第10章原料及原料的选择

1、玻璃工艺基础玻璃工艺基础第第10章章 原料及原料的选择原料及原料的选择n用于制备玻璃配合料的各种物质，统称为玻璃原料。用于制备玻璃配合料的各种物质，统称为玻璃原料。(1) 主要原料：系指往玻璃中引入各种组成氧化物的原料。主要原料：系指往玻璃中引入各种组成氧化物的原料。n按氧化物的性质分：酸性氧化物原料，碱性氧化物原料，碱土金属和二价金属氧化物按氧化物的性质分：酸性氧化物原料，碱性氧化物原料，碱土金属和二价金属氧化物原料，多价氧化物原料。原料，多价氧化物原料。n按氧化物在玻璃结构中的作用分：玻璃形成体氧化物原料，中间体氧化物原料和网络按氧化物在玻璃结构中的作用分：玻璃形成体氧化物原料，中间体氧化

2、物原料和网络外体氧化物原料。外体氧化物原料。(2) 辅助原料：是使玻璃获得某些必要的性质和加速熔制过程的原辅助原料：是使玻璃获得某些必要的性质和加速熔制过程的原料。料。n根据作用不同分：澄清剂、着色剂、脱色剂、乳浊剂、氧化剂、助熔剂根据作用不同分：澄清剂、着色剂、脱色剂、乳浊剂、氧化剂、助熔剂(加速加速剂剂)等。等。原料的选择原则原料的选择原则主要原料主要原料辅助原料辅助原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化原料的分类原料的分类1、 原料的质量必须符合要求，而且成分稳定原料的质量必须符合要求，而且成分稳定 纯度、矿物组成和颗粒度必须符合要求； 化学成分要比较稳定，波动范围

3、一般根据玻璃化学成分所允许的偏差值进行确定2 、 易于加工处理易于加工处理 降低设备投资，减少生产费用。如石英砂和砂岩中优先选用石英砂，白垩、石灰石、白云石中优先选用质地松软的白垩。3、 成本低成本低 采用成本低，厂区就地就近的原料。 如瓶罐玻璃厂，制造深色瓶时，可以采用就近的含铁量较多的石英砂等。4、 少用过轻和对人体健康有害的原料少用过轻和对人体健康有害的原料 轻质原料易飞扬，容易分层。 尽量少用对人体有害的白砒、氧化铅。5 、 对耐火材料的侵蚀要小对耐火材料的侵蚀要小 氟化物，如萤石、氟硅酸钠等是有效的助熔剂，但它对耐火材料的侵蚀较大，在熔制条件允许不使用时，最好不用。 硝酸钠对耐火材料

4、的侵蚀也较大，而且价格较贵，除了作为澄清剂，脱色剂以及有时为了调节配合料气体率，少量使用外，一般不作为引入Na2O的原料。原料的分类原料的分类主要原料主要原料辅助原料辅助原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化原料的选择原则原料的选择原则n石英砂石英砂 又称硅砂，主要成分是石英。 (1) 来源：石英岩、长石等风化而成，例，长石风化： K2OAl2O36SiO2+2H2O+CO2=Al2O32SiO22H2O+4SiO2+K2CO3 长石 高岭土 石英 (2)化学成分： SiO2为主(9999.8%以上)，常含有，Al2O3、TiO2、CaO、MgO、Fe2O3、Na2O、K

5、2O等杂质，其中Fe2O3、Cr2O3、V2O3、TiO2是有害杂质(使玻璃着色，降低透明度)。 (3) 石英砂颗粒度与颗粒组成是重要的质量指标：最适宜颗粒尺寸0.150.8mm，0.250.5mm的颗粒不应少于90%，0.1mm以下的颗粒不超过5%。n砂岩砂岩 砂岩是石英砂在高压作用下，由胶结物胶结而成的矿岩 。 质量要求：含SiO2 98%以上，含Fe2O3不大于0.2%。 砂岩硬度较高，开采比石英砂复杂，一般需经过破碎、粉碎、过筛等加工处理(有时还要经过煅烧再进行破碎，粉碎处理)，因而成本比石英砂高。n石英岩石英岩 砂岩的变质岩，硬度比砂岩高(莫氏7级)，强度大，使用情况与砂岩相同。n脉

