玻璃的成分及使用的原料

1.玻璃的成分成分SiO2 Al2O3 CaO MgO Na2O K2O Fe2O3 含量72％1～3％8％4％14％少量0.1～0.3％作用构成网络，形成玻璃改善玻璃化学性能，提高其化学稳定性

2.原料玻璃原料通常分为主要原料和辅助原料主要原料：

（1）引入SiO2的原料SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO R2O 硅砂90～98％1～5％0.1～0.2％0.1～1％0～0.2％1～3％砂岩95～99％0.3～0.5％0.1～0.3％0.05～0.1％0.1～0.15％0.2～1.5％（2）引入Al2O3的原料SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO R2O 长石55～65％18～21％0.15～0.4％0.15～0.8％—13～16％高岭土40～60％30～40％0.15～0.45％0.15～0.8％0.05～0.5％0.1～1.35％

（3）引入Na2O的原料纯碱（Na2CO3）质量要求：Na2CO3>98％；NaCl<0.1％；Fe2O3<0.1％生硝（Na2SO4）质量要求：Na2SO4>85％；CaSO4<4％；Fe2O3<0.3％；H2O<5％

（4）引入CaO的原料：主要有石灰石、方解石质量要求：CaO ≥50％；Fe2O3<0.15％（5）引入MgO的原料：主要有白云石、CaCO3 、MgCO3

辅助原料：

1.澄清剂：在玻璃熔制过程中能分解产生气体，或能降低玻璃粘度促使玻璃液中气泡排除的原料的统称。分为三类：

（1）As2O3和Sb2O3：单独使用时仅起鼓泡作用，但与硝酸盐组合作用时在低温吸氧，在高温放氧而起澄清作用，但As2O3极毒，

故少用。

（2）硫酸盐原料：主要有Na2SO4，在高温时分解逸出气体而起澄清作用。

（3）氟化物类原料：主要有萤石（CaF2）及氟硅酸钠（Na2SiF6）。

（4）NaCl：高温时挥发出NaCl蒸气。

2.着色剂：

（1）离子着色剂：锰化物原料、锆化物原料、铬化物原料、铜化物原料

（2）胶体着色剂：金化合物原料、银化合物原料、铜化合物原料

（3）化合物着色剂：硒与硫化镉。

3.氧化－还原剂

（1）在熔制玻璃时能释放出氧的原料称为氧化剂。主要有：硝酸盐、As2O、Sb2O5等。

（2）能吸收氧的原料称为还原剂。主要有：碳、氧化锡等。

（四）玻璃的熔制过程

1. 玻璃的熔制

玻璃的熔制是一个非常复杂的过程，它包含一系列的物理过程(配合料加热、配合料脱水、熔化、晶相转变、挥发等)、化学过程(固相反应、化合物分解、硅酸盐的形成等)和物理化学过程(共熔体的生成、固溶、液体间溶解、玻璃液与炉气和气泡间的作用、玻璃液与耐火材料间的作用等)。根据原料在过程中的不同变化可以将玻璃的熔

制过程分为硅酸盐形成、玻璃形成、玻璃液澄清、玻璃液均化和玻璃液冷却等五个阶段。

硅酸盐的生成一般在熔制过程的初期加热阶段(800-900℃)进行。配合料入窑后，在高温下迅速发生一系列的变化过程，包括脱水、盐类分解、气体逸出、多晶转变、复盐生成、硅酸盐生成等，最终得到有硅酸盐和剩余二氧化硅组成的不透明烧结物。

由硅酸盐和剩余二氧化硅组成的烧结物继续加热到1200℃左右，所生成的硅酸盐(通常为硅酸钠、硅酸钙、硅酸铝、硅酸镁等)及剩余的二氧化硅开始熔化，经吸附溶解和扩散，形成不含固体颗粒的液态透明体，通常在1200－1250℃范围内完成玻璃液的形成过程。此时的玻璃液在化学组成和性质上是不均匀的。

玻璃液形成阶段结束后，熔融体中包含许多气泡。玻璃液的澄清即是指从玻璃液中去除可见的气体夹杂物，清除玻璃中的气孔组织的过程。但温度升高时，玻璃液的粘度会大大下降，使气泡大量逸出，因此玻璃液的澄清阶段一般需在1400－1500℃的高温下进行。

在玻璃形成阶段结束后，玻璃液中仍然带有与主体玻璃化学成分不同的不均匀体，消除这种不均匀体的过程称为玻璃液的均化。玻璃液的均化包括对其化学均匀和热均匀两个方面。玻璃液的均化实际上在玻璃消除时就已开始，然而其主要还是在澄清后期进行，它与澄清混在一起，没有明显的界限，但均化的结束通常在澄清之后。玻璃液的均化主要通过不均匀体的溶解与扩散、玻璃液的对流以及因气泡上升而引起的搅拌等方式进行。为了强化均化过程，通常采用窑池

底部鼓泡及强制搅拌等措施来提高玻璃液的均匀性。

欲使均化后的玻璃液达到成型所需的粘度，必须对玻璃液进行降温，此即为玻璃液的冷却阶段。对一般的钠钙硅玻璃需冷却至1000－1100℃左右。必须指出的是，在玻璃的冷却过程中，不同位置的冷却强度并不相同，因而相应的玻璃液温度也会不同，但这种热不均匀性超过一定限度时，会对生产带来不利的影响，如产生玻筋、玻璃厚薄不均、玻璃炸裂等。

2.熔制设备－玻璃熔窑

（1）作用：把合格的配合料熔制成无气泡、条纹，析晶的透明玻璃，并使其冷却到所需的成型温度。

（2）分类：池窑，指把配合料直接放在瑶池内熔化成玻璃液。坩埚窑，指把配合料放入窑内的干过中熔制玻璃。

3.玻璃的成型分为两大类：热塑成型和冷成型。包括：吹制法、压制法、压延法、浇铸法、拉制法及浮法。