《玻璃原料及配合料制备2幻灯片》由会员分享，可在线阅读，更多相关《玻璃原料及配合料制备2幻灯片（54页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1. 1. 6 辅助原料,2.1.2.1 辅助原料,澄清剂 着色剂 脱色剂 乳浊剂、助熔剂、氧化与还原剂,2.1.2.2澄清剂,澄清剂：凡在玻璃熔制过程中能分解产生气体，或能降低玻璃 粘度，促进排除玻璃液中气泡的物质称为澄清剂。,常用的澄清剂种类：,氧化砷和氧化锑 硫酸盐原料：硫酸钠 氟化物类原料：CaF2、Na2SiF6 复合澄清剂,2.1.2.3澄清过程,通常所说的玻璃液的澄清过程是指排除玻璃液中可见 气泡中的气体。根据以上所述的气体平衡关系，要消除可 见气泡，有两种途径：,使可见气泡上浮到液面破裂，气体进入炉气中； 使可见气泡中的气体溶解到玻璃液中。,通常不可行,2.1.2.4着色剂,定
2、义：使物质着色的物质，称为物质的着色剂。,作用：使物质对光线产生选择性吸收，显出一定的颜色。 陶瓷、水泥、玻璃均使用着色剂。,在玻璃生产中，根据着色剂在玻璃中呈现的状态不同，分为以下几种：,着色剂,离子着色剂 胶态着色剂 硫硒化物着色剂,1、离子着色剂,一、锰化合物与铁共用，可以获得橙黄色到暗红紫色的 玻璃。与重铬酸盐共用，可以制成黑色玻璃。 二、钴化合物它使玻璃能获得略带红色的蓝色，加入0.1 的一氧化钴，可以获得明亮的蓝色。 三、镍化合物能使钾钙玻璃着成浅红紫色，钠钙玻璃 着成紫色(有生成棕色的趋向)。 四、铜化合物与Cr2O3或Fe2O3共用，可制得绿色玻璃。,五铬化合物在还原条件下使玻
3、璃着成绿色；在氧化条件下， 使玻璃着成黄绿色；在强氧化条件下CrO3数量 增多玻璃成为淡黄色至无色。 六钒化合物钒的氧化物能使玻璃着成黄色(V5+)黄绿色 (V3+)，蓝色(V4+)。钒氧化物用以制造吸收 紫外线和红外线玻璃，如护目镜等。 七铁化合物氧化亚铁能将玻璃着成蓝绿色；氧化铁能将玻璃 着成黄色；氧化铁与锰的化合物，或与硫及煤粉 共同使用，使玻璃着成琥珀色。 八硫硫在一般玻璃中主要是形成硫化物(硫铁化钠和硫化铁)使 玻璃着色棕色或黄色。硫必须与还原剂，如煤粉或其它 含炭物质共同使用。 九铀化合物铀的氧化物使玻璃带荧光的黄绿色或荧光绿色。 用量为配合料的0.52。,2、胶态着色剂,金化合物
4、 在配合料中加入0.01金，就可以制得玫瑰色的玻璃。在无铅 玻璃中，加入0.020.03的金，可制得红宝石玻璃。在铅玻璃 中，则只需加入0.0150.02的金，就可得同样颜色的金红玻璃。,银化合物 硝酸银在熔制时能析出银的胶体粒子，加热显色后使玻璃看 成黄色。 铜化合物 胶体铜的微粒使玻璃着成红色。,3、硫、硒化合物,硒与硫化镉 单体硒的胶体粒子，使玻璃着成玫瑰红色。硒与硫化镉共用 可以制成由黄色到红色的玻璃。,锑化合物 在钠钙玻璃中加入三氧化二锑、硫和煤粉，在熔制过程 中生成硫化钠，经过加热显色，硫化钠与三氧化二锑形成 硫化锑的胶体微粒，使玻璃着成红色。,2.1.2.5脱色剂,脱色剂,化学脱
5、色剂：借助于脱色剂的氧化作用，使玻璃被有机物 沾染的黄色消除，以及使着色能力强的低价 铁氧化物变成为着力能力较弱的三价铁氧化 物，以便使用物理脱色法进一步使颜色接近 于无色，使玻璃的透光度增加。,物理脱色剂：在玻璃中加入一定数量的能产生互补色的着 色剂，使玻璃由于FeO、 Fe2O3、Cr2O3、 TiO2所产生的黄绿色到蓝绿色得到互补而消色。,1、化学脱色剂,硝酸钠(分解温度350)硝酸钾(分解温度400) 由于它们的分解温度低，必须与白砒和三氧化二锑共用， 脱色效果才好。 白砒和三氧化二锑 氧化作用。还能消除用硒和氧化锰脱色时，因用量过多而 形成的淡红色。 二氧化铈 用作脱色剂时能保证最好
6、的脱色，其脱色作用基于在玻璃 熔制的温度下分解放出氧，通常与硝酸盐共同使用。 卤素化合物 如萤石、硅氰化钠、冰晶粉以及氯化钠 形成挥发性的FeF3，或FeCl3，或成为无色的氟铁化钠Na3FeF6。,2、物理脱色剂,物理脱色使用的一般不是一种着色剂，而是选择适当 比例的两种着色剂。 物理脱色法可能使玻璃的色调消除，但却使玻璃的光 吸收增加，即使玻璃的透明度降低。 物理脱色法常与化学脱色法结合使用。,物理脱色剂：二氧化锰、硒、氧化钴、氧化钕和氧化镍等。,2.1.2.6乳浊剂、助溶剂、氧化与还原剂,1、乳浊剂,定义：使熔体降温时析出的晶体、气体或分散粒子出现 折射率的差别，在光线的反射和衍射作用下
