低能耗Na2o-Cao-SiO2玻璃組成與性能的研究.pdf

1、我國玻璃工業(yè)一直存在高能源消耗、高環(huán)境污染和高生產(chǎn)成本等一系列問題。減少玻璃行業(yè)的能源消耗，最根本和最直接有效的方式，是通過降低玻璃本身熔化的溫度，但是如果通過一般方法單純的降低玻璃的熔化溫度，有可能會(huì)導(dǎo)致玻璃的各種物理、化學(xué)性能發(fā)生變化，甚至導(dǎo)致玻璃的使用性能隨之下降。在這種形勢之下急需我們提出一種方法對現(xiàn)有的玻璃成分進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在不降低玻璃相關(guān)性能的前提下尋找最合理的較低熔化溫度的玻璃成分。
　　 本課題以Na2O-CaO

2、-SiO2系平板玻璃為基礎(chǔ)，通過調(diào)整CaO/SiO2比確保玻璃在符合熔化、成形、退火工藝要求的前提下，制備出熔制溫度較低的Na2O-CaO-SiO2系平板玻璃。然后以此為基礎(chǔ)，選擇Li2O、ZnO進(jìn)行引入，研究不同引入量的Li2O、ZnO對Na2O-CaO-SiO2系平板玻璃黏度、熔制溫度、結(jié)構(gòu)變化及化學(xué)穩(wěn)定性的影響。利用傅立葉變換紅外光譜儀和激光拉曼光譜儀等測試手段研究Li2O、ZnO對Na2O-CaO-SiO2系平板玻璃結(jié)構(gòu)的影響，

3、利用熱膨脹儀和高溫旋轉(zhuǎn)黏度儀等測試手段研究Li2O、ZnO對Na2O-CaO-SiO2系平板玻璃熱膨脹性能、高溫黏度、玻璃熔制溫度及料性的影響，利用酸度計(jì)和光學(xué)顯微鏡等測試手段研究Li2O、ZnO對Na2O-CaO-SiO2系平板玻璃化學(xué)穩(wěn)定性的影響。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：
　　 隨著CaO/SiO2比的增加，玻璃的熔制溫度Tm、成形溫度范圍△T(η=103-107Pa·s)逐漸減小，黏程活化能Eη逐漸增大，同時(shí)適當(dāng)提高CaO/SiO2

4、比降低了鈉鈣硅平板玻璃在去離子水和混合堿溶液中的質(zhì)量損失，提高了該玻璃的耐水性以及耐堿性。當(dāng)CaO/SiO2比為0.129(即CS3樣品)時(shí)的玻璃組成較為合理。這種玻璃組分的熔制溫度較原始玻璃組成降低10℃左右，單條浮法線每年可以節(jié)能約1.46×109千卡，全國每年可節(jié)省約5萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。同時(shí)耐水性提高約2.6％，耐堿性提高約0.68％，熱膨脹系數(shù)只增加約0.207×10-7℃-1。
　　 隨著ZnO引入量的增加，玻璃的熔制溫度T

5、m、成形溫度范圍△T(η=103-107Pa·s)、黏程活化能Eη及熱膨脹系數(shù)先減小后增大，同時(shí)ZnO的引入降低了鈉鈣硅平板玻璃在去離子水和混合堿溶液中的質(zhì)量損失，提高了該玻璃的耐水性以及耐堿性。ZnO的引入量為4mol％是較為合理的，此組成玻璃的熔制溫度較基礎(chǔ)玻璃降低57℃左右，單條浮法線每年可以節(jié)能約8.29×109千卡，全國每年可節(jié)省約28.6萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。同時(shí)耐水性提高約95.12％，耐堿性提高約22.37％，熱膨脹系數(shù)降低約1.

6、51×10-7℃-1。
　　 隨著Li2O引入量的增加，玻璃的熔制溫度Tm、轉(zhuǎn)變溫度Tg、軟化溫度Tf、黏程活化能Eη逐漸減小，成形溫度范圍△T(η=103-107pa·s)逐漸增大，熱膨脹系數(shù)先減少后增大，同時(shí)Li2O的引入降低了鈉鈣硅平板玻璃在去離子水和混合堿溶液中的質(zhì)量損失，提高了該玻璃的耐水性以及耐堿性。Li2O的引入量為0.8mol％是較為合理的，此組成玻璃的熔制溫度較基礎(chǔ)玻璃降低17℃左右，單條浮法線每年可以節(jié)能約2