CN103214184A - 一种新型高硼硅玻璃及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种新型高硼硅玻璃及其制备方法，涉及玻璃制品生产技术领域，其特征在于：按重量比该组合物由以下组分组成：石英砂150kg，硼砂40kg，硼酸11.9kg，氢氧化铝9kg，食盐0.42kg，碎玻璃90kg，通过配料、加料、熔化、澄清、成型、退火、包装入库这几个步骤制作而成。本发明制作出的玻璃支配明结构合理、质地坚硬、抗震效果良好。

Description

一种新型高硼硅玻璃及其制备方法

技术领域：

本发明涉及玻璃制品生产技术领域，具体涉及一种新型高硼硅玻璃及其制备方法。 

背景技术：

玻璃制品是采用玻璃为主要原料加工而成的生活用品、工业用品的统称。玻璃是一种较为透明的固体物质,在熔融时形成连续网络结构,冷却过程中粘度逐渐增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料。 

高硼硅玻璃一般主要组成是71%左右的氧化硅，14%左右的稳定氧化物(包括氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化钡)以及15%左右的助熔剂(包括氧化钠、氧化钾、氧化硼、三氧化硫)的玻璃。  

而目前玻璃在使用的过程中往往对于光泽度、遮阳度、透光度等等都有着严格的要求，由于现今的环境污染严重、二氧化碳、浮尘等等的含量都超标，这样不论对于汽车、建筑物玻璃等等都会有着严格的要求，这样就需要在工业方面制作良好的产品来满足需求。 

发明内容：

本发明所要解决的技术问题在于克服现有的技术缺陷提供一种结构合理、质地坚硬、抗震效果良好的一种新型玻璃，并且还提供了其制备方法。 

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现： 

一种新型高硼硅玻璃，其特征在于，按重量比该组合物由以下组分组成： 

石英砂是重要的玻璃形成氧化物，高硼硅玻璃用量较大，都在70%以上，其硅含量占80%以上，它以硅氧四面体的结构组元形成不规则的连续网络，形成玻璃的骨架； 

硼砂与硼酸形成三氧化二硼(B₂O₃)是玻璃的形成氧化物，在硼硅玻璃中与硅氧四面体共同组成结构网络，能够有效降低膨胀系数，还起到提高熔化速度，是很好的助熔剂； 

氧化铝属于中间体氧化物，当玻璃中NA₂O/(氧化钠)AL₂O₃(三氧化铝)>1时，形成铝氧四面体与硅氧四面体组成连续的结构网络； 

食盐在玻璃中起到澄清作用，在化学反应下使气泡顺利排除，该原料要适量添加； 

碎玻璃作用可提高熔化率，加速玻璃熔化，还有利于澄清和均化，使玻璃液质量更加稳定，气泡能有效得到控制。 

一种新型高硼硅玻璃的制备方法，其特征在于，该制备方法的具体步骤包括： 

步骤一、配料：原料的选择应根据已确定的玻璃组成，玻璃的性质要求，原料的来源，价格与供应的可靠性等，综合考虑进行选取，选择原料时遵循以下原则： 

a.原料的质量要符合要求，而且成分稳定， 

b.利于熔化和澄清， 

c.少用过轻对人体有害的原料， 

d.对耐火材料侵蚀要小， 

e.易于加工处理，价格低廉，方便运输，能大量供应  

步骤二、加料：加料顺序为：碎玻璃—石英砂—硼砂—小料， 

小料的添加顺序为：硼酸—氢氧化铝—食盐，称量顺序为：硼酸—氢氧化铝—食盐；混料时间从小料倒入开始计时，混合2.5—3分钟； 

步骤三、熔化：将配合料经过高温加热形成均匀的无气泡的并符合要求的玻璃液的过程称为玻璃熔制，玻璃熔制分五个阶段： 

a.硅酸形成， 

b.玻璃液形成， 

c.玻璃液澄清， 

d.玻璃液均化， 

e.玻璃液冷却； 

五个过程即是：物理过程、化学过程、物理化学反应的过程，熔化池里的玻璃液熔化和澄清时的温度为1600摄式度左右，使用三组钼电极对熔化池底部加热，每小时加电量为1080KV； 

步骤四、澄清：通常在硅酸盐形成和玻璃液形成过程就开始于玻璃液中气体的排出，这比气体在高温条件下，经过食盐相互作用而使气泡大量排出的过程，就通程澄清，建立和保持平衡澄清状态，是生产过程的关键，澄清温度在1650摄式度以上； 

步骤五、成型：料道中的玻璃液经过进一步澄清均化并达到成型前的温度后，从料盆流出，经过匀料筒再次均匀后，流经铂金端头，形成管状几何尺寸，由垂拉机对石棉滚子垂直拉下的几个相应过程； 

