高碱铝硅酸盐玻璃熔化反应及澄清问题研究

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:rangman
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
高碱铝硅酸盐玻璃将是21世纪重要的玻璃体系之一,其具有较好的应用前景和市场前途,但其具有熔点高、粘度大、表面张力大等基本物理特性,会对玻璃的熔化、澄清和成形造成极大的困难,严重制约和影响高碱铝硅酸盐玻璃的发展,通过研究铝硅酸盐玻璃配合料熔化反应和澄清问题,获得玻璃熔化过程中的物理化学反应关系和澄清机理,促进高碱铝硅酸盐玻璃产业的发展。  本论文以弹性模量作为高碱铝硅酸盐玻璃力学性能的理论设计关键指标,利用玻璃性质加和计算公式和玻璃成分计算因子,研究玻璃成分对弹性模量影响规律。借助于XRD、DSC、TG-FTIR等研究手段和测试方法,研究5种典型原料形成的配合料在受热过程中的反应生成物、溢出气体以及熔化过程的反应热。通过体视显微镜和气泡分析仪研究手段和方法,研究澄清工艺和澄清剂对澄清效果的影响,获得玻璃澄清作用机理。  本论文研究发现:1)在Na2O-Al2O3-SiO2体系中,当mol(Al2O3/Na2O)=0.4时,玻璃表面张力在339dyn/cm存在交汇点,且在该点处出现反转特征;利用正交试验方法获得最佳玻璃组成为(wt%):SiO260.0,Al2O316.0,Li2O2.0,Na2O14.5,K2O3.5,CaO0.5,MgO3.5。2)以最佳玻璃组成为基础,利用5种典型原料形成配合料,在室温-1600℃范内,配合料的熔化反应划分为四个阶段,第一阶段:在室温-200℃范围内,发生配合料水份蒸发和有机物质初步反应;第二阶段:在200-400℃范围内,发生结构水损失和硝酸盐分解;第三阶段:在400-800℃范围内,发生活跃的碳酸盐和矿物分解或烧失物质反应与挥发,重量损失6-10wt.%;第四阶段:在温度800℃-1600℃,重量损失小于1wt.%,主要为少量气体溢出,溢出气体依然是CO2为主。3)在500-1300℃范围内,XRD分析结果表明:在500-600℃时,原材料之间开始发生复盐反应;在700-900℃,生成硅酸盐化合物;当温度大于1000℃时,晶相物质逐步减少,玻璃相逐步增多,并且到1300℃时,配合料中依然存在SiO2、Al2O3、 Al(Al1.272Si0.728O4.864)、Al2SiO5(Al2O3·SiO2)、Al4.75Si1.25O9.63等物相;锂云母和透锂长石可在700-900℃可参与硅酸盐反应,而锂辉石至1100℃后才开始参与硅酸盐反应,说明锂云母和透锂长石比锂辉石的助熔效果好。4)5种典型玻璃原料的DSC分析结果表明:在熔化反应过程中,100-380℃为放热过程,这是配合料中所含的有机物质所致;380-1600℃为吸热过程,并且该过程划分为碳酸盐分解阶段380-800℃、硅酸盐反应阶段800-1200℃、玻璃澄清与均化阶段1200-1600℃。碳酸盐分解阶段的吸热量占总吸热量的42-46%,硅酸盐反应阶段的吸热量占总吸热量的40-50%。透锂长石和锂云母为主配合料吸热量最少,而化工原料和锂辉石为主配合料热量消耗最多。5)高碱铝硅酸盐玻璃澄清研究结果表明:澄清剂是通过释放气体使玻璃液内的气体达到饱和,气体在玻璃内进行扩散、成长和上浮来完成玻璃液的澄清。对于玻璃气泡成分分析表明高碱铝硅酸盐的气体饱和度大小次序为:O2>SO2>N2>CO2,充分表明氧化还原型澄清剂和硫酸盐澄清剂可以获得较好澄清效果。
其他文献
在中国,移动互联网发展迅猛,移动社交软件“微信”逐渐在用户中占据绝对的主导地位.到2019年第二季度,微信月活用户突破11亿,而微信小程序用户总量已达到7亿,每月人均使用微
期刊
活性氮氧化物非均相化学及氯活化是当前大气领域研究热点。五氧化二氮(N2O5)及其在含氯气溶胶表面的非均相产物硝酰氯(ClNO2)在大气化学过程中起到重要作用,并且进一步会加剧
习近平总书记在决战决胜脱贫攻坚座谈会上,发出了夺取全面建成小康社会最后胜利的总攻令.决战决胜脱贫攻坚战,组织部门责无旁贷.要增强“四个意识”、坚定“四个自信”、做到
期刊
分子印迹膜(MIM)技术是一种对特定分子进行高选择性分离的新兴技术,它不仅具有分子印迹技术的预定性、选择性和实用性,也具有膜分离技术的节能性、易操作性和连续性的优点,近年
一直以来,我国北方地区水资源匮乏,迫于缺水的形势和工农业争水的事实,灌溉用水越来越紧张。天津从1958年开始用污水灌溉农田,到1981年污灌面积总计为223.83万亩,为全国首位。2003
随着能源需求的不断增长,探索具备优良性能的新型清洁能源材料已成为当今的一个挑战。二氧化锰,作为一种超级电容器赝电容材料,由于其具有高容量、低成本、环境友好等优点,已逐渐
随着现代工业领域对轻量化材料和器件的迫切需求不断增加,镁锂合金因其具有低密度、高比刚度和比强度,并具有良好的阻尼减震性能、电磁屏蔽性能和易于回收等一系列优点,在汽车、
脱贫攻坚、健康中国、六稳六保、全面小康、高质量发展……在新冠肺炎疫情防控常态化的特殊背景下,全国两会为统筹推进疫情防控和经济社会发展工作献计献策,为打赢脱贫攻坚战
期刊
新职业的出现,对高校毕业生来说,是一种利好.此外,大学生也要转变就业观念,积极拥抱新职业的机遇.知识与技能,才是就业市场上的“硬通货”,大学生要保持终身学习的心态,积极
期刊
例题一:认真理解这幅漫画,给出一个标题,并结合社会现象进行阐述分析.rn在一根巨大的手指上,一个人昂着头大步沿着手指头指的路向前走,手指的前方飘着两朵云.(图片略)rn题目
期刊