物質(zhì)。常用的化學脫色劑有硝酸鹽， 軟錳礦，氧化鈰等。最常用的是硝酸鈉，但其分解溫度 低（380）， 大部分在玻璃形成前已逸出，影響了脫色效果。較合理的方法是同時引入硝酸鹽與As2O3或Sb2O3,這樣低溫時硝酸鹽放出的氧可將它們氧化成As2O5或Sb2O5,高溫時 As2O5或Sb2O5將放出氧氣使 FeO氧化成Fe2O3.物理脫色劑 化學脫色的作用是使有

11、色離子的著色強度減弱，但不能使之消除。物理脫色則是基于引入適當?shù)闹珓?，來中和原來的色調(diào)。如鐵離子使玻璃呈黃綠色，當引入能產(chǎn)生 藍，紫色的氧化亞鉆，氧化亞鎳，氧化錳和氧化釹時，由于藍，紫色與黃綠色互為補色，因此能起到明顯的脫色效果。物理脫色的缺點是光吸收增大，光的總透過率下降。因而，當玻璃中氧化鐵 含量較低時（通常在 0.06% -0.07%以下），物理脫色的效果較好。其實，化學和物理脫色都有一定的效果，但也都有不足之處，難以完全解決脫色問題。所以生產(chǎn)中首先應注意控制原料的含鐵量。碎玻璃碎玻璃是一種寶貴的資源，世界各國對它的回收利用都十分重視。碎玻璃的回收，可以減少固體垃圾的數(shù)量，碎玻璃的利用

12、，可節(jié)省資源，開發(fā)出許多新的產(chǎn)品，市場前景十分廣闊。1.碎玻璃的利用1.1熔制玻璃制品可以節(jié)省原料，燃料，減少廢氣排將碎玻璃摻入配合料中，是碎玻璃利用的傳統(tǒng)方法, 放量，減小對熔窯的侵蝕，延長熔窯使用壽命。.碎玻璃對玻璃熔制的影響當碎玻璃用于生產(chǎn)玻璃制品時，在配合料中的加入量以18%-26%為宜，碎玻璃的引入對玻璃的熔制及產(chǎn)品質(zhì)量會產(chǎn)生一定影響。2.1二次揮發(fā) 在碎玻璃重熔后，易揮發(fā)組分將進行第二次揮發(fā)，因而該組分的含量將減少，例如重熔后的Na2O比重熔前平均低0.15%。對那些更易揮發(fā)的組分，其差別就更大。因此必須補充某些原料以調(diào)整玻璃 組成。2.2二次積累 由于玻璃液對耐火材料的侵蝕，使玻璃中的Fe2O3和AI2O3含量增加，所以二次熔化就產(chǎn)生二次積累。2.3對某些化學穩(wěn)定性較差的玻璃，由于表面水解造成表面層成分與內(nèi)層成分之間的差別，若熔制溫度較低或玻璃液的對流不大時，在熔制后的玻璃液內(nèi)往往會留下明顯的線痕。2.5碎玻璃中含有少量化學結(jié)合氣體，重熔時產(chǎn)生相當于二次氣泡那樣的微小氣泡。因此，