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基础玻璃是怎么组成的?
发表日期:2015-05-22    浏览次数:
 (1) 玻璃系统     玻璃系统在矿渣微晶玻璃中是一个重要的参数,因为微晶玻璃的主晶相,玻璃成型性质以及最终的玻璃性能等都与玻璃系统有关。用于矿渣微晶玻璃的玻璃系统主要有CaO-Al2O3-SiO2.CaO-MgO-Al2O3-SiO2.CaO-MgO-SiO2等 。如CaO-Al2O3-SiO2系统可能形成的晶相有硅灰石,透辉石,黄长石和斜长石等。该系统制成的以硅灰石为主晶相的微晶玻璃,具有强度大,硬度高,耐候性能好,热膨胀系数小等良好地性能。     在设计中,基础玻璃的组成范围一般依照矿渣组成所属的玻璃系统来确定,这样可以最大限度地增加矿渣掺量,降低生产成本,一般而言,矿渣掺量要达到40%以上。但是,由于矿渣页仅是玻璃配合料的一部分(主要原料或附加原料),为了得到理想的玻璃性能,用户一般要加入其他原料,这样基础玻璃的玻璃系统可以和矿渣的玻璃系统不一致。 (2) 主要成分     基础玻璃的主要成分决定了玻璃的成型方法和热处理制度,并最终决定了玻璃的许多重要的性能。因此玻璃组分的确定是玻璃设计中非常重要的部分。有关各种主要组分对玻璃制备的影响已在第5章作为类比因素做了较为详细的介绍。 (3) 晶核剂及辅助成分     晶核剂及微晶玻璃中的少量元素同样是不可忽视的,它们可以通过影响玻璃析晶和分相而影响玻璃的性能。晶核剂的选择和辅助成分的添加都要依据具体实际来确定。 1  晶核剂的选择  晶核剂的作用是在玻璃熔制过程中均匀地溶解于玻璃液中,当玻璃处于析晶稳定区时,降低晶核形成所需的能量,从而使核化在较低的温度下进行。常用的有TiO2,CrO2,Fe2O3,ZrO3,P2O5,氟化物,硫化物等。这些物质的成核能力和成核原理随玻璃组成的不同而不同。 2   TiO2   在玻璃中的溶解度可达2%~20%,一般认为在核化过程中,于其他RO类型的氧化物一起从硅氧网络分离出来,形成RO·TiO2型的钛酸盐,并以此为晶核,促进比例微晶化。TiO2可显著降低比例熔体的粘度,有利于成核,但TiO2在含有RO玻璃系统中才是有效的,TiO2在简单的Li2O-SiO2玻璃中并不能提供理想的成核。 3   ZrO2  一般认为其成核原理是先从母相中析出富含锆氧的结晶,进而诱导母体玻璃成核。ZrO2在硅酸盐玻璃熔体中溶解度很小,一般超过3%就因溶解困难而常从熔体中析出,但引入少量P2O5能促进ZrO2的溶解。 4   Cr2O3  以高场强的间隙阳离子的形式存在于玻璃中,可以诱导玻璃中的两相分离,继之以晶相的析出。Cr2O3在玻璃中的溶解度也是很低的,但含有Fe2O3时溶解度增大。Cr2O3CaO-Al2O3-SiO2系统析出透辉石晶相最有效的晶核剂。铬有两种价态存在于玻璃中,即Cr3+Cr6+  提高熔化温度或延长熔化时间以及还原气氛有利于Cr3+ 的形成,从而减少铬渣的毒性。 5   P2O5   P2O5是玻璃形成氧化物,对硅酸盐玻璃具有良好的成核能力。常与TiO2 ZrO2共同或单独用于Li2O-Al2O3-SiO2MgO-Al2O3-SiO2等系统微晶玻璃。 6  Fe2O3   铁的氧化物可在某些微晶玻璃系统中作为有效的晶核剂,可以促进CaO-MgO-Al2O3-SiO2玻璃中析出钙长石和硅灰石。在氧化气氛中熔化可以保证Fe3+/Fe2+的比率接近磁铁矿,从而得到细晶的辉石晶体(900),若含有则TiO2,还原性质的玻璃中也可以产生出细晶结构。 7   氟化物  F-对硅氧网络有显著地破坏作用,当其含量大于2%~4%时,氟化物就会在冷却(或热处理)过程中从熔体中分离出来。形成细晶状沉淀物而引起玻璃乳浊,成为微晶玻璃的成核中心。F-使玻璃粘度下降,析品温度降低,热膨胀系数增大。 8  添加物  添加物一般指那些为了达到特定的目的而添加的成分,添加量不会太多。如为降低玻璃粘度加入少量氟化物,碱金属氧化物;为玻璃着色而添加着色剂镉;为形成玻璃熔融的还原气氛而添加炭粉等。            
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