高鋁硅酸鹽玻璃原料澄清作用研究

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引言玻璃黏度是熔融、澄清、工藝優(yōu)化、玻璃成形和退火過程的關鍵特性之一，氧化鋁含量的增加明顯提高了熔化難度，降低了玻璃的良率。目前為了提高澄清效果，一般采用物理澄清或化學澄清的方法。本文擬通過研究市面上價格大致相似的原料的澄清效果，在不增加大批量生產(chǎn)成本的前提下，優(yōu)選出高鋁玻璃生產(chǎn)的最佳原料，研究了高鋁硅酸鹽玻璃Al2O3/Al（OH）3、MgO/MgCO3/Mg（OH）2、KNO3/K2CO3

等原料對高溫玻璃液的澄清效果，并分析其氣泡數(shù)量及泡沫層隨時間的變化規(guī)律。1

實驗方法（1）實驗材料與基礎玻璃組成。玻璃配方設計如表1所示。實驗設計如表2所示。表1高鋁硅酸鹽玻璃組成設計表2不同原料配置的玻璃（2）實驗設備實驗主要設備及型號：高溫視像溶解實驗裝置（GWC-Ⅱ-1580）。（3）實驗流程將上述配方分別配料100g后，充分混勻15min，倒入石英坩堝，坩堝放入高溫視像溶解實驗裝置中，從700℃以5℃/min的速度升溫，到1350℃開始，視像系統(tǒng)以5pcs/min的速度開始拍照采樣，直至1580℃保溫2h結束采樣。試驗結束后保存數(shù)據(jù)，采用設備自帶的氣泡分析軟件進行氣泡分析。2

結果與分析（1）Al2O3與Al（OH）3澄清效果對比不同原料配置不同保溫時間Al（OH）3替換Al2O3對高鋁玻璃高溫玻璃液澄清的影響見圖1。圖1Al（OH）3替換Al2O3對高鋁玻璃高溫玻璃液澄清的影響由圖1可看出，玻璃液隨時間逐漸清澈，玻璃液中氣泡變少，泡沫層變薄，氣泡層與玻璃液分界線逐漸清晰。隨著Al（OH）3替代Al2O3，其泡沫層明顯變薄，原因是Al（OH）3在200℃以上加熱失水易形成γ-Al2O3，γ-Al2O3活性大，容易與其他物料結合，玻璃液更容易形成，同時Al（OH）3形成的水汽還能調節(jié)配合料的氣體率，有助于玻璃液的均化。（2）MgO/Mg（OH）2/MgCO3澄清效果對比不同原料配置不同保溫時間Mg（OH）2、MgCO3替換MgO對高鋁玻璃高溫玻璃液澄清的影響見圖2。由圖2可知，使用Mg（OH）2替代MgO，玻璃液中會產(chǎn)生較多微小氣泡，這主要與Mg（OH）2的性質有關，Mg（OH）2在350℃的時候開始失水，但只有在1800℃以上的時候才會完全失水，在反應過程中Mg（OH）2源源不斷釋放小氣泡，導致澄清效果較差。圖2Mg（OH）2、MgCO3替換MgO對高鋁玻璃高溫玻璃液澄清的影響（3）KNO3與K2CO3不同原料配置不同保溫時間KNO3替換K2CO3對高鋁玻璃高溫玻璃液澄清的影響見圖3。由圖3可知，相比A1，A5在0.5h氣泡量較多，隨著時間延長，A5逐漸澄清，泡沫層變薄，氣泡減少，根據(jù)氣泡層厚度，2h時澄清效果較A1好。圖3KNO3替換K2CO3對高鋁玻璃高溫玻璃液澄清的影響（4）氣體面積分析針對上述配方熔化過程中的氣泡圖片，采用設備自帶軟件對其氣泡體積占比隨時間變化進行分析，結果見圖4。圖4氣泡面積占比隨時間變化圖根據(jù)設備分析結果，100g玻璃液在1580℃的情況下，熔制80min氣泡生成基本進入平緩期；A1、A2生成氣泡較少，但是基本在1h的時候就已經(jīng)完成澄清，A3\A4\A5澄清開始時氣泡形成較多，A5中硝酸鉀前期氣泡形成較多，但其澄清迅速，在70min時也基本完成澄清；A3\A4澄清效果較差，且A3在后期氣泡容易出現(xiàn)反復狀況，這可能與Mg（OH）2自身反應特性相關。3

結論通過研究市面上價格大致相似的原料的澄清效果，在不增加大批量生產(chǎn)成本的前提下，優(yōu)選出高鋁玻璃生產(chǎn)的最佳原料，研究了高鋁硅酸鹽玻璃Al2O3/Al（OH）3、MgO/MgCO3/Mg（OH）2、KNO3/K2CO3

等原料對高溫玻璃液的澄清效果，結論為：（1）使用Al（OH）3替代Al2O3，能夠減少玻璃泡沫層厚度，加快澄清效果；（2）使用MgCO3/Mg（OH）2

替代MgO反而使玻璃液氣泡增多，因