6、石英脉石英 孪生的石英集晶体，纯度较高。引入酸性氧化物的原料引入酸性氧化物的原料引入二氧化硅的原料引入二氧化硅的原料n二氧化硅：二氧化硅：SiO2，分子量，分子量60.06，比重，比重2.42.65，石英熔点，石英熔点1713。 作用：以硅氧四面体作用：以硅氧四面体SiO4结构组元形成不规则的连续网络，成为玻璃的骨架。结构组元形成不规则的连续网络，成为玻璃的骨架。 可降低玻璃膨胀系数，提高热稳定性、化学稳定性、耐热性、硬度和机可降低玻璃膨胀系数，提高热稳定性、化学稳定性、耐热性、硬度和机 械强度。含量较高时导致玻璃软化温度和粘度增高。械强度。含量较高时导致玻璃软化温度和粘度增高。 用量：在一般

7、日用玻璃中的用量较多，约占配合料重量的用量：在一般日用玻璃中的用量较多，约占配合料重量的6070%以上。以上。原料的分类原料的分类原料的选择原则原料的选择原则辅助原料辅助原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化主要原料主要原料n硼酸硼酸 H3BO3，分子量，分子量61.82，比重，比重1.44，含，含B2O3 56.45%，H2O 43.55% 白色鳞片状三斜结晶白色鳞片状三斜结晶 ，具有特殊光择，触之有脂肪感觉，易溶于水。，具有特殊光择，触之有脂肪感觉，易溶于水。 100失水部分分解，变为偏硼酸失水部分分解，变为偏硼酸(HBO2)， 140160，转变为四硼酸，转变为四硼

8、酸(H2 B4O7)，继续加热完全转变为熔融的，继续加热完全转变为熔融的B2O3。 熔制玻璃时，熔制玻璃时，B2O3会挥发，一般为本身重量的会挥发，一般为本身重量的515%。n硼砂硼砂 Na 2B4O710H2O，分子量，分子量381.4，比重，比重1.72，含，含B2O3 36.66%，Na2O 16.2%，H2O 47.15%。 含水硼砂是坚硬的白色菱形结晶，易溶于水，加热则先熔融膨胀而失去结晶水，含水硼砂是坚硬的白色菱形结晶，易溶于水，加热则先熔融膨胀而失去结晶水，最后变为玻璃状物。在熔制时同时引入最后变为玻璃状物。在熔制时同时引入Na 2O和和B2O3，B2O3的挥发与硼酸相同，必须的

9、挥发与硼酸相同，必须注意，含水硼砂在贮放中会失去部分结晶水发生成分变化。注意，含水硼砂在贮放中会失去部分结晶水发生成分变化。 无水硼砂或锻烧硼砂无水硼砂或锻烧硼砂(Na2B4O7)是无色玻璃状小块，比重是无色玻璃状小块，比重2.37，含，含B2O369.2%，Na2O30.8%，在熔制时，它的挥发损失较小。，在熔制时，它的挥发损失较小。 对硼砂的质量要求，对硼砂的质量要求，B2O335%，Fe2O30.01%，SO42-30%，Fe2O325%，SiO270%，Fe 2O 396%， Fe2O460%，Fe2O398%，NaCll%，Na2SO40.1%，Fe2O398%，Fe2O30.01%

10、，NaCl98%98%，KClKCl1%1%，FeFe2 2O O3 30.01%0.01%。原料的分类原料的分类原料的选择原则原料的选择原则辅助原料辅助原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化主要原料主要原料引入碱金属氧化物的原料引入碱金属氧化物的原料引入氧化锂的原料nLi2O，分子量，分子量29.9n作用：作用：网络外体氧化物，作用比Na2O和K2O特殊，当O/Si小时，主要为断键作用，助熔作用强烈，是强助熔剂；当O/Si比大时，因Li+的离子半径小于钠钾的离子半径，主要为积聚作用。nLi2O代替Na2O或K2O使玻璃膨胀系数降低，结晶倾向变小，多量膨胀系数降低，结晶倾

11、向变小，多量Li2O又使结又使结晶倾向增加。晶倾向增加。n用量：用量：一般玻璃中0.10.5%n原料：原料：碳酸锂和天然的含锂矿物。原料的分类原料的分类原料的选择原则原料的选择原则辅助原料辅助原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化主要原料主要原料引入碱土金属氧化物和其它二价金属氧化物的原料引入碱土金属氧化物和其它二价金属氧化物的原料引入氧化钙的原料引入氧化钙的原料n氧化钙氧化钙CaO，分子量，分子量56.08，比重，比重3.23.4。n作用：二价网络外体氧化物，稳定剂，即增加玻璃的化学稳定性和机作用：二价网络外体氧化物，稳定剂，即增加玻璃的化学稳定性和机械强度，但含量较高