玻璃管成型是熔融的玻璃液转变为固定几何形状的过程，因此必须在一定温度范围内才能形成，在成型时玻璃液除机械运动外，还同周围介质进行热传递，由冷却到硬化，玻璃首先由粘性液态转变为可塑状态，然后再转成脆性固体，是多种性质不同作用的综合，玻璃管的冷却和硬化，主要取决于在成型中连续地同周围介质进行热传递，产生的温度场，这种热现象受到热传递过程的制约与玻璃管中本身及其周围介质的热物理性质有关；在生产过程中，玻璃管的成型分为成型和定型两个阶段，第一分阶段是赋予玻璃管以一定的管径尺寸，第二阶段把玻璃管形状固定下来，玻璃管成型和定型是连续进行的，定形实际是成型的延续； 

步骤六、退火：玻璃管从高温到冷却的过程会产生内应力，内应力消除的过程就叫退火，退火分为四个阶段： 

a.加热， 

b.保温， 

c.冷却， 

d.速冷； 

加热的温度为560±20℃； 

一般使用的是电退火炉，可连续工作，将成品玻璃管轻轻放入后，由电机带动退火网带连续运转，经过四个阶段处理45分钟后； 

步骤七、包装入库：经过退火过后的材料，在生产流水线可直接包装，有专业运输人员对产品入库。 

本发明的有益效果为：通过这样的步骤以及材料制作出来的玻璃，比普通的玻璃的硬度、强度等等都高，并且制作的效率更好，质量也提高了许多。本发制作出的玻璃支配明结构合理、质地坚硬、抗震效果良好。 

具体实施方式：

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本发明。 

一种新型高硼硅玻璃，其特征在于，按重量比该组合物由以下组分组成： 

石英砂是重要的玻璃形成氧化物，高硼硅玻璃用量较大，都在70%以上，其硅含量占80%以上，它以硅氧四面体的结构组元形成不规则的连续网络，形成玻璃的骨架； 

硼砂与硼酸形成三氧化二硼(B₂O₃)是玻璃的形成氧化物，在硼硅玻璃中与硅氧四面体共同组成结构网络，能够有效降低膨胀系数，还起到提高熔化速度，是很好的助熔剂； 

氧化铝属于中间体氧化物，当玻璃中NA₂O/(氧化钠)AL₂O₃(三氧化铝)>1时，形成铝氧四面体与硅氧四面体组成连续的结构网络； 

食盐在玻璃中起到澄清作用，在化学反应下使气泡顺利排除，该原料要 适量添加； 

碎玻璃作用可提高熔化率，加速玻璃熔化，还有利于澄清和均化，使玻璃液质量更加稳定，气泡能有效得到控制。 

一种新型高硼硅玻璃的制备方法，其特征在于，该制备方法的具体步骤包括： 

步骤一、配料：原料的选择应根据已确定的玻璃组成，玻璃的性质要求，原料的来源，价格与供应的可靠性等，综合考虑进行选取，选择原料时遵循以下原则： 

f.原料的质量要符合要求，而且成分稳定， 

g.利于熔化和澄清， 

h.少用过轻对人体有害的原料， 

i.对耐火材料侵蚀要小， 

j.易于加工处理，价格低廉，方便运输，能大量供应  

步骤二、加料：加料顺序为：碎玻璃—石英砂—硼砂—小料， 

小料的添加顺序为：硼酸—氢氧化铝—食盐，称量顺序为：硼酸—氢氧化铝—食盐；混料时间从小料倒入开始计时，混合2.5—3分钟； 

步骤三、熔化：将配合料经过高温加热形成均匀的无气泡的并符合要求的玻璃液的过程称为玻璃熔制，玻璃熔制分五个阶段： 

f.硅酸形成， 

g.玻璃液形成， 

h.玻璃液澄清， 

i.玻璃液均化， 

j.玻璃液冷却； 

五个过程即是：物理过程、化学过程、物理化学反应的过程，熔化池里的玻璃液熔化和澄清时的温度为1600摄式度左右，使用三组钼电极对熔化池底部加热，每小时加电量为1080KV； 

步骤四、澄清：通常在硅酸盐形成和玻璃液形成过程就开始于玻璃液中气体的排出，这比气体在高温条件下，经过食盐相互作用而使气泡大量排出的过程，就通程澄清，建立和保持平衡澄清状态，是生产过程的关键，澄清 温度在1650摄式度以上； 

步骤五、成型：料道中的玻璃液经过进一步澄清均化并达到成型前的温度后，从料盆流出，经过匀料筒再次均匀后，流经铂金端头，形成管状几何尺寸，由垂拉机对石棉滚子垂直拉下的几个相应过程； 

