各種玻璃配方知識

各種玻璃配方知識

　　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Na2SO4。

　　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，NaCl<1， Na2SO4< 0。1，F(xiàn)e2O3 <0。1。

　　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（0。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。   芒硝（Na2SO4）是比重為2。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 35℃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℃，沸點為1430℃，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2—3%，最高為8—10%。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℃，加熱到400℃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．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（KHC4H4O6），氧化錫（SnO2），二氯 化錫（SnCl2。2H2O），金屬銻粉，酒石酸（C4H6O6）等。

　　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。