12、时，能使玻璃璃的结晶倾向增大，而且易使玻璃械强度，但含量较高时，能使玻璃璃的结晶倾向增大，而且易使玻璃发脆。发脆。n用量：一般玻璃中，不超过用量：一般玻璃中，不超过12.5%。n来源：方解石来源：方解石 、石灰石、石灰石 ，白垩，沉淀碳酸钙，白垩，沉淀碳酸钙(生产氯化钙的副产品，生产氯化钙的副产品，重钙重钙)等等原料的分类原料的分类原料的选择原则原料的选择原则辅助原料辅助原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化主要原料主要原料引入碱土金属氧化物和其它二价金属氧化物的原料引入碱土金属氧化物和其它二价金属氧化物的原料引入氧化镁的原料引入氧化镁的原料n氧化镁氧化镁MgO，分子量，

13、分子量40.32。n作用：网络外体作用：网络外体/中间体氧化物，以中间体氧化物，以3.5%以下的以下的MgO代替代替部分部分CaO，可以使玻璃硬化速度变慢，改善玻璃的成形性，可以使玻璃硬化速度变慢，改善玻璃的成形性能。还可降低结晶倾向和结晶速度，增加玻璃的高温粘度，能。还可降低结晶倾向和结晶速度，增加玻璃的高温粘度，提高玻璃的化学稳定性和机械强度。提高玻璃的化学稳定性和机械强度。n来源：白云石来源：白云石 ，菱镁矿，菱镁矿 等。等。原料的分类原料的分类原料的选择原则原料的选择原则辅助原料辅助原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化主要原料主要原料引入碱土金属氧化物和其它二价

14、金属氧化物的原料引入碱土金属氧化物和其它二价金属氧化物的原料 引入氧化钡的原料引入氧化钡的原料n氧化钡氧化钡BaO；分子量；分子量153.4，比重，比重5.7。n作用：网络外体氧化物。能增加玻璃折射率、密度、光泽和化学稳定作用：网络外体氧化物。能增加玻璃折射率、密度、光泽和化学稳定性；少量性；少量BaO(0.5%)能加速玻璃熔化，含量过多时，由于产生能加速玻璃熔化，含量过多时，由于产生2BaO+O2 = 2BaO2反应，使澄清困难。反应，使澄清困难。n用途：高级器皿玻璃、化学仪器、光学玻璃、防辐射玻璃。瓶罐玻璃用途：高级器皿玻璃、化学仪器、光学玻璃、防辐射玻璃。瓶罐玻璃中加入中加入0.51%B

15、aSO4作为助熔剂和澄清剂。作为助熔剂和澄清剂。n来源：硫酸钡来源：硫酸钡(重晶石重晶石 )和碳酸钡和碳酸钡(毒重石毒重石)。原料的分类原料的分类原料的选择原则原料的选择原则辅助原料辅助原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化主要原料主要原料引入碱土金属氧化物和其它二价金属氧化物的原料引入碱土金属氧化物和其它二价金属氧化物的原料 引入氧化铅的原料引入氧化铅的原料n氧化铅氧化铅PbO，分子量，分子量223.0，比重，比重9.39.5。n作用：作用：(1) 中间体氧化物，一般情况下为网络外体，当中间体氧化物，一般情况下为网络外体，当PbO含量高时，铅离子含量高时，铅离子(Pb2

16、+)容易极化变形，或降低其配位数而居于玻璃的结构网中。容易极化变形，或降低其配位数而居于玻璃的结构网中。 (2) 增加玻璃比重，提高折射率，使玻璃具有特殊光泽，良好电性能，很高吸收增加玻璃比重，提高折射率，使玻璃具有特殊光泽，良好电性能，很高吸收辐射线的能力。但化学稳定性较差。辐射线的能力。但化学稳定性较差。 (3) 铅玻璃的硬度小，便于研磨抛光。铅玻璃的硬度小，便于研磨抛光。 (4) 铅玻璃高温粘度小，熔制温度低，易于澄清。必须在氧化条件下进行。铅玻璃高温粘度小，熔制温度低，易于澄清。必须在氧化条件下进行。n用途：光学玻璃，晶质器皿玻璃，灯泡芯柱玻璃，用途：光学玻璃，晶质器皿玻璃，灯泡芯柱玻

