玻璃的主要成分及其主要作用是什么?
玻璃是非晶无机非金属材料,一般是用多种无机矿物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸钡、石灰石、长石、纯碱等)为主要原料,另外加入少量辅助原料制成的。它的主要成分为二氧化硅和其他氧化物。普通玻璃的化学组成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等,主要成分是硅酸盐复盐,是一种无规则结构的非晶态固体。广泛应用于建筑物,用来隔风透光,属于混合物。另有混入了某些金属的氧化物或者盐类而显现出颜色的有色玻璃,和通过物理或者化学的方法制得的钢化玻璃等。有时把一些透明的塑料(如聚甲基丙烯酸甲酯)也称作有机玻璃。玻璃的主要化学成分是二氧化硅及氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化钠、氧化钾,其作用如下: 二氧化硅为形成玻璃的主要组分,并使玻璃具有一系列优良性能,如透明度、机械强度、化学稳定性和热稳定性等。缺点是其熔点高、熔液粘度大,造成熔化困难、热耗大,故生产玻璃时还需加入其他成分以改善这方面的状态。玻璃原料中加入少量氧化铝,能够降低玻璃的析晶倾向,提高化学稳定性和机械强度,改善热稳定性,但当其含量过多时(Al2O3>5%),就会增高玻璃液的黏度,使熔化和澄清发生困难,反而增加析晶倾向,并易使玻璃原板上出现波筋等缺陷。 加入适量氧化钙,能降低玻璃液的高温黏度,促进玻璃液的熔化和澄清。温度降低时,能增加玻璃液黏度,有利于提高引上速度。缺点是含量增高时,会增加玻璃的析晶倾向,减少玻璃的热稳定性,提高退火温度。 氧化镁其作用与氧化钙类似,但没有氧化钙增加玻璃析晶倾向的缺点,因此可用适量氧化镁代替氧化钙。但过量则会出现透辉石结晶,提高退火温度,降低玻璃对水的稳定性。 氧化钠、氧化钾为良好的助溶剂,降低玻璃液的年度,促进玻璃液的熔化和澄清,还能大大降低玻璃的析晶倾向,缺点则是会降低玻璃的化学稳定性和机械强度。
玻璃是由沙子和其他化学物质熔融在一起形成的(主要生产原料为:纯碱、石灰石、石英)。玻璃通常按主要成分分为氧化物玻璃和非氧化物玻璃。非氧化物玻璃品种和数量很少,主要有硫系玻璃和卤化物玻璃。硫系玻璃的阴离子多为硫、硒、碲等,可截止短波长光线而通过黄、红光,以及近、远红外光,其电阻低,具有开关与记忆特性。卤化物玻璃的折射率低,色散低,多用作光学玻璃。普通玻璃的化学组成是Na2O·CaO·6SiO2,主要成分是二氧化硅,是一种无规则结构的非晶态固体。广泛应用于建筑物,用来隔风透光,属于混合物。另有混入了某些金属的氧化物或者盐类而显现出颜色的有色玻璃,和通过特殊方法制得的钢化玻璃等。有时把一些透明的塑料(如聚甲基丙烯酸甲酯)也称作有机玻璃。
由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化钠、氧化钾组成故在中国玻璃工业中一般大致控制在下列含量范围:SiO2 70%~%,Al2O3 1%~2.5%,CaO 8%~10%,MgO 1.5%~4.5%,(Na2O+K2O)13%~15%。 此外,玻璃原料中常含有少量三氧化二铁、氧化铁、三氧化二铬等有害成分,其作用如下: 三氧化二铁能使玻璃着色,降低玻璃的透明度、透紫外线性能、透热性和机械强度,造成熔化澄清困难,并给玻璃的熔制品带来不良影响。 b、三氧化二铬能较强烈地使玻璃着色,减少透明度,铬矿物颗粒能在玻璃原板上形成黑点。 二氧化钛能提高玻璃的光折射和吸收紫外线性能;在三氧化二铁与二氧化钛超出一定含量比时,使玻璃组分中氧化铁的染色作用增强。