玻璃原料及配合料制备.PPT

第二章 玻璃原料及配合料制备 2.1 玻璃原料 2.1.1 主要原料 2.1.2 辅助原料 2.1.3 碎玻璃 2.2 配合料的制备 2.2.1原料的选择与加工 2.2.2 玻璃组成的设计与确定 2.2.3 配合料的计算 2.2.4 配合料的制备 玻璃是一种具有各种优良性能和易加工的材料，它广泛用于各个领域，如建筑玻璃、日用玻璃、光学玻璃、电真空玻璃、药用玻璃、仪器玻璃、激光玻璃等。 它们的品种与用途虽各不相同，但它们的生产工艺却有相近的生产流程。 玻璃生产流程： 成分设计→原料加工→配合料制备→坩埚窑熔化或池窑熔化→成型→一次制品→退火窑退火→缺陷检验→一次制品→深加工→检验→二次制品 2.1 玻璃原料 原料的选择 原料的选择与配合料的制备是玻璃生产工艺的重要组成部分，它直接影响制品的产量、质量与成本。因此，能否获得优质高产的配合料对后续的熔制工艺和成型工艺的关系极大。 不同的玻璃品种对原料的要求不尽相同，但也有一些选择原料的共同准则。 选择原料的共同准则 (1) 原料的质量应符合玻璃制品的技术要求，其中包括化学成分稳定、含水量稳定、颗粒组成稳定、有害杂质少 ( 主要指 Fe2O3) 等。 (2) 便于在日常生产中调整成分； (3) 适于熔化与澄清，挥发与分解的气体无毒性； (4) 对耐火材料的侵蚀要小； (5) 原料应易加工、矿藏量大、分布广、运输方便、价格低等。 对所选原料在使用前应进行破粉碎试验、熔制试验和制品的物性检验。 2.1.1 主要原料 在一般玻璃中，它的主要成分有 SiO2、 Na2O、 CaO、 Al2O3、 MgO 等五种成分，为引入上述成分而使用的原料称主要原料。 2.1.1 主要原料 1、硅质原料 2、钙镁原料 3、铝质原料 4、碱料 5、其它 1、硅质原料 SiO2是玻璃中最主要的成分，它使玻璃具有高的化学稳定性、力学性能、电学性能、热学性能，但含量过多时使熔制的玻璃液粘度过大，为此需相应提高熔化温度。 引入SiO2的原料主要有硅砂和砂岩。 硅砂性能 1、外观：质地纯净的硅砂为白色，一般硅砂因含有铁的氧化物和有机质而呈淡黄色、红褐色。 2、化学组成： 无害杂质：Al2O3、Na2O、K2O、CaO 有害杂质：氧化铁，能使玻璃着成蓝绿色而影响玻璃透明度；Cr2O3，着色能力比Fe2O3大3-5倍，使玻璃着成绿色；TiO2使玻璃着成黄色，若与氧化铁同时存在可使玻璃着成黄褐色。 3、颗粒组成：通常颗粒度越细，其铝铁含量也越大，玻璃生产要求的粒径应在0.15～O.8mm之间。 4、矿物组成： 无害伴生矿物：长石、高岭石、白云石、方解石；有害伴生矿物：赤铁矿、磁铁矿、钛铁矿等。 砂岩 由石英颗粒和粘性物质在地质高压下胶结而成的坚实致密的岩石。根据粘性物质的性质可分为粘土质砂岩、长石质砂岩和钙质砂岩。 砂岩成分不仅取决于石英颗粒，而且与粘性物质的种类和含量有关。 有害杂质：氧化铁。 2、钙镁原料 CaO：网络外体氧化物，能增加玻璃的化学稳定性和机械强度。含量一般不超过12.5%，过高使玻璃结晶倾向增大，使玻璃脆性增加。 高温时能降低玻璃粘度，有利于玻璃的熔化和澄清。 温度降低时玻璃液粘度很快增加，造成成型困难，故CaO含量高的玻璃成型后需立即退火，否则易于破裂。 MgO：网络外体氧化物，可改善玻璃的成型性能，降低结晶倾向和结晶速度，增加玻璃高温粘度，提高玻璃化学稳定性和机械强度。 石灰石 3、铝质原料 Al2O3能降低玻璃的结晶倾向，提高玻璃的化学稳定性、热稳定性、机械强度、硬度和折射率，并有利于玻璃的乳浊，是制造乳浊玻璃不可缺少的原料之一。 Al2O3是难熔物质，熔点超过2000℃，在玻璃组成中含量一般都较低，约1~5%左右。引入过多需提高玻璃的熔制温度和成型温度，控制不当会产生结石。 4、碱料 Na2O所提供的游离氧使玻璃结构中的O/Si比值增加，起断键作用，因而可降低玻璃粘度，是玻璃易于熔融。 作用：降低熔制温度，节约能源，是良好助熔剂。 不利：会增加热膨胀系数，降低热稳定性、化学稳定性和机械强度，一般不超过18%。 5、其它 2.1.2 辅助原料 辅助原料：为使玻璃获得某种必要的性质，或为加速玻璃熔制过程而引入的原料通称为辅助原料。 2.1.2 辅助原料 1、澄清剂 2、着色剂 3、脱色剂 4、乳浊剂 5、助熔剂（加速剂） 2.1.3 碎玻璃 破碎的和不合格的玻璃制品，以及将玻璃液在水中骤冷得到的玻璃碎块，生产中产生的玻璃碎片和社会上的玻璃的废弃物，都可以用作玻璃的原料，统称碎玻璃。 采用它可以加速玻璃的熔制过程，降低玻璃熔制的热量消耗，从而减低玻璃的生产成本和增加产量，此外，碎玻璃也是很好的加速剂。但碎玻璃在掺入配合料之前，应进行清洗和破碎，其粒度以2-20mm为宜，过细反会影响熔化