17、璃，X-射线防护与防辐射玻璃，人造射线防护与防辐射玻璃，人造宝石等。宝石等。n来源：铅丹来源：铅丹(Pb3O4)、密陀僧、密陀僧 (PbO)和硅酸铅（和硅酸铅（3PbO.2SiO2）。）。原料的分类原料的分类原料的选择原则原料的选择原则辅助原料辅助原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化主要原料主要原料引入碱土金属氧化物和其它二价金属氧化物的原料引入碱土金属氧化物和其它二价金属氧化物的原料 引入氧化锌的原料引入氧化锌的原料n氧化铅氧化铅ZnO，分子量，分子量81.4，比重，比重5.6。n作用：作用：(1) 中间体氧化物，一般情况下为网络外体中间体氧化物，一般情况下为网络外体

18、ZnO6，当游离氧含量高时，降低其配位数，当游离氧含量高时，降低其配位数而以而以ZnO4居于玻璃的结构网中；居于玻璃的结构网中； (2) 提高折射率，降低膨胀系数，提高热稳定性、化学稳定性；提高折射率，降低膨胀系数，提高热稳定性、化学稳定性； （3）阻止）阻止PbO挥发，有利于减少铅玻璃的条纹；挥发，有利于减少铅玻璃的条纹； （4）阻止）阻止Se的挥发，有利于显色；的挥发，有利于显色； （5）增加氟乳浊玻璃的乳浊度和光泽。）增加氟乳浊玻璃的乳浊度和光泽。n用途：光学玻璃，化学仪器玻璃、药用玻璃、高级器皿玻璃、微晶玻璃、乳浊玻璃等。用途：光学玻璃，化学仪器玻璃、药用玻璃、高级器皿玻璃、微晶玻璃、

19、乳浊玻璃等。n来源：锌氧粉（来源：锌氧粉（ZnO）和菱锌矿（）和菱锌矿（ZnCO3）。）。原料的分类原料的分类原料的选择原则原料的选择原则辅助原料辅助原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化主要原料主要原料引入四价金属氧化物的原料引入四价金属氧化物的原料引入二氧化锗的原料引入二氧化锗的原料nGeO2，分子量，分子量104.6，白色粉末。，白色粉末。n玻璃形成氧化物，以锗氧四面体玻璃形成氧化物，以锗氧四面体GeO4为结构组元。为结构组元。n提高玻璃折射率，色散和密度。锗酸盐玻璃比硅酸盐玻璃的熔提高玻璃折射率，色散和密度。锗酸盐玻璃比硅酸盐玻璃的熔融温度低，化学稳定性差。融温度

20、低，化学稳定性差。n用于制造高折射率的光学玻璃。用于制造高折射率的光学玻璃。原料的分类原料的分类原料的选择原则原料的选择原则辅助原料辅助原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化主要原料主要原料引入四价金属氧化物的原料引入四价金属氧化物的原料 引入二氧化钛的原料引入二氧化钛的原料nTiO2，分子量，分子量79.9。n作用：中间体氧化物。在硅酸盐玻璃，部分作用：中间体氧化物。在硅酸盐玻璃，部分TiO2以钛氧四面体以钛氧四面体TiO4进入进入结构网中，一部分为八面体处于结构网外。结构网中，一部分为八面体处于结构网外。n可以提高玻璃的折射率和化学稳定性，增加吸收可以提高玻璃的折射率

21、和化学稳定性，增加吸收X-射线和紫外线的能力。射线和紫外线的能力。n用途：高折射率光学玻璃，吸收用途：高折射率光学玻璃，吸收X-射线和紫外线的防护玻璃和作为铝硅酸射线和紫外线的防护玻璃和作为铝硅酸盐微晶玻璃的晶核剂。盐微晶玻璃的晶核剂。n来源：由钛铁矿和金红石制取的二氧化钛粉末来源：由钛铁矿和金红石制取的二氧化钛粉末原料的分类原料的分类原料的选择原则原料的选择原则辅助原料辅助原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化主要原料主要原料引入四价金属氧化物的原料引入四价金属氧化物的原料 引入二氧化锆的原料引入二氧化锆的原料nZrO2，分子量，分子量123.22n中间体氧化物。能提高

