玻璃的原料和制作过程 玻璃的成分

玻璃是一种无定形的无机非金属材料 。一般许多无机矿物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸钡、石灰石、长石、纯碱等 。)作为主要原料 , 并添加少量辅助原料 , 使其主要由二氧化硅和其他氧化物组成 。普通玻璃的化学成分是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O CaO 6SiO2等 。主要成分是硅酸盐复盐 , 是一种结构不规则的无定形固体 。广泛应用于建筑中 , 用于隔绝风和透光 , 属于混合物 。
世界上最早的玻璃制造商是古埃及人 。玻璃的出现和使用在人类生活中已有4000多年的历史 。小玻璃珠出土于4000年前的美索不达米亚和古埃及遗址 。
1874年 , 比利时首次制造出平板玻璃 。1906年 , 平板玻璃在美国制成 , 并被引入计算机 。此后 , 随着玻璃生产的工业化和规模化 , 各种用途和性能的玻璃相继问世 。
●玻璃原料的选择原则●
(1)原料质量应符合玻璃产品的技术要求 , 包括化学成分稳定、含水量稳定、颗粒成分稳定、有害杂质(主要是Fe2O3)少 。
(2)便于日常生产中调整配料;
(3)适于熔化澄清、挥发和分解的气体无毒;
(4)耐火材料的侵蚀应小;
(5)原料要易加工 , 矿藏量大 , 分布广 , 运输方便 , 价格低 。
SiO2矿物来源
功能:二氧化硅是玻璃中最重要的成分 , 它使玻璃具有很高的化学稳定性、机械性能、电性能和热性能 。但是 , 如果含量太多 , 熔融玻璃的粘度会太高 。

玻璃的原料和制作过程 玻璃的成分

文章插图
文章插图
硅原料的组成范围(%)
1.石英砂
主要成分是二氧化硅 , 还有少量无害的杂质 , 如氧化铝、氧化钠、K2O和氧化钙 。主要有害杂质是氧化铁 , 它能使玻璃变成蓝绿色 , 影响玻璃的透明度 。有的硅砂还含有Cr203 , 着色能力比Fe2O3大3-5倍 , 使玻璃呈绿色 。TiO _ 2使玻璃变黄 , 如果TiO _ 2与氧化铁一起存在 , 可以使玻璃变成黄褐色 。
2.砂岩
它是由应时颗粒和粘性物质在地质高压下胶结而成的坚硬致密的岩石 。根据粘性物质的性质 , 可分为粘质砂岩、长石砂岩和钙质砂岩 。因此 , 砂岩的成分不仅取决于应时颗粒 , 还取决于粘性物质的种类和含量 。
Al2O3矿物来源
作用:降低玻璃的析晶倾向 , 提高化学稳定性、热稳定性、机械强度、硬度和折射率 , 削弱玻璃的脆性 , 减少玻璃液对耐火材料的侵蚀 , 有助于氟化物的混浊 。
1.长石
质量要求:al2o 3 > 16%;fe2o 3 12% .
2.高岭土
质量要求:al2o 3 > 25%;三氧化二铁< 0.4% 。
3.拉什
当碱金属氧化物需要存在于玻璃组合物中时 , 它可以用作Al2O3矿物的来源 。
Na2O矿物来源
功能:提供游离氧 , 从而降低玻璃的粘度 , 使其易于熔化 。它是一种良好的助溶剂 。Na2O会增加玻璃的热膨胀系数 , 降低玻璃的热稳定性、化学稳定性和机械强度 。
1.碳酸钠
质量要求:na2co 3 > 98%;NaCl < 1%;na2so 4 < 0.1%;三氧化二铁< 0.1% 。
2.芒硝(硫酸钠)
有无水芒硝和含水芒硝(Na2SO4 10H2O) 。
芒硝不仅是碱的替代品 , 也是常用的澄清剂 。为了降低元明粉的分解温度 , 还原剂(主要是碳粉、煤粉等 。)常加 。
使用芒硝的缺点:耗热量高 , 对耐火材料侵蚀大 , 容易产生芒硝气泡 。当使用过多的还原剂时 , Fe2O3被还原成FeS , 使玻璃呈棕色 。