各种玻璃配方知识

1。

石英砂
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。

3．3．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
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。

钴化合物是着色能力最强，性能最稳定的化合物，其着色不受熔制条件的影响，氧化钴的引入量为玻璃量的0.001%-0.01%。

当玻璃中含有万分之二的钴化合物时，就使玻璃呈深兰色。

常用的钴化合物有绿色的氧化亚钴，黑色的氧化钴和灰色的四氧化三钴，以及碳酸钴，硝酸钴等。

用氧化钴着色时，在配合料中同时引入适量的氧化硼，氧化钾，氧化铅时，玻璃呈色更纯正。

硒的化合物常用的原料有金属硒粉（比重为4.26的高温型红色粉末或比重为4.8的低温型黑色粉末）和白色的硒酸钠(Na2SeO3)粉。

硒使玻璃着成玫瑰色至黄红色。

熔制时，温度不能太脱色主要是指减弱铁化合物对玻璃着色的影响，以提高玻璃的透明度。

在玻璃中，Fe+2使玻璃着成蓝绿色，Fe+3使玻璃着成黄绿色。

从可见光谱范围内（400-700毫微米）单位吸收指数看，Fe+2为0.079，Fe+3为0.007，氧化亚铁的着色能力要比氧化铁高10倍左右。

实际上，在玻璃中同时存在上述两种氧化物，其着色强度与Fe+2 /Fe+3比值有关。

根据脱色机理，铁化合物的脱色可分为化学脱色和物理脱色两类。

化学脱色剂指在玻璃熔制时，能在低温或高温下放出氧气，使低价铁氧化成高价铁的物质。

常用的化学脱色剂有硝酸盐，软锰矿，氧化铈等。

最常用的是硝酸钠，但其分解温度低（380），大部分在玻璃形成前已逸出，影响了脱色效果。

较合理的方法是同时引入硝酸盐与As2O3或Sb2O3，这样低温时硝酸盐放出的氧可将它们氧化成As2O5或Sb2O5，高温时As2O5或Sb2O5将放出氧气使FeO氧化成Fe2O3.
物理脱色剂化学脱色的作用是使有色离子的着色强度减弱，但不能使之消除。

物理脱色则是基于引入适当的着色剂，来中和原来的色调。

如铁离子使玻璃呈黄绿色，当引入能产生蓝，紫色的氧化亚钴，氧化亚镍，氧化锰和氧化钕时，由于蓝，紫色与黄绿色互为补色，因此能起到明显的脱色效果。

物理脱色的缺点是光吸收增大，光的总透过率下降。

因而，当玻璃中氧化铁含量较低时（通常在0.06% -0.07%以下），物理脱色的效果较好。

其实，化学和物理脱色都有一定的效果，但也都有不足之处，难以完全解决脱色问题。

所以生产中首先应注意控制原料的含铁量。

三碎玻璃
碎玻璃是一种宝贵的资源，世界各国对它的回收利用都十分重视。

碎玻璃的回收，可以减少固体垃圾的数量，碎玻璃的利用，可节省资源，开发出许多新的产品，市场前景十分广阔。

1．碎玻璃的利用
1.1 熔制玻璃制品
将碎玻璃掺入配合料中，是碎玻璃利用的传统方法，可以节省原料，燃料，减少废气排放量，减小对熔窑的侵蚀，延长熔窑使用寿命。

．碎玻璃对玻璃熔制的影响
当碎玻璃用于生产玻璃制品时，在配合料中的加入量以18%-26%为宜，碎玻璃的引入对玻璃的熔制及产品质量会产生一定影响。

2.1二次挥发在碎玻璃重熔后，易挥发组分将进行第二次挥发，因而该组分的含量将减少，例如重熔后的Na2O比重熔前平均低0.15%。

对那些更易挥发的组分，其差别就更大。

因此必须补充某些原料以调整玻璃组成。

2.2二次积累由于玻璃液对耐火材料的侵蚀，使玻璃中的Fe2O3和Al2O3含量增加，所以二次熔化就产生二次积累。

2.3对某些化学稳定性较差的玻璃，由于表面水解造成表面层成分与内层成分之间的差别，若熔制温度较低或玻璃液的对流不大时，在熔制后的玻璃液内往往会留下明显的线痕。

2.5碎玻璃中含有少量化学结合气体，重熔时产生相当于二次气泡那样的微小气泡。

因此，加入原单位玻璃多时，就难于澄清。

2.6 碎玻璃的粒度及在配合料中的比例对玻璃熔化时间有明显影响。

试验表明，碎玻璃的粒度小于0.25毫米或界于2-20毫之间时，熔化时间均较短；随碎玻璃加入量的增多，配合料的熔化时间缩短，但加入量过多时，将延长澄清时间。

在实际生产中，碎玻璃的块度要均匀，等块度的碎玻璃应占90%，因为大小不一的玻璃块，会导致条纹缺陷的产生。

另外，颗粒度过小，会增加粉碎耗用的动力。