22、玻璃粘度、硬度、弹性、折射率，化学稳定性，降中间体氧化物。能提高玻璃粘度、硬度、弹性、折射率，化学稳定性，降低热膨胀系数。含低热膨胀系数。含ZrO2的玻璃比较难熔、含量超过的玻璃比较难熔、含量超过5%时、易析晶。时、易析晶。n用途：制造良好化学稳定性和热稳定性的玻璃，特别是耐碱玻璃，以及高用途：制造良好化学稳定性和热稳定性的玻璃，特别是耐碱玻璃，以及高折射率的光学玻璃。也用作微晶玻璃的晶核剂和优质耐火材料的原料。折射率的光学玻璃。也用作微晶玻璃的晶核剂和优质耐火材料的原料。n来源：斜锆石来源：斜锆石(ZrO2)和锆英石和锆英石 (ZrO2.SiO2)原料的分类原料的分类原料的选择原则原料的选择

23、原则辅助原料辅助原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化主要原料主要原料天然含碱原料与矿渣原料天然含碱原料与矿渣原料天然含碱原料天然含碱原料n天然含碱原料需要进行煅烧、粉碎，富选等加工处理。天然含碱原料需要进行煅烧、粉碎，富选等加工处理。n己采用的有霞石己采用的有霞石(Na2OAl2O32SiO2)、珍珠岩、瓷石、精选稀有金属、珍珠岩、瓷石、精选稀有金属的尾矿与火山灰、食盐等。的尾矿与火山灰、食盐等。原料的分类原料的分类原料的选择原则原料的选择原则辅助原料辅助原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化主要原料主要原料天然含碱原料与矿渣原料天然含碱原料与矿渣

24、原料矿渣原料矿渣原料n高炉矿渣：高炉矿渣：主要用以引入玻璃中的主要用以引入玻璃中的Al2O3、SiO2、CaO，可制造深色瓶罐，可制造深色瓶罐玻璃或矿渣微晶玻璃。化学组成为：玻璃或矿渣微晶玻璃。化学组成为：SiO2 3565%，CaO 3045%，Al2O3 520%，Fe2O3 5%以下，以下，MnO2 2%，K2O+Na2O 2%以下，以下，S 24%。n锰矿废料：锰矿废料：化学组成为：化学组成为：MnO2 3850%，Al2O3 0.853%，Fe2O3 3.5%，CaO1.74%，Na2O 2.53.3%，酸不溶物，酸不溶物3.14.4%，可用以生产斑纹玻璃，可用以生产斑纹玻璃及有色玻

25、璃。及有色玻璃。n铬矿渣：铬矿渣：采用铬铁矿制铬酸盐后的残渣，化学组成为：采用铬铁矿制铬酸盐后的残渣，化学组成为： SiO2 1318%，Al2O3 35%，Fe2O3 68%以下，以下， CaO 2325%， MgO 2126%，Cr2O3 3.55%原料的分类原料的分类原料的选择原则原料的选择原则辅助原料辅助原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化主要原料主要原料澄清剂澄清剂 往玻璃配合料或玻璃熔体中，加入一种高温时本身能气化或分解放出气往玻璃配合料或玻璃熔体中，加入一种高温时本身能气化或分解放出气体，以促进排除玻璃中气泡的物质，称为澄清剂。体，以促进排除玻璃中气泡的物

26、质，称为澄清剂。白砒白砒n三氧化二砷三氧化二砷As2O3，分子量，分子量197.8，比重，比重3.74，一般为白色结晶粉末或为无定，一般为白色结晶粉末或为无定形的玻璃状物质。白砒是极毒的原料，形的玻璃状物质。白砒是极毒的原料，0.06克即能致人死命。克即能致人死命。nAs2O3熔块用于坩埚炉熔制，由于它比重大于玻璃液，沉于坩埚底部，并立熔块用于坩埚炉熔制，由于它比重大于玻璃液，沉于坩埚底部，并立即升华变为蒸气，吸吮玻璃中的小气泡上升排除到玻璃熔体外面。剧毒，蒸即升华变为蒸气，吸吮玻璃中的小气泡上升排除到玻璃熔体外面。剧毒，蒸气应立即排除到室外。气应立即排除到室外。n现已很少单独使用白砒作澄清剂