7、，引 起光线散射从而产生乳浊现象的物质称为乳浊剂。,作用：乳浊剂可用于生产乳浊玻璃，掺入陶瓷釉料中可 保证釉层的覆盖能力。,陶瓷釉料常用的乳浊剂有：,悬浮乳浊剂不熔于或难熔于釉中，以细粒状态悬浮于釉层。 如SnO2，CeO2，ZrO2，Sb2O3等。 析出式乳浊剂使釉熔体冷却时析出微晶而引起乳浊。 如Zr(SiO4)、TiO2等。 胶体乳浊剂碳、硫、磷、氟均以胶体状态存在， 促使釉层乳浊。,玻璃工业用乳浊剂：,玻璃工业还必须考虑透光性，因此，乳浊剂的选择与釉料有 所不同。常用的乳浊剂有氟化物(萤石、氟硅酸钠)、磷酸盐 (磷酸钙、骨灰、磷灰石)等。,2、助熔剂,定义：能促使玻璃熔制过程加速的原料
8、称为 助熔剂。 种类：有效的助熔剂为氟化合物、硼化合物、 钡化合物和硝酸盐等。,3、氧化与还原剂,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。,常用的氧化剂有：硝酸盐、三氧化二砷、氧化铈等。 常用的还原剂有：碳(煤粉、焦碳粉、木炭、木屑)、 酒石酸钾(KO7H5O6)、锡粉及其化合 物(氧化亚锡、二氯化锡)、金属锑粉、 金属铝粉等。,2.1.2.7玻璃生产中碎玻璃的作用与使用,使用碎玻璃配料时，应注意以下情况：,二次挥发 二次积累 易在熔制后的玻璃液内部留下明显的线痕。 重熔后的玻璃液具有还原性质。 加入碎玻璃多时就难于澄清。 碎玻璃在配合料中的比例与粒度
9、对熔化时间的影响。,对以变价元素为基础的颜色玻璃会引起色泽的变化。,2.1.2.8 稀土元素氧化物的应用,稀土元素氧化物在玻璃质材料中的应用最为广泛。,在玻璃工业中应用的都是较纯的稀土元素氧化物(La2O3)， 很少直接使用它们的矿物。绝大多数的稀土元素氧化物都 可用来制造坡璃。,1磨光介质 CeO2可用作玻璃抛光粉。 2着色剂和脱色剂 3澄清剂和乳浊剂 CeO2兼有澄清剂作用，它优于As2O3的澄清作用。常用CeO2来生产乳化搪瓷。 4光学玻璃 La2O3增加光学玻璃的折射率。Pr2O3和Nd2O3在可见光区域具有特征吸收峰，可用来制造滤光玻璃。在稀土氧化物中使用得最多的是La2O3。 5特
10、种玻璃 稀土氧化物是制造激光玻璃的重要材料。另外，在一定磁力条件下，玻璃中某些成双的稀土离子能彼此转换能量，这种能量转换有力地提高了Yb3+的冷光强度。,由于铈化合物具有防止透明玻璃在高能射线照射下 不变色，但由于铈化合物使玻璃着成棕色，因而它 的加入量限于0.20.5范围内。 氧化铱对紫外线具有不透性。 稀土元素氧化物对玻璃的磁光性质有独特的影响。,1. 原料的选择,选择原料时，应注意以下几个原则:,原料的质量，必须符合要求，而且成分稳定； 易于加工处理； 成本低，能大量供应； 少用过轻及相对人体健康有害的原料； 对耐火材料的侵蚀要小。,2.2 配合料的制备,2. 设计玻璃组成应注意的原则,
11、（1）根据组成、结构和性质的关系，使设计的玻璃能满足 预定的性能要求。 （2）根据玻璃形成图和相图，使设计的组成能够形成玻璃， 析晶倾向小(微晶玻璃除外)。 （3）根据生产条件使设计的玻璃能适应熔制、成型、加工 等工序的实际要求。 （4）所设计的玻璃应当价格低廉，原料易于获得。,3. 设计与确定玻璃组成的步骤,（1）列出设计玻璃的性能要求,列出主要的性能要求，作为设计组成的指标。 针对设计玻璃制品的不同，分别有重点的列出其热膨胀 系数、软化点、热稳定性、化学稳定性、机械强度、光学 性质、电学性质等。 有时还要将工艺性能的要求一并列出，如熔制温度、成型 操作性能和退火温度等，作为考虑因素。,（2
12、）拟定玻璃的组成,原始组成：按上述设计原则，根据玻璃的性能要求，参考 现有玻璃组成，采用适当的玻璃系统并结合给定的生产工艺条 件，拟定出设计玻璃的最初组成。 试验组成：按有关玻璃性质计算公式，预算设计玻璃的主 要性质，如不合要求，则进行组成氧化物的增删和量的调整， 然后，再预算、调整，直至初步合乎要求时，即作为设计玻璃 的试验组成。 对于新品种玻璃则参考有关相图和玻璃形成图选择组成点， 拟出玻璃的原始组成，再进一步设计出玻璃的试验组成。,（3）实验、测试、确定组成,按照拟定的玻璃试验组成，制备配合料，在实验室电炉中 进行熔制试验，并对熔好的玻璃进行有关性能的测试。 通过试验和测试，对组成逐次调整修改，直至设计的玻璃 达到给定的性能要求和工艺要求。 然后在池炉中进行生产试验。在生产试验时对熔化、澄清、 成型、退火等都应取得数据。必要时，再对组成氧化物进行 调整，最后即确定为新设计玻璃的组成。,
