高强钠钙铝硅浮法玻璃组成、构造及特性概述

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1、高强钠钙铝硅浮法玻璃组成、构造及特性概述第1章绪论1.1浮法玻璃从18世纪平板玻璃的规模化生产开始出现，其生产方法有冠形制板法、圆筒法、Sieverts法、Lubers法到20世纪初的有槽垂直引上法、平拉法、无槽垂直引上法，再到英国皮尔金顿兄弟在20世纪50年代发明的浮法玻璃生产技术，经历了漫长的发展历程。浮法玻璃工艺的出现，是平板玻璃制造工艺发展史上的一次重大的变革。目前，浮法玻璃生产技术是最大规模机械化、自动化的平板玻璃制造技术，适合于高效率的制造优质的平板玻璃[1,2]。截止到2003年底，全世界就已经有36个国家和地区建成了140余条浮法玻璃的生产线，其总产量高达3亿吨以上，这占据了

2、平板玻璃总产量的80%以上，而目前已经大于95%，其发展的迅猛可见一斑。我国从1965年到1971年，用了近7年的时间，将浮法生产工艺从实验室制备发展到生产性试验线建成投产并取得了成功。但是当时的技术只能生产厚度为6mm的玻璃，直到1981年4月，在洛阳玻璃厂试验成功的生产试验线，洛阳浮法玻璃工艺技术才真正诞生，从此我国的玻璃工业迈进了一个快速发展的时期。自从洛阳浮法玻璃生产技术诞生以来，浮法玻璃的技术在我国迅速被推广开来，国内的多个厂家陆续建成了一批采用了新技术的浮法玻璃生产线，如今我国已经成功的发展成为世界上最大生产规模的平板玻璃生产国家。经过科技人员三十多年的不断探索和研发，浮法玻璃生

3、产线的日熔化量已经从1981年的250吨/天提高到目前的1100吨/天，玻璃的厚度也由2~6mm提高到0.55~25mm的范围。同时，在玻璃新品种和新功能的研究方面，也出现了例如超薄、超厚玻璃，彩色玻璃、自洁净玻璃、Lool%）＞1时，Al3+作为网络形成体存在于四面体之中，而当Na2O/Al2O3（mol%）＜1时，Al3+则存在于八面体之中，起网络外体的作用。场强较大的阳离子会对Al3+离子的配位方式有一定的影响，一般当玻璃中含有Li+，B3+和Be2+这几种离子时，由于他们有与氧离子结合的倾向高，进而干扰了Al3+进入四面体配位，能使其有可能处于铝氧八面体[AlO6]之中。在传统钠钙硅

4、系平板玻璃组成中的Al2O3为铝氧四面体[AlO4]结构，与硅氧四面体[SiO4]组成统一的网络，起到了修补网络的作用，使玻璃网络的完整性和紧密程度都有提高[8,9]。这种结构使得玻璃的结晶倾向和结晶速度以及热膨胀系数都得到有效的降低。同时，提高了玻璃的粘度、软化温度、表面张力、热稳定性、化学稳定性和机械性能。因此具有广泛的应用前景：如防腐材料、温度计、耐火玻璃、燃烧管、高折射率棱镜、透红外氧化物玻璃、防弹玻璃和臭氧发生管等；对高铝玻璃进行深加工处理，如钢化处理后，可作为汽车窗玻璃材料、玻璃门、防火玻璃等；合理组分的高铝玻璃，可作为长余辉发光玻璃的基片玻璃材料；也可部分取代石英玻璃。而对于高

5、铝的硼硅酸盐玻璃体系，具有高的软化点、电绝缘性、低的膨胀系数等优点，用于集成电路光刻的光掩膜基板、耐热无碱电子器件基板、耐热灯管、炊具、电子器件等，在化工、电子、航空航天等领域广泛应用。..第二章实验与测试2.1实验总体流程玻璃液进锡槽的温度一般定义为成形开始温度，略高于流道流槽温度，传统钠钙硅浮法玻璃的流槽温度约在1120~1150℃。对于本课题研究的玻璃系统而言，组成上Al2O3/SiO2比例的增大，也将引起进锡槽温度的升高，考虑到高温玻璃液对流槽耐火砖反复流冲，锡槽密封性和加热保温技术等因素，期望和要求玻璃的进锡槽温度能不超过1350℃。玻璃的粘度一温度曲线必须适合浮法成形的需要，对于

6、浮法成形而言，要求玻璃料性短，以适合高速拉引，快速成形。对于传统钠钙硅浮法玻璃而言，硬化速度通常以粘度103.2Pa•s冷却到106.6Pa•s相对应的温度之问的差值来表示，即△T=T3.2(粘度为103.2Pa•s的温度)~T6.6（粘度为106.6Pa•s的温度）的数值来衡量玻璃的硬化速度，此值通常在260~290℃之间。当成形温度范围越宽，即△T值越大，说明玻璃硬化速度越慢，料性越长；而当成形温度范围越窄，即△T值越小时，说明玻璃硬化速度越快，料性越短。对于本课题研究的玻璃系统，调整玻璃组成势必引起成形温度范围的变化，因此探究组成对玻璃料性的影响

7、至关重要。从有利于高速拉引的角度考虑，希望成形温度范围△T尽量小。.2.2玻璃的组成设计玻璃的化学组成，反映了构成玻璃的各种基本氧化物的含量，是计算玻璃配合料的主要依据。而玻璃的物理化学性能就是取决于玻璃的组分，所以改变玻璃的组成即可改变玻璃的结构，从而改变了玻璃的各种性质。在实际生产中，就是通过改变玻璃的组成来调整玻璃的性能和工艺参数。在设计玻璃组成的时候应满足以下原则：满足玻璃产品的性能要求，例如热稳定性