27、，主要以粉状白砒与硝酸盐共同使用。现已很少单独使用白砒作澄清剂，主要以粉状白砒与硝酸盐共同使用。n用量：一般为配合料的用量：一般为配合料的0.20.6%，硝酸盐为白砒用量的，硝酸盐为白砒用量的48倍。一般为配合倍。一般为配合料量的料量的1.55%。在铅玻璃中白砒的用量可达配合料量的。在铅玻璃中白砒的用量可达配合料量的1.0%。原料的分类原料的分类原料的选择原则原料的选择原则主要原料主要原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化辅助原料辅助原料澄清剂澄清剂 三氧化二锑三氧化二锑nSb2O3，分子量，分子量291.5，比重，比重5.1，白色结晶粉末。，白色结晶粉末。n作用：澄清作

28、用与白砒相似，必须与硝酸盐共同使用，才能达到良好的澄清作用：澄清作用与白砒相似，必须与硝酸盐共同使用，才能达到良好的澄清效果。效果。n优点：毒性小，由五价锑转变为三价锑的温度较白砒低。优点：毒性小，由五价锑转变为三价锑的温度较白砒低。n用量：用量：Sb2O3用量比三氧化二砷稍多，在平板玻璃中用量用量比三氧化二砷稍多，在平板玻璃中用量1%。原料的分类原料的分类原料的选择原则原料的选择原则主要原料主要原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化辅助原料辅助原料澄清剂澄清剂 硝酸盐硝酸盐n包括：硝酸钠，硝酸钾，硝酸钡。包括：硝酸钠，硝酸钾，硝酸钡。Ba(NO3)2分解温度较高，比分解

29、温度较高，比NaNO3和和KNO3澄清效果好，常用于含钡的光学玻璃中。澄清效果好，常用于含钡的光学玻璃中。n单独以硝酸盐为澄清剂时，其用量以硝酸钠为例，在钠单独以硝酸盐为澄清剂时，其用量以硝酸钠为例，在钠-钙钙-硅酸盐玻璃中为配硅酸盐玻璃中为配合料的合料的34%，在硼，在硼-硅硅酸盐玻璃中为硅硅酸盐玻璃中为12%，在铅玻璃中一般为，在铅玻璃中一般为46%。n硝酸盐常与硫酸钠，白砒，三氧化二锑等共用。硝酸盐常与硫酸钠，白砒，三氧化二锑等共用。原料的分类原料的分类原料的选择原则原料的选择原则主要原料主要原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化辅助原料辅助原料澄清剂澄清剂 硫酸盐

30、硫酸盐n硫酸钠，硫酸钡，硫酸钙硫酸钠，硫酸钡，硫酸钙n分解温度较高，是高温澄清剂。分解温度较高，是高温澄清剂。n硫酸钠常用于瓶罐玻璃及一般钠硫酸钠常用于瓶罐玻璃及一般钠-钙硅酸盐工业玻璃中，用量为配合料的钙硅酸盐工业玻璃中，用量为配合料的115%；n硫酸钡常用于日用玻璃，特别是棕色瓶罐玻璃中，用量为引入玻璃中硫酸钡常用于日用玻璃，特别是棕色瓶罐玻璃中，用量为引入玻璃中Na2O含含量的量的0.5%，常与氟化物共用。，常与氟化物共用。n硫酸钙硫酸钙(石膏石膏)用于高铝，低碱或无碱玻璃中。其用量为引入玻璃中用于高铝，低碱或无碱玻璃中。其用量为引入玻璃中CaO含量的含量的0.5%，常与引入，常与引入2

31、4%氟的氟化物共用。氟的氟化物共用。原料的分类原料的分类原料的选择原则原料的选择原则主要原料主要原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化辅助原料辅助原料澄清剂澄清剂 氟化物氟化物n萤石萤石 (氟化钙氟化钙CaF2 ) ，硅氟化钠，硅氟化钠Na2SiF6n萤石用量，一般按引入配合料萤石用量，一般按引入配合料0.5%的氟计算。的氟计算。n硅氟化钠分子量硅氟化钠分子量188.08，比重，比重2.7，是化工产品，为黄白色粉末，有毒。一般，是化工产品，为黄白色粉末，有毒。一般用量为用量为Na2O含量的含量的0.40.6%。n氟化物也是助熔剂和乳浊剂。氟化物也是助熔剂和乳浊剂。原料的分

