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浮法玻璃的化學成份

2013年2月11日  

    玻璃科學為玻璃成分設計提供了重要的理論基礎,包括玻璃形成和結構理論,相平衡,成分和性質與結構的關系等方面,但迄今在大部分情況下,理論還只能定性地為玻璃成分設計指出方向,必須反復通過實踐調整成分以獲得所需性能的玻璃。
   
    一般說來,玻璃成分設計要考慮的主要方面如下。
   
    (1)必須滿足使用性質的要求,即依賴于成分和性質與結構的關系。就目前玻璃科學發展水平而言,主要闡述成分和性質之間的關系,成分和結構間的關系還未能精密確定。
   
    (2)所設計的成分必須能夠形成玻璃并具有較小的析晶傾向,因而可以借助于玻璃形成區域圖和相圖來確定。
   
    (3)必須符合熔制、成型等工藝要求。
   
    浮法玻璃化學成分是由普通平板玻璃基礎上設計出來的,是由鈉鈣硅玻璃組成演變而來的。根據Na2O-CaO-SiO2系統相圖確定該系統中能夠形成玻璃的組成范圍為:12%~18% Na2O,6%~16% CaO,68%~82% SiO2,但在實用玻璃組成中該系統的組成范圍為:12%~15% Na2O,8%~12% CaO,69%~73% SiO2。在這個三元系統玻璃組成中,容易形成兩種析晶組成,失透石(Na2O?CaO?SiO2)和硅灰石(CaOSiO2),在生產實踐中當引入MgO和Al2O3時,不僅玻璃的析晶性能得到改善,而且熱穩定性和化學穩定性均得到改善,因而形成了普通平板玻璃化學成分(表1)。
   

浮法玻璃的化學成份


    表中Fe2O3為原料中雜質所致,并非設計數值,而是限制數值;而SO3主要是由澄清劑芒硝引入。
   
    浮法玻璃化學成分設計時,根據浮法玻璃成型的特點,在普通玻璃化學成分基礎上進行了局部調整。
   
    1) 由于浮法玻璃拉引速度比垂直引上快得多,在成型中必須采用硬化速度快的“短”性玻璃成分,即調整CaO到8%~9%。但是CaO含量增加,使玻璃發脆并容易產生硅灰石析晶,因此MgO控制在4%左右,以改善玻璃析晶性能。
   
    2) 為了獲得優質的玻璃表面質量,將Al2O3的含量降低到1.3%以下,并注意不能影響玻璃的機械強度、熱穩定性。
   
    3) Fe2O3是原料中的雜質引入的,它是一種著色劑,因此嚴格限制在0.1%以內,最好在0.08%以下,以使玻璃有良好的透光率,經調整后浮法玻璃化學成分見上表。
   
   

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