玻璃制造技术

1、玻璃制造技术 15级矿业工程 v一、玻璃的应用v二、生产原料v 主要原料v 辅助原料v三、生产过程与工艺v 配合料制备v 熔制v 成型v 热处理v 后加工v四、未来发展趋势玻璃的应用 主要原料：需要引入的氧化物及来源v1、酸性氧化物原料：有SiO2、B2O3、Al2O3等的原料va)SiO2是硅酸盐玻璃中玻璃结构的骨架。它赋予玻璃高强度、良好的化学稳定性、耐热性和低膨胀性，但会使玻璃的熔融温度增高，粘度增大。SiO2的来源是硅砂或砂岩、石英岩。v3. NaO2：纯碱、芒硝（Na2SO4）主要原料：1、酸性氧化物原料：vb)玻璃中加B2O3，可降低玻璃的热膨胀性,提高折射率、耐热急变性和耐化学侵

2、蚀性,在温度较高时能降低玻璃粘度，温度较低时提高玻璃粘度。B2O3的来源是硼砂或硼酸。vc)玻璃中加 Al2O3能减小玻璃析晶倾向和增强化学稳定性，提高强度，增大玻璃粘度。其引用原料通常是伴含K2O或Na2O和SiO2的长石,也可以用工业氧化铝等。2、碱金属氧化物原料：有Na2O、K2O的原料v玻璃中加Na2O和K2O成分可降低熔融温度，减小粘度,但会使玻璃的化学稳定性变差。v其引用原料是纯碱(Na2CO3)和钾碱(K2CO3)3、碱土金属原料：有CaO、MgO、BaO、PbO的原料。v玻璃中加CaO和MgO能减弱钠硅玻璃析晶倾向，增强化学稳定性，高温时能降低玻璃粘度，促进玻璃熔化和澄清,但温

3、度降低时粘度增加很快,成型操作困难。CaO来源为方解石、石灰石， MgO来源为白云石、菱镁矿。v玻璃中加BaO以调节玻璃的化学稳定性和折射率等性质。 BaO来源为重晶石、毒晶石。v玻璃中加PbO可显著提高折射率和色散。 PbO来源为铅丹(Pb3O4)主要原料：碎玻璃v碎玻璃也是一种主要原料，常称为熟料，能够在较低的温度下熔融，有助于玻璃配合料的溶化，而且使用碎玻璃可以实现废物利用和回收。辅助原料：v1、澄清剂：向玻璃配合料或玻璃溶液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添加物.va.白砒（As2O3）vb.氧化锑(Sb2O3)vc.硫酸盐类:硫酸钠、硫酸钙等vd.氟化

4、物类:萤石、氟硅酸钠等辅助原料：v着色剂：使玻璃制品着色的添加剂称为着色剂，其作用是使玻璃对光线产生选择性吸收，从而显出一定的颜色。v来源：有过渡金属Co、Ni、Mn、Cr、Cu、Fe的化合物，CdS、CdSe及Se、Au、Ag的化合物等。辅助原料：v脱色剂：为了提高无色玻璃的透明度，常在玻璃熔制时，向配合料中加入脱色剂，以去除玻璃原料中含有的铁、铬、钛、钒等化合物和有机物的有害杂质。v包括化学脱色剂和物理脱色剂v化学脱色剂：白砒和氧化锑、硝酸盐类、卤化物类、氧化锰v物理脱色剂：硒、氧化亚钴、氧化亚镍、二氧化锰等v助熔剂：能促使玻璃熔制过程加速的添加物称为助熔剂或加速剂。v乳浊剂：使玻璃冷却时

5、析出密布晶体，对光线产生散射而不透明。v氧化剂、还原剂：玻璃熔制时,能分解放出氧的物质称为氧化剂.v反之，成为还原剂。生产过程与工艺v不同玻璃制品的制造方法各有其特点，但主要工艺是相似的：v生产过程主要包括配合料制备、熔制、成型、热处理和后加工等步骤。生产过程与工艺v配合料制备：首先对原料进行预加工，包括对块状原料的粉碎、潮湿原料的预干燥和含铁原料的除铁处理等。v熔制：玻璃的熔制是指将配合料经过高温熔融，形成均匀无气泡并符合成形要求的玻璃液的过程，它是玻璃生产中很重要的环节，是获得优质玻璃制品的重要保证。生产过程与工艺-熔制生产过程与工艺-成型v玻璃的成型：将熔融的玻璃液加工成具有一定形状和尺

