玻璃砂是制造玻璃最核心的原料之一,它为玻璃提供了基础的化学骨架。
以下是玻璃砂在玻璃制造中的主要应用:
这是玻璃砂最根本、最核心的用途。
作用:玻璃砂(主要成分是二氧化硅 SiO₂)是玻璃配方中最主要的组分,通常占比超过 70%。它与纯碱(Na₂CO₃)、石灰石(CaCO₃)等原料混合,在高温下熔融,形成玻液。
具体应用:
平板玻璃:如浮法玻璃、格法玻璃等。
瓶罐玻璃:如饮料瓶、酒瓶、罐头瓶等。
器皿玻璃:如玻璃杯、玻璃碗、玻璃盘等。
光学玻璃:用于制造眼镜片、相机镜头等。
特种玻璃:如硼硅玻璃、钢化玻璃、防弹玻璃等。
通过使用不同类型和规格的玻璃砂,可以精确地调整玻璃的化学成分,从而获得所需的物理和化学性能。
调整 SiO₂含量:SiO₂是玻璃形成体,其含量直接影响玻璃的化学稳定性、热膨胀系数、耐热性和化学耐久性。
高硅玻璃:如硼硅玻璃(含 SiO₂约 80-90%),具有极低的热膨胀系数,非常耐高温,常用于实验室器皿和微波炉餐具。
无碱玻璃:如 E 玻璃(含 SiO₂约 65-70%),主要用于制造玻璃纤维,具有优异的电绝缘性能。
引入其他氧化物:玻璃砂中天然含有少量的 Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、MgO、Na₂O、K₂O 等杂质,这些杂质在玻璃熔融过程中会转化为相应的氧化物,成为玻璃网络的一部分。
Al₂O₃:可以提高玻璃的机械强度、化学稳定性和耐热冲击性。
e₂O₃:是玻璃中的主要着色剂,少量的 Fe₂O₃可以使玻璃呈现浅绿色或淡黄色。
Na₂O/K₂O:是玻璃的助熔剂,能降低玻璃的熔融温度,改善玻璃的加工性能。
玻璃砂的粒度、纯度和分布对最终玻璃产品的物理性能有显著影响。
粒度:
细砂:比表面积大,与其他原料混合更均匀,有助于玻璃液的均化,减少气泡和条纹。
粗砂:在某些情况下可以增加玻璃的表面粗糙度,用于制造磨砂玻璃。
纯度:
高纯度玻璃砂:用于制造对透明度和光学性能要求极高的玻璃,如光学玻璃、电子级玻璃。
普通玻璃砂:用于制造日用玻璃、建筑玻璃等对性能要求相对较低的产品。
玻璃砂不仅仅是一种原料,更是玻璃制造过程中实现配方设计、性能调控和质量控制的关键环节。从普通的啤酒瓶到精密的光学镜片,其背后都离不开玻璃砂的贡献。