玻璃的熔制及熔-1

3.1 玻璃熔制工艺原理

☐玻璃熔制的五个阶段

☐（1）硅酸盐形成阶段

☐800～1000℃进行；最后变成由硅酸盐和二氧化硅组成的不透明烧结物；硅酸盐形成速度取决于配合料性质和加料方式。

☐（2）玻璃形成阶段

☐1200 ~1300 ℃左右进行；

☐硅酸盐和石英砂粒完全溶解于熔融体中，成为含大量可见气泡、条纹、在温度上和化学成分上不够均匀的透明的玻璃液。

☐（3）玻璃液澄清阶段

☐1400～1500℃进行；

☐气体因玻璃液黏度降低而大量逸出，直到气泡全部排出。

☐（4）玻璃液均化阶段

☐此阶段结束时的温度略低于澄清温度；

☐当玻璃液长时间处于高温下，由于对流、扩散、溶解等作用，玻璃液中的条纹逐渐消除，化学组成和温度逐渐趋向均一。

☐（4）玻璃液均化阶段

☐此阶段结束时的温度略低于澄清温度；

☐当玻璃液长时间处于高温下，由于对流、扩散、溶解等作用，玻璃液中的条纹逐渐消除，化学组成和温度逐渐趋向均一。3.1.1 配合料的熔化

(1)配合料的加热及初熔

(2)各种反应简介

多晶转变

盐类分解

水分的逸出

(3)成分的挥发

R2O的挥发由纯碱引入时:引入量×0.032%

由芒硝引入时:引入量×0.06% ☐另外要考虑氧化铈、煤粉的挥发量。

☐（4）影响配合料熔化的因素

☐熔化温度：温度每升高10℃，反应速度增加

☐10%；

☐原料的形式：颗粒度的搭配、加料方式；

☐原料的易熔性：助熔剂的多少、原料的活性；

3.1.2 玻璃的形成

☐(1)玻璃的形成过程

☐玻璃的形成过程的速度取决于石英颗粒的熔解和扩散速度。

☐助溶剂的多少（熔化速度）；

☐熔体的黏度（扩散速度）；

☐熔体温度（熔化速度）；

☐石英颗粒（熔解快慢）。

3.1.3 澄清

☐(1)目的

☐消除玻璃液中的气泡

☐(2)玻璃液中的气泡形态和种类

☐形态：可见气泡、溶解气泡、化学结合的气

☐体。还有熔体表面上的气体。

☐种类：CO2、SO2、SO3、N2、O2、H2O、H2

☐(3) 排泡与去气

☐澄清是排出玻璃液中的可见气泡；

☐去气是全部排除玻璃液中的气体，包括化学结合的气体。（4）澄清过程中气体间的转化与平衡

（5）澄清过程

☐澄清过程就是首先使气泡中的气体、窑内气体与玻璃液中物理溶解和化学结合的气体之间建立平衡，再打破这种平衡，使玻

璃液中溶解的气体进入较小的可见气泡，可见气泡漂浮于玻璃

液的表面而加以消除。

（6）澄清原理

☐a.大气泡（＞0.1mm）

☐影响气泡变大的因素：

☐一是多个小气泡（可见）集合为一个大气泡（由于小气泡相距较远较难进行）；

☐二是溶解的气体渗入气泡，使之扩大（实际进行）；

☐三是澄清剂分解的气体渗入气泡或玻璃液。

☐澄清剂分解的气体若渗入气泡，则使得气泡中某一种气体的分压比原来的分压大，相应的其他气体的分压就比液体中该气体

的分压减小，就可以从液体中吸收该气体，使气泡增大；

☐澄清剂分解的气体若渗入玻璃液中，则液体中气体的分压就大于气泡中的分压，气泡可以从液体中吸收，使使气泡增大。

☐b.中气泡（0.1 ~0.01 mm）

☐这类气泡较小，气泡之间不会相容变大，只能靠澄清剂来澄清。

☐c .微小气泡（＜0.01 mm）

☐这类气泡在澄清过程中不会消失，在后期会溶解于玻璃液中。（7）表面张力的影响

☐A.气泡在玻璃液中所受的压力

☐P=窑气的压力（约0.1MPa）+气泡所受玻

☐璃液的压力（最大0.0368MPa）+ 2σ/r

☐σ——表面张力

☐R——气泡的半径

☐只有气泡的浮力大于P时，气泡才能上浮排出。

☐r=1mm时，2σ/r =0.6kPa；

☐r＜0.01mm时，2σ/r ＞0.06MPa；

☐R= 0.001mm时，2σ/r= 0.6MPa。

☐可以看出，表面张力对大气泡的影响可以忽略，对小气泡的影响则是巨大的。

☐玻璃液中存在的微小气泡，在温度降低时，内部的压力急剧增大，使气泡内的气体分压明显大于玻璃液中气体的分压，从而溶解于玻璃液中；温度升高时，气泡又会析出。

☐B.新气泡的产生

☐澄清好的玻璃液一般不能再次产生气泡。

☐原因是：新生气泡的半径r≈0，需要克服的2σ/r≈∞。（8）影响澄清的因素

☐A.配合料中的气体率

☐一般15~20%

☐B.澄清温度

☐温度高，黏度小，有利于澄清；熔窑温度受耐火材料的限制。

☐C.窑压

☐微正压

（9）加速澄清的措施

A.延长澄清时间

B.提高澄清温度

C.搅拌

D.鼓泡

E .加澄清剂（最常用）

3.1.4 玻璃液的均化

☐（1）目的

☐达到化学成分和热均一性

☐（2）原因

☐膨胀系数不同将产生结构应力；光学性质不同将产生光畸变；

产生玻筋、条纹；析晶。

（3）均化过程

☐不均体的溶解与扩散是主要的均化过程；

☐扩散系数是温度和黏度的函数；

☐提高均化的方法是提高熔制温度和减小玻璃液的黏度。

（4）影响均化的因素

☐A.温度

☐温度越高，黏度越小，溶解扩散速度越快；

☐B.黏度

☐玻璃液的黏度越小，溶解扩散速度越快，可选择降低黏度的配