6、寸的玻璃制品的工艺过程。v常见玻璃成型方法：压制成型、吹制成型、拉制成型、压延成型、浇铸成型、浮法成型。一、压制成型v用以制造敞口和实心制品,如碗、盘、缸、镜片、显像屏和锥、砖等。二、吹制成型v吹制成型是先将玻璃粘料压制成雏形型块，再将压缩气体吹入处于热熔态的玻璃型罐、器皿、灯泡等，使之吹胀成为中空制品。吹制成型可分为机械吹制成型和人工吹制成型，用来制造瓶罐类。三、拉制成型v拉制成型是利用机械拉引力将玻璃熔体制成制品，分为垂直拉制和水平拉制，主要用来生产平板玻璃、玻璃管、玻璃纤维等。v生产平板玻璃有有槽垂直引上法、对辊法、无槽垂直引上法。四、压延成型v压延成型是用金属辊将玻璃熔体压成板状制品，

7、主要用来生产压花玻璃、夹丝玻璃等。v该成型分为平面压延与辊间压延成型。五、浇铸成型v用以生产光学玻璃、建筑装饰制品等。其中离心浇注法用以生产大直径玻璃管、器皿、大容量反应锅和玻璃锥等。v用于浇注的玻璃液粘度要小，在模子中凝固成型。离心浇注时，玻璃液注入模中，然后高速旋转，玻璃液受离心力作用紧贴到模子壁上，直到固化。 六、浮法成型v浮法是指熔窑熔融的玻璃液在流入锡槽后在熔融金属锡液的表面上成型平板玻璃的方法。v特点：1、玻璃液温度开始11501100 ，最后600 左右引出锡槽。v2、玻璃液在锡面上受自身重力、表面张力和拉引力作用下，摊开形成玻璃带，在锡槽中完成抛光与拉薄。v3、平整度好。锡槽生

8、产过程与工艺热处理v热处理，一般包括退火和淬火两种工艺。v退火就是消除或减小玻璃制品中的热应力的热处理过程。对光学玻璃和某些特种玻璃制品，通过退火可使内部结构均匀，以达到要求的光学性能；v淬火就是使玻璃表面形成一个有规律、均匀分布的压力层，以提高玻璃制品的机械强度和热稳定性。生产过程与工艺后处理v成型后的玻璃制品，大多数还须作进一步加工，以得到符合要求的制品。经过二次加工可以改善玻璃制品的表面性质、外观质量和外观效果。v玻璃制品的二次加工可分为冷加工、热加工和表面处理三大类。 后处理v冷加工：是指在常温下通过机械方法来改变玻璃制品的外形和表面状态所进行的工艺过程。v基本方法包括研磨、抛光、切割

9、、喷砂、钻孔和车刻等。v热加工：可以改善制品的性能和外观质量。v热加工的方法主要有：火焰切割、火抛光、钻孔、锋利边缘的烧口等。后处理表面处理v表面处理包括玻璃制品光滑面与散光面的形成(如器皿玻璃的化学刻蚀、灯泡的毛蚀、玻璃化学抛光等)、表面着色和表面涂层(如镜子镀银、表面导电)等。玻璃彩饰：利用彩色釉料对玻璃制品进行装饰的过程。常见的彩饰方法有：描绘、喷花、贴花和印花等。彩饰方法可单独采用，也可组合采用。 玻璃蚀刻：利用氢氟酸的腐蚀作用，使玻璃获得不透明毛面的方法。先在玻璃表面涂覆石蜡、松节油等作为保护层并在其上刻绘图案，再用氢氟酸溶液腐蚀刻绘所露出的部分。玻璃生产未来的发展趋势v其一，玻璃发

10、挥的功能越来越全面化和多样化。玻璃的各种深加工技术，经与幕墙的装配技术相结合后，玻璃的各种优异性能得以充分发挥。v例如：将钢化夹胶、镀膜中空处理后，玻璃再装配成有空气通道的双层幕墙，那么玻璃将集空间分隔作用、透明采光作用、保温隔热作用、阳光控制作用、节能环保作用、挡风防雨作用、抗风受力作用等众多功能于一身，发挥着别的建材无法发挥的作用。玻璃生产未来的发展趋势v其二，玻璃幕墙和采光顶的大量采用和玻璃直接参与结构抗风受力的发展趋势。玻璃材料的这种结构化趋势，主要是建筑物的大型化、现代化要求促成的，同时也是玻璃优异功能得以实现的必然要求。玻璃生产未来的发展趋势v广州的新白云机场、广州国际会议展览中心、北京植物园等点支式玻璃幕墙的高度都在30m上下，长度经常以百米计，单片玻璃幕墙面积在500010000平方米的已不在少数；幕墙中单块玻璃的尺寸也在呈大型化趋势，15m3m，20m3m，这种大尺寸玻璃的应用十分普遍。玻璃生产未来的发展趋势v其三，直接将玻璃作为结构受力件或建筑零配件使用。v如玻璃楼梯、踏步板、栏杆、玻璃隔断