32、类原料的分类原料的选择原则原料的选择原则主要原料主要原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化辅助原料辅助原料 着色剂着色剂n使玻璃着色的物质，称为玻璃的着色剂。使玻璃着色的物质，称为玻璃的着色剂。n作用：使玻璃对光线产生选择性吸收，显出一定的颜色，作用：使玻璃对光线产生选择性吸收，显出一定的颜色，机理参见第机理参见第9章章n种类：离子着色剂，胶态着色剂和硫硒化物着色剂种类：离子着色剂，胶态着色剂和硫硒化物着色剂原料的分类原料的分类原料的选择原则原料的选择原则主要原料主要原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化辅助原料辅助原料 脱色剂脱色剂n配合料中起消除

33、玻璃颜色作用的原料。配合料中起消除玻璃颜色作用的原料。n化学脱色剂化学脱色剂 常用的化学脱色剂有硝酸钠、硝酸钾、硝酸钡、白砒、三氧化二锑、氧常用的化学脱色剂有硝酸钠、硝酸钾、硝酸钡、白砒、三氧化二锑、氧化铈等。化铈等。 As2O3+6FeO=3Fe2O3+2As 2As2O3+3Se=4As+3SeO2 As2O3+2Mn2O3=4MnO+As2O5n物理脱色剂物理脱色剂 物理脱色法可能使玻璃色调消除、但也使玻璃光吸收增加，使玻璃透明物理脱色法可能使玻璃色调消除、但也使玻璃光吸收增加，使玻璃透明度降低，物理脱色法常与化学脱色法结合使用。度降低，物理脱色法常与化学脱色法结合使用。常用物理脱色剂：

34、常用物理脱色剂： 二氧化锰二氧化锰紫色与玻璃中的浅绿色互补，不稳定，基本不用；紫色与玻璃中的浅绿色互补，不稳定，基本不用； 硒硒使玻璃成浅或瑰色，与浅绿色中和，常受到温度及熔炉气氛的影响；使玻璃成浅或瑰色，与浅绿色中和，常受到温度及熔炉气氛的影响； 氧化钴氧化钴使玻璃着成蓝色，与玻璃的浅黄色中和，脱色作用比较稳定使玻璃着成蓝色，与玻璃的浅黄色中和，脱色作用比较稳定 氧化钕氧化钕使玻璃呈淡紫红色，与铁的蓝绿色互补。使玻璃呈淡紫红色，与铁的蓝绿色互补。 氧化镍氧化镍使钾使钾-钙玻璃着成灰紫红色，钠钙玻璃着成灰紫红色，钠-钙玻璃着成灰紫色。与绿色中和后，钙玻璃着成灰紫色。与绿色中和后，玻璃产生灰色。

35、氧化镍受温度的作用及熔窑气氛的影响小。玻璃产生灰色。氧化镍受温度的作用及熔窑气氛的影响小。原料的分类原料的分类原料的选择原则原料的选择原则主要原料主要原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化辅助原料辅助原料乳浊剂乳浊剂n使玻璃产生不透明的乳白色的物质，称为乳浊剂。使玻璃产生不透明的乳白色的物质，称为乳浊剂。n机理：小颗粒散射机理：小颗粒散射n种类：氟化物、磷酸盐、氧化锡、氧化锑、氧化种类：氟化物、磷酸盐、氧化锡、氧化锑、氧化砷等。砷等。原料的分类原料的分类原料的选择原则原料的选择原则主要原料主要原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化辅助原料辅助原料助熔

36、剂助熔剂(加速剂加速剂) 能促使玻璃熔制过程加速的原料称为助熔剂或加速剂。能促使玻璃熔制过程加速的原料称为助熔剂或加速剂。n氟化合物氟化合物 氟化合物能加速玻璃形成的反应，降低玻璃液的粘度和表面张力，促进玻氟化合物能加速玻璃形成的反应，降低玻璃液的粘度和表面张力，促进玻璃液的澄清和均化，也可以将有害杂质的璃液的澄清和均化，也可以将有害杂质的Fe2O3和和FeO变为变为FeF3挥发排除或生挥发排除或生成无色的成无色的Na3FeF6，增加玻璃液的透热性。，增加玻璃液的透热性。 萤石、硅氟化钠等。往玻璃中引入萤石、硅氟化钠等。往玻璃中引入0.51%的氟，可以提高熔制速度的氟，可以提高熔制速度1516

