高硼硅玻璃管是利用玻璃在高溫狀態(tài)下導電的特性,通過在玻璃內部加熱來實現(xiàn)玻璃熔化,經先進生產工藝加工而成。玻璃管中SiO2(氧化硅)>78%,B2O3(氧化硼)>10%,硅和硼的含量很高。
原料
包括主要原料和輔助原料。前者指引入玻璃的形成網(wǎng)絡結構的氧化物、中間體氧化物和網(wǎng)絡外氧化物等原料;后者可以加速玻璃熔制,或使其獲得某種必要的性質。
主要原料
根據(jù)引入氧化物的性質,分為酸性氧化物原料、堿金屬氧化物原料和堿土金屬氧化物原料。
①酸性氧化物原料:有SiO2、B2O3、Al2O3等的原料。SiO2是硅酸鹽玻璃中玻璃結構的骨架。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的引用原料是硅砂或砂巖、石英巖。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的引用原料是硼砂或硼酸。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。 滄州市天暢工藝玻璃制品廠專業(yè)生產各種型號高硼硅玻璃管
②堿金屬氧化物原料:有Na2O、K2O的原料。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。其引用原料是純堿(Na2CO3)和鉀堿(K2CO3)。
③堿土金屬氧化物原料:有CaO、MgO、BaO、ZnO、PbO的原料。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,但溫度降低時粘度增加很快,成型操作困難。其引用原料是石灰石(CaCO3)和菱苦土(MgCO3),或用同時含CaO和MgO的白云石。玻璃中常加BaO和ZnO以調節(jié)玻璃的化學穩(wěn)定性和折射率等性質,其引用原料常為工業(yè)ZnO和BaCO3、BaSO4或 Ba(NO3)2。玻璃中加PbO可顯著提高折射率和色散,使玻璃吸收短波長射線,同時,比重增大,熔融溫度降低,與金屬浸潤性好。PbO的引用原料是紅丹和黃丹或工業(yè)*。
此外,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。
輔助原料
一般包括澄清劑、著色劑、脫色劑、乳濁劑、助熔劑等。
①澄清劑:在玻璃熔制時分解排放氣體,加速玻璃熔體排出氣泡。有白砒、氧化銻、硝酸鹽、銻酸鈉、芒硝等。
②著色劑:使玻璃具有各種不同顏色,通常是過渡金屬Co、Ni、Mn、Cr、Cu、Fe的化合物,CdS、CdSe及Se、Au、Ag的化合物等。
③脫色劑:脫色分化學脫色和物理脫色。化學脫色是加入氧化劑,將帶色化合物氧化成無色或淺色。物理脫色是根據(jù)互補色原理,加入著色劑以抵消FeO、Fe2O3、Cr2O3、TiO2等雜質呈現(xiàn)的顏色。如氧化鐵使玻璃呈青綠色,通常加入硝酸鹽、氧化鈰將鐵氧化成高價后,著色力減弱。還可加入Se、Co、Ni、Mn的化合物產生紅紫色,與Fe化合物的青綠色互補成無色,但降低了光透過率。
④乳濁劑:使玻璃冷卻時析出密布晶體,對光線產生散射而不透明。常用水晶石、氟硅酸鈉等氟化物和磷酸鈣等磷酸鹽。
生產過程
主要包括配合料制備、熔制、成型、退火和后加工等步驟。
配合料制備
首先對原料進行預加工,包括對塊狀原料的粉碎、潮濕原料的預干燥和含鐵原料的除鐵處理等。粉碎的顆粒度以0.25~0.5mm為宜,過粗的顆粒不易充分熔化,在玻璃中會形成殘留料粉結石或富硅節(jié)瘤;過細的顆粒容易飛揚或集聚成團。將具有一定顆粒度的原料按配方稱量,再用轉鼓式、槳葉式或盤式混合機進行混合。
熔制
將玻璃配合料進行高溫熔化、澄清,形成均勻的無氣泡、無結石的玻璃液。玻璃配合料的熔制溫度隨成分不同而異,通常為1300~1600℃。配合料在高溫下發(fā)生一系列物理化學反應,逐步熔融*。隨溫度的升高,粘度顯著減小,其中夾雜的大量空氣和原料分解產生的氣體從熔融液中上升并逸出,使熔體變得清澄。在高溫排除氣泡的同時,玻璃液的化學組成也趨向均勻,必要時,加機械外力攪動。澄清和均化完成后,降溫使玻璃液均勻一致地達到適合成型要求的粘度。
熔制在玻璃熔窯中進行。大批量生產時在池窯中連續(xù)熔制。配合料在窯的一端加入,供成型的玻璃液在另一端排出。小量生產時在坩堝窯中間歇熔制。
成型
將玻璃液加工成固定幾何形狀的制品。玻璃降溫時由液態(tài)、可塑態(tài)至固態(tài),將玻璃的供取料、賦形和定型的制作階段連接起來。人工挑料時,玻璃液粘度通常為102.2Pa·s;機械自動供料時為102~103Pa·s,相當于玻璃液澄清時粘度的10~100倍。玻璃液滴入模的適宜粘度通常為103.5Pa·s,脫模時粘度應為106Pa·s, 在這個可塑范圍內對玻璃料進行剪切、粘結、吹擴、壓延等成型操作。若制作時間較長,須調節(jié)玻璃成分使粘度轉變趨緩和析晶傾向小,以免在成型過程硬化太快和發(fā)生析晶。常用的玻璃成型方法有吹制法、壓制法、拉引法、澆注法、壓延法等。
玻璃管吹制法:用以制造空心玻璃制品,如水杯、器皿、瓶、罐、燈泡等。人工吹制時使用長約1.5m中空鐵吹管,一端蘸取玻璃液(挑料),一端為吹嘴。挑料后在滾料板(碗)上滾勻、吹氣,形成玻璃料泡,在模中吹成制品;也可無模自由吹制,后從吹管上敲落。大型制品成型時,需反復挑料滾勻,以集取足夠料量。機械吹制時,玻璃液由玻璃熔窯出口流出,經供料機形成設定重量和形狀的料滴,剪入初型模中吹成或壓成初型,再轉入成型模中吹成制品。吹成初型再吹成制品的稱吹-吹法,適宜制成小口器皿和瓶罐。壓成初型再吹成制品的稱壓-吹法,適宜制成大口器皿和薄壁瓶罐。
高硼硅玻璃管系數(shù)、分類、用途
1.理化性能
膨脹系數(shù) :(32.5±0.5)×10-7/℃
密度g/cm : 32.23±0.02
耐水性能 : 一級
耐酸性能 : 一級
耐堿性能 : 二級
軟化點 : 820℃
析品溫度 : 695℃-1180℃
2.高硼硅玻璃主要技術參數(shù)
熔化溫度(℃): 1680
成型溫度(℃): 1260
軟化溫度(℃): 830
退火爐溫度(℃): 560
硬度 七級
3.高硼硅玻璃產品系列
1、棒材:可用于加工裝飾燈具用品,深受海內外青睞
2、管材:可用于化學儀器用管、化工管道、工藝品用管
3、太陽能真空管用毛坯管
4、工藝日用品 高硼硅材料被廣泛應用于太陽能。我國農村及村鎮(zhèn)人口約占全國總人口的80%,構成約3億個家庭,且農村太陽能熱水器市場有著90%以上的市場空白。如果農村的太陽能熱水器普及率達到25%,那么就會產生1300億元的銷售額。
廣泛用于太陽能玻璃集熱器/燈具/化工設備管道 /熱交換設備等