玻璃制造技術(shù)

1、玻璃制造技術(shù) 15級礦業(yè)工程 v一、玻璃的應(yīng)用v二、生產(chǎn)原料v 主要原料v 輔助原料v三、生產(chǎn)過程與工藝v 配合料制備v 熔制v 成型v 熱處理v 后加工v四、未來發(fā)展趨勢玻璃的應(yīng)用 主要原料：需要引入的氧化物及來源v1、酸性氧化物原料：有SiO2、B2O3、Al2O3等的原料va)SiO2是硅酸鹽玻璃中玻璃結(jié)構(gòu)的骨架。它賦予玻璃高強度、良好的化學穩(wěn)定性、耐熱性和低膨脹性，但會使玻璃的熔融溫度增高，粘度增大。SiO2的來源是硅砂或砂巖、石英巖。v3. NaO2：純堿、芒硝（Na2SO4）主要原料：1、酸性氧化物原料：vb)玻璃中加B2O3，可降低玻璃的熱膨脹性,提高折射率、耐熱急變性和耐化學侵

2、蝕性,在溫度較高時能降低玻璃粘度，溫度較低時提高玻璃粘度。B2O3的來源是硼砂或硼酸。vc)玻璃中加 Al2O3能減小玻璃析晶傾向和增強化學穩(wěn)定性，提高強度，增大玻璃粘度。其引用原料通常是伴含K2O或Na2O和SiO2的長石,也可以用工業(yè)氧化鋁等。2、堿金屬氧化物原料：有Na2O、K2O的原料v玻璃中加Na2O和K2O成分可降低熔融溫度，減小粘度,但會使玻璃的化學穩(wěn)定性變差。v其引用原料是純堿(Na2CO3)和鉀堿(K2CO3)3、堿土金屬原料：有CaO、MgO、BaO、PbO的原料。v玻璃中加CaO和MgO能減弱鈉硅玻璃析晶傾向，增強化學穩(wěn)定性，高溫時能降低玻璃粘度，促進玻璃熔化和澄清,但溫

3、度降低時粘度增加很快,成型操作困難。CaO來源為方解石、石灰石， MgO來源為白云石、菱鎂礦。v玻璃中加BaO以調(diào)節(jié)玻璃的化學穩(wěn)定性和折射率等性質(zhì)。 BaO來源為重晶石、毒晶石。v玻璃中加PbO可顯著提高折射率和色散。 PbO來源為鉛丹(Pb3O4)主要原料：碎玻璃v碎玻璃也是一種主要原料，常稱為熟料，能夠在較低的溫度下熔融，有助于玻璃配合料的溶化，而且使用碎玻璃可以實現(xiàn)廢物利用和回收。輔助原料：v1、澄清劑：向玻璃配合料或玻璃溶液中加入一種高溫時本身能氣化或分解放出氣體，以促進排除玻璃中氣泡的添加物.va.白砒（As2O3）vb.氧化銻(Sb2O3)vc.硫酸鹽類:硫酸鈉、硫酸鈣等vd.氟化

4、物類:螢石、氟硅酸鈉等輔助原料：v著色劑：使玻璃制品著色的添加劑稱為著色劑，其作用是使玻璃對光線產(chǎn)生選擇性吸收，從而顯出一定的顏色。v來源：有過渡金屬Co、Ni、Mn、Cr、Cu、Fe的化合物，CdS、CdSe及Se、Au、Ag的化合物等。輔助原料：v脫色劑：為了提高無色玻璃的透明度，常在玻璃熔制時，向配合料中加入脫色劑，以去除玻璃原料中含有的鐵、鉻、鈦、釩等化合物和有機物的有害雜質(zhì)。v包括化學脫色劑和物理脫色劑v化學脫色劑：白砒和氧化銻、硝酸鹽類、鹵化物類、氧化錳v物理脫色劑：硒、氧化亞鈷、氧化亞鎳、二氧化錳等v助熔劑：能促使玻璃熔制過程加速的添加物稱為助熔劑或加速劑。v乳濁劑：使玻璃冷卻時

5、析出密布晶體，對光線產(chǎn)生散射而不透明。v氧化劑、還原劑：玻璃熔制時,能分解放出氧的物質(zhì)稱為氧化劑.v反之，成為還原劑。生產(chǎn)過程與工藝v不同玻璃制品的制造方法各有其特點，但主要工藝是相似的：v生產(chǎn)過程主要包括配合料制備、熔制、成型、熱處理和后加工等步驟。生產(chǎn)過程與工藝v配合料制備：首先對原料進行預(yù)加工，包括對塊狀原料的粉碎、潮濕原料的預(yù)干燥和含鐵原料的除鐵處理等。v熔制：玻璃的熔制是指將配合料經(jīng)過高溫熔融，形成均勻無氣泡并符合成形要求的玻璃液的過程，它是玻璃生產(chǎn)中很重要的環(huán)節(jié)，是獲得優(yōu)質(zhì)玻璃制品的重要保證。生產(chǎn)過程與工藝-熔制生產(chǎn)過程與工藝-成型v玻璃的成型：將熔融的玻璃液加工成具有一定形狀和尺

