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浮法玻璃的主要化學成分

編輯:耐火澆注料   時間:2020-04-25    瀏覽:   
浮法玻璃是采用浮法工藝生產的平板玻璃,按顏色屬性分為無色透明浮法玻璃和本體著色浮法玻璃,廣泛應用于 汽車、制鏡和建筑等領域。在國家行業主管部門的組織下,通過對原料配料稱量,熔窯、錫槽、退火窯三大熱工設備及 自動控制系統成套軟件的一系列科技攻關,并進而對各關鍵技術進行優化集成和工程轉化,形成了具有自主知識產權 的中國浮法玻璃技術。浮法玻璃在國民經濟的發展中正日益發揮著不可或缺的重要作用.

浮法玻璃的化學成分與熔化和成型工藝有直接關系,是決定玻璃“料性”的關鍵因素,典型的無色透明浮法玻璃 的主要化學成分設計值

可以看出,無色透明浮法玻璃屬于鈉鈣硅玻璃成分,主要化學成分包括二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣、氧 化鎂、氧化鈉、氧化鉀和氧化鐵等,部分氧化物在熔制和成型過程中的作用簡要介紹如下。

二氧化硅是熔制浮法玻璃的最主要的化學成分,在無色透明浮法玻璃的化學組成中大約占72%左右的比例,主要 由硅質原料引入,在玻璃網絡結構中主要起骨架作用,它可以增加玻璃液的黏度,降低玻璃液的析晶傾向,提高浮法 玻璃的化學穩定性、熱穩定性和機械強度等性能。但由于二氧化硅的熔點較高、黏度較大,在其引入量過高時,將會 導致玻璃液的黏度增加和熔化困難,并易產生節瘤等缺陷;但二氧化硅引入量過低時,會增加玻璃液的析晶傾向,使浮 法玻璃的化學穩定性、熱穩定性和機械強度等有所降低。

氧化鋁是組成浮法玻璃的重要化學成分之一,在無色透明浮法玻璃的化學組成中占0.8%-1.0%,主要由長石原料 或工業氫氧化鋁引入,它可以增加玻璃液的黏度、降低玻璃液的析晶傾向,有助于在玻璃表面形成硅鋁酸鹽保護膜以 減少堿金屬離子的滲出,提高玻璃的化學穩定性、熱穩定性和機械強度。但由于其熔點較高、黏度大,當引入量過高 時,會使玻璃液的黏度增大,使熔化和澄清發生困難,影響玻璃液的化學均勻性,容易產生厚薄差和波筋等缺陷。當 引入址過低時,則會導致化學穩定性降低并容易在玻璃表面產生霉變和風化等。

氧化鈣是組成浮法玻璃的重要化學成分之一,主要由石灰石原料引入,在一定范圍內可加速玻璃的熔化和澄清, 提高玻璃的化學穩定性,可用來調整玻璃的料性,含氧化鈣高的玻璃其導熱系數大,在高溫時可降低玻璃液的黏度, 在低溫時可增加玻璃液的黏度。在低溫冷卻過程中,含氧化鈣高的玻璃的冷卻速度加快,硬化快,導致其料性變短, 不利于錫槽內玻璃帶的拉制,容易出現炸板,氧化鈣在無色透明浮法玻璃的化學組成中大約占8.5%。

氧化鎂是組成浮法玻璃的重要化學成分之一,主要由白云石原料引入,能提高玻璃的化學穩定性和機械強度,并 能降低玻璃的析晶傾向,提高玻璃的熱穩定性,但在不同溫度區間對玻璃黏度有復雜作用,氧化鎂含量過多時,會使 玻璃產生線道,其在無色透明浮法玻璃的化學組成中大約占4%。 氧化鈉是熔制玻璃的助熔劑,主要由純堿引入,可大幅度降低玻璃液的黏度,對玻璃的形成和澄清都有重要影 響,但當其含量過高時,會降低玻璃的化學穩定性、熱穩定性和機械強度,導致玻璃表面容易發霉和增加生產成本。

氧化鉀也是熔制玻璃的助熔劑,主要由鉀長石引入,可大幅度降低玻璃液的黏度,降低玻璃的析晶傾向,在R20 含垃一定時,適量增加氧化鉀的含量可提高浮法玻璃的穩定性。在浮法玻璃生產過程中,R20由氧化鈉和氧化鉀組 成,其含量在無色透明浮法玻璃的化學組成中占14%左右,主要以氧化鈉為主。

氧化鐵,是在生產無色透明浮法玻璃時需要嚴格控制的有害化學成分,普通無色透明浮法玻璃化學成分中的氧化 鐵含量一般限制在0.08%以下。研究結果表明:在氧化氣氛的條件下,氧化鐵主要以Fe2+的狀態存在,可以使玻璃著 色成黃綠色。氧化鐵含扭過高時,則會降低玻璃的透光率。在還原氣氛的條件下,氧化鐵主要以Fe3+的狀態存在,其 著色能力遠遠大千Fe2+,是Fe2+著色能力的10倍,可以使玻璃著色成藍綠色并增加對熱輻射的吸收能力,影響玻璃液 的熔化和澄清效果。在熔制過程中,可通過調節氧化-還原氣氛來對Fe2+/Fe3+進行控制;在生產本體著色玻璃時,可 以利用氧化鐵在不同熔制氣氛條件下的著色原理及其對紫外線和紅外線的吸收特點,作為一種玻璃著色劑使用。

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