玻璃管成型是熔融的玻璃液转变为固定几何形状的过程，因此必须在一定温度范围内才能形成，在成型时玻璃液除机械运动外，还同周围介质进行热传递，由冷却到硬化，玻璃首先由粘性液态转变为可塑状态，然后再转成脆性固体，是多种性质不同作用的综合，玻璃管的冷却和硬化，主要取决于在成型中连续地同周围介质进行热传递，产生的温度场，这种热现象受到热传递过程的制约与玻璃管中本身及其周围介质的热物理性质有关；在生产过程中，玻璃管的成型分为成型和定型两个阶段，第一分阶段是赋予玻璃管以一定的管径尺寸，第二阶段把玻璃管形状固定下来，玻璃管成型和定型是连续进行的，定形实际是成型的延续； 

步骤六、退火：玻璃管从高温到冷却的过程会产生内应力，内应力消除的过程就叫退火，退火分为四个阶段： 

e.加热， 

f.保温， 

g.冷却， 

h.速冷； 

加热的温度为560±20℃； 

一般使用的是电退火炉，可连续工作，将成品玻璃管轻轻放入后，由电机带动退火网带连续运转，经过四个阶段处理45分钟后； 

步骤七、包装入库：经过退火过后的材料，在生产流水线可直接包装，有专业运输人员对产品入库。 

高硼硅玻璃（又名硬质玻璃），因线热膨胀系数为(3.3士0.1)×10-6/K，也有人称之为“硼硅玻璃3.3”。它是一种低膨胀率、耐高温、高强度、高硬度、高透光率和高化学稳定性的特殊玻璃材料，因其优异的性能，被广泛应用于太阳能、化工、医药包装、电光源、工艺饰品等行业。 

参数： 

膨胀系数	承受温度	耐火性能	透光度	强度
					高	-50℃～180℃	明火烧40分钟	88%～95%	MU40～MU80

[0081]  以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。 

Claims (5)

1.一种新型高硼硅玻璃，其特征在于，按重量比该组合物由以下组分组成：

。

2.一种新型高硼硅玻璃的制备方法，其特征在于，该制备方法的具体步骤包括：

步骤一、配料：原料的选择应根据已确定的玻璃组成，玻璃的性质要求，原料的来源，价格与供应的可靠性等，综合考虑进行选取，选择原料时遵循以下原则：

a.原料的质量要符合要求，而且成分稳定，

b.利于熔化和澄清，

c.少用过轻对人体有害的原料，

d.对耐火材料侵蚀要小，

e.易于加工处理，价格低廉，方便运输，能大量供应 

步骤二、加料：加料顺序为：碎玻璃—石英砂—硼砂—小料，

小料的添加顺序为：硼酸—氢氧化铝—食盐，称量顺序为：硼酸—氢氧化铝—食盐；混料时间从小料倒入开始计时，混合2.5—3分钟；

步骤三、熔化：将配合料经过高温加热形成均匀的无气泡的并符合要求的玻璃液的过程称为玻璃熔制，玻璃熔制分五个阶段：

a.硅酸形成，

b.玻璃液形成，

c.玻璃液澄清，

d.玻璃液均化，

玻璃液冷却； 

步骤四、澄清：通常在硅酸盐形成和玻璃液形成过程就开始于玻璃液中气体的排出，这比气体在高温条件下，经过食盐相互作用而使气泡大量排出的过程，就通程澄清，建立和保持平衡澄清状态，是生产过程的关键，澄清温度在1650摄式度以上；

步骤五、成型：料道中的玻璃液经过进一步澄清均化并达到成型前的温度后，从料盆流出，经过匀料筒再次均匀后，流经铂金端头，形成管状几何尺寸，由垂拉机对石棉滚子垂直拉下的几个相应过程；

步骤六、退火：玻璃管从高温到冷却的过程会产生内应力，内应力消除的过程就叫退火，退火分为四个阶段：

a.加热，

b.保温，

c.冷却，

d.速冷；

步骤七、包装入库：经过退火过后的材料，在生产流水线可直接包装，有专业运输人员对产品入库。

3.根据权利要求2所述的一种新型高硼硅玻璃的制备方法，其特征在于：玻璃熔制的五个过程即是：物理过程、化学过程、物理化学反应的过程，熔化池里的玻璃液熔化和澄清时的温度为1600摄式度左右，使用三组钼电极对熔化池底部加热，每小时加电量为1080KV。

4.根据权利要求2所述的一种新型高硼硅玻璃的制备方法，其特征在于：玻璃退火时加热的温度为560±20℃。

5.根据权利要求2所述的一种新型高硼硅玻璃的制备方法，其特征在于：玻璃退货一般使用的是电退火炉，可连续工作，将成品玻璃管轻轻放入后，由电机带动退火网带连续运转，经过四个阶段处理45分钟后。