6、寸的玻璃制品的工藝過程。v常見玻璃成型方法：壓制成型、吹制成型、拉制成型、壓延成型、澆鑄成型、浮法成型。一、壓制成型v用以制造敞口和實心制品,如碗、盤、缸、鏡片、顯像屏和錐、磚等。二、吹制成型v吹制成型是先將玻璃粘料壓制成雛形型塊，再將壓縮氣體吹入處于熱熔態(tài)的玻璃型罐、器皿、燈泡等，使之吹脹成為中空制品。吹制成型可分為機械吹制成型和人工吹制成型，用來制造瓶罐類。三、拉制成型v拉制成型是利用機械拉引力將玻璃熔體制成制品，分為垂直拉制和水平拉制，主要用來生產(chǎn)平板玻璃、玻璃管、玻璃纖維等。v生產(chǎn)平板玻璃有有槽垂直引上法、對輥法、無槽垂直引上法。四、壓延成型v壓延成型是用金屬輥將玻璃熔體壓成板狀制品，

7、主要用來生產(chǎn)壓花玻璃、夾絲玻璃等。v該成型分為平面壓延與輥間壓延成型。五、澆鑄成型v用以生產(chǎn)光學玻璃、建筑裝飾制品等。其中離心澆注法用以生產(chǎn)大直徑玻璃管、器皿、大容量反應(yīng)鍋和玻璃錐等。v用于澆注的玻璃液粘度要小，在模子中凝固成型。離心澆注時，玻璃液注入模中，然后高速旋轉(zhuǎn)，玻璃液受離心力作用緊貼到模子壁上，直到固化。 六、浮法成型v浮法是指熔窯熔融的玻璃液在流入錫槽后在熔融金屬錫液的表面上成型平板玻璃的方法。v特點：1、玻璃液溫度開始11501100 ，最后600 左右引出錫槽。v2、玻璃液在錫面上受自身重力、表面張力和拉引力作用下，攤開形成玻璃帶，在錫槽中完成拋光與拉薄。v3、平整度好。錫槽生

8、產(chǎn)過程與工藝熱處理v熱處理，一般包括退火和淬火兩種工藝。v退火就是消除或減小玻璃制品中的熱應(yīng)力的熱處理過程。對光學玻璃和某些特種玻璃制品，通過退火可使內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻，以達到要求的光學性能；v淬火就是使玻璃表面形成一個有規(guī)律、均勻分布的壓力層，以提高玻璃制品的機械強度和熱穩(wěn)定性。生產(chǎn)過程與工藝后處理v成型后的玻璃制品，大多數(shù)還須作進一步加工，以得到符合要求的制品。經(jīng)過二次加工可以改善玻璃制品的表面性質(zhì)、外觀質(zhì)量和外觀效果。v玻璃制品的二次加工可分為冷加工、熱加工和表面處理三大類。 后處理v冷加工：是指在常溫下通過機械方法來改變玻璃制品的外形和表面狀態(tài)所進行的工藝過程。v基本方法包括研磨、拋光、切割

9、、噴砂、鉆孔和車刻等。v熱加工：可以改善制品的性能和外觀質(zhì)量。v熱加工的方法主要有：火焰切割、火拋光、鉆孔、鋒利邊緣的燒口等。后處理表面處理v表面處理包括玻璃制品光滑面與散光面的形成(如器皿玻璃的化學刻蝕、燈泡的毛蝕、玻璃化學拋光等)、表面著色和表面涂層(如鏡子鍍銀、表面導電)等。玻璃彩飾：利用彩色釉料對玻璃制品進行裝飾的過程。常見的彩飾方法有：描繪、噴花、貼花和印花等。彩飾方法可單獨采用，也可組合采用。 玻璃蝕刻：利用氫氟酸的腐蝕作用，使玻璃獲得不透明毛面的方法。先在玻璃表面涂覆石蠟、松節(jié)油等作為保護層并在其上刻繪圖案，再用氫氟酸溶液腐蝕刻繪所露出的部分。玻璃生產(chǎn)未來的發(fā)展趨勢v其一，玻璃發(fā)

10、揮的功能越來越全面化和多樣化。玻璃的各種深加工技術(shù)，經(jīng)與幕墻的裝配技術(shù)相結(jié)合后，玻璃的各種優(yōu)異性能得以充分發(fā)揮。v例如：將鋼化夾膠、鍍膜中空處理后，玻璃再裝配成有空氣通道的雙層幕墻，那么玻璃將集空間分隔作用、透明采光作用、保溫隔熱作用、陽光控制作用、節(jié)能環(huán)保作用、擋風防雨作用、抗風受力作用等眾多功能于一身，發(fā)揮著別的建材無法發(fā)揮的作用。玻璃生產(chǎn)未來的發(fā)展趨勢v其二，玻璃幕墻和采光頂?shù)拇罅坎捎煤筒Ａе苯訁⑴c結(jié)構(gòu)抗風受力的發(fā)展趨勢。玻璃材料的這種結(jié)構(gòu)化趨勢，主要是建筑物的大型化、現(xiàn)代化要求促成的，同時也是玻璃優(yōu)異功能得以實現(xiàn)的必然要求。玻璃生產(chǎn)未來的發(fā)展趨勢v廣州的新白云機場、廣州國際會議展覽中心、北京植物園等點支式玻璃幕墻的高度都在30m上下，長度經(jīng)常以百米計，單片玻璃幕墻面積在500010000平方米的已不在少數(shù)；幕墻中單塊玻璃的尺寸也在呈大型化趨勢，15m3m，20m3m，這種大尺寸玻璃的應(yīng)用十分普遍。玻璃生產(chǎn)未來的發(fā)展趨勢v其三，直接將玻璃作為結(jié)構(gòu)受力件或建筑零配件使用。v如玻璃樓梯、踏步板、欄桿、玻璃隔斷