37、%。由于氟化合物挥发后污染大气，已不宜使用。由于氟化合物挥发后污染大气，已不宜使用。n硼化合物硼化合物 硼化合物主要是硼砂和硼酸，引入硼化合物主要是硼砂和硼酸，引入1.5%的的B2O3能提高熔制速度能提高熔制速度1516%，与氟化合物共同使用效果更好。与氟化合物共同使用效果更好。n硝酸盐硝酸盐 硝酸盐可以和硝酸盐可以和SiO2形成低共熔物，同时还有氧化、澄清作用，因而加速形成低共熔物，同时还有氧化、澄清作用，因而加速了玻璃的熔制。一般引入量相当于了玻璃的熔制。一般引入量相当于Na2O或或K2O的的1015%。n钡化合物钡化合物 钡化合物主要是碳酸钡钡化合物主要是碳酸钡(BaCO3)和硫酸钡和硫

38、酸钡(BaSO4)，引入量为，引入量为0.250.5%时，能提高熔制速度时，能提高熔制速度1015%。原料的分类原料的分类原料的选择原则原料的选择原则主要原料主要原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化辅助原料辅助原料氧化与还原剂氧化与还原剂n在玻璃熔制时，能分解放出氧的原料，称为氧化剂，反之，在玻璃熔制时，能分解放出氧的原料，称为氧化剂，反之，能夺取氧的原料，称为还原剂。能夺取氧的原料，称为还原剂。n作用：提供氧化性或还原性的熔制条件。作用：提供氧化性或还原性的熔制条件。n常用氧化剂：硝酸盐、三氧化二砷、氧化铈等。常用氧化剂：硝酸盐、三氧化二砷、氧化铈等。n常用的还原剂：

39、碳常用的还原剂：碳(煤粉、焦碳粉、木炭、木屑煤粉、焦碳粉、木炭、木屑)，酒石酸，酒石酸(KHC4H4O6)，锡粉及化合物，锡粉及化合物(氧化亚锡、二氯化锡氧化亚锡、二氯化锡)、金属锑、金属锑粉、金属铝粉等。粉、金属铝粉等。原料的分类原料的分类原料的选择原则原料的选择原则主要原料主要原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化辅助原料辅助原料n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玻璃的废弃物，均可以用作玻璃的原料，统称产中产生的玻璃碎片和社会上玻璃的废弃物，均

40、可以用作玻璃的原料，统称为碎玻璃。为碎玻璃。n作用：作用：搪洗新坩埚或池炉；搪洗新坩埚或池炉； 加速熔制过程；加速熔制过程；降低热量消耗，减低生产降低热量消耗，减低生产成本，增加产量成本，增加产量n用量：一般以配合料的用量：一般以配合料的2530%较好。钠钙硅玻璃用量超过较好。钠钙硅玻璃用量超过50%，会降低玻璃，会降低玻璃质量，使玻璃发脆，机械强度下降；高硅和高硼玻璃，用量可以高达质量，使玻璃发脆，机械强度下降；高硅和高硼玻璃，用量可以高达70100%。n使用：使用：粒度均匀，一般粒度均匀，一般220mm；碎玻璃可预先与配合料中的其它原料碎玻璃可预先与配合料中的其它原料均匀混合，也可以与配合

41、料分别加入到熔炉中。均匀混合，也可以与配合料分别加入到熔炉中。原料的分类原料的分类原料的选择原则原料的选择原则主要原料主要原料辅助原料辅助原料稀土元素稀土元素原料均化原料均化碎玻璃的作用碎玻璃的作用 仅应用于制造光学玻璃，特殊技术玻璃与高级艺术玻璃制品。仅应用于制造光学玻璃，特殊技术玻璃与高级艺术玻璃制品。n氧化镧氧化镧 氧化镧氧化镧La2O3，分子量，分子量325.84，白色粉末。，白色粉末。 增加玻璃的抗水性，提高折射率和降低色散，用于制造高折射率低色散增加玻璃的抗水性，提高折射率和降低色散，用于制造高折射率低色散的光学玻璃。的光学玻璃。n二氧化铈二氧化铈 CeO2，分子量，分子量172，柠檬黄色粉末。，柠檬黄色粉末。 作用：提高玻璃吸收紫外线的能力作用：提高玻璃吸收紫外线的能力; 在玻璃的熔制温度下，在玻璃的熔制温度下，CeO2能分解放出氧，是一种强氧化剂能分解放出氧，是一种强氧化剂; 4CeO2=2Ce2O+3O2 CeO2与与TiO2共用能使玻璃着成金黄色。共用能使玻璃着成金黄色。 用途：着色剂、脱色剂、