白云石对碱铝硅酸盐玻璃熔化性能的影响.docx

目前，碱铝硅酸盐超薄玻璃生产中，CaO和MgO可以由天然矿物原料白云石和化工原料引入。天然矿物原料白云石相比于化工原料，成本更加低廉，有着很大的优势。但由于产地、开采方式等不同，不同的白云石成分也存在很大的差异。因此，研究不同成分白云石对玻璃熔化性能的影响显得尤为重要。本文利用成分分析、高温视像熔解等方法，研究不同的白云石对碱铝硅酸盐超薄电子玻璃熔化性能的影响，为玻璃生产提供指导。1实验(1)实验原料实验所需原料：硅砂、白云石、氧化铝粉、纯碱、碳酸钾、长石。其中硅砂、白云石和长石为矿物原料，氧化铝粉、纯碱和碳酸钾为化工原料。(2)配合料制备采用市面上一种碱铝硅酸盐玻璃化学组成作为本实验玻璃的基本化学组成，氧化物组成如表1所示。表1实验中所用配方氧化物组成质量分数/%SiO2Fe2O3AI2O3CaOMgOK2ONa2O69.670.084.676.084.221.0514.23按表1所示玻璃成分，计算配合料中各原料的用量，准确称取90g配合料并混匀。(3)性能测试用GWC-1650型高温视像熔解装置，进行熔样观察实验。采取高温加料方式，在100Oe加料，以50Cmin升至目标温度(1580°C),然后保温至澄清。所用耗材为40OmmX65mm20mm石英用烟。采用ThermoFisher公司的X射线荧光光谱仪对白云石进行成分分析。用振动筛对白云石进行粒度测试。2结果与讨论(1)不同种类白云石成分和粒度分析实验选用不同产地白云石进行实验，所用白云石分别为白云石1#和白云石2#。表2为白云石1#和白云石2#的成分分析结果。从化学成分来看白云石1#的硅质成分高于白云石2%表2白云石1”和白云石2,成分%SiO2Fe2O3Al2O3CaOMgO烧失量白云石1"2.320.0750.1129.7221.0946.69白云石2”1.670.070.0530.0121.2146.99图1为两种白云石的粒度筛分统计。由图1可以看出，白云石1#粒度分布相对分散，且存在一部分12目(1.6mm)筛上大颗粒和100目(0.15mm)筛下过细颗粒；白云石2#的粒度分布比较集中，基本分布于40目(0.45mm)100目(0.15mm)之间，且颗粒均匀，用卡尺测量白云石2#粒径约0.26mm。(a)(b)图1白云石P(a)和白云石2#(b)筛上粒径占比(2)不同种类白云石高温视像熔解实验图2、图3分别为原料在1530和1580 C保温一段时间后的熔解图像。(B)图21530下白云石V(a)和白云石2-(b)熔化过程对比(a)(b)图31580C下白云石1#(a)和白云石2#(b)熔化过程对比从图2中可以看出，在1530C下，白云石2#的泡沫少于白云石1#的泡沫，这说明白云石2#的配合料会更早的达到澄清状态；从图3中可以看出，在1580°C下，白云石2#配合料更早达到澄清状态，白云石1#仍存在部分气泡。整体来看，白云石1#配合料熔化效果不如白云石2#配合料，一方面是因为白云石1#粒度分布不均匀，另一方面白云石1#中硅质含量较高，不利于熔化。(3)同一白云石不同粒径高温视像熔解实验不同种类白云石实验表明，粒度可能会影响玻璃液的澄清过程，因而进行不同粒度白云石高温视像熔解实验。实验选用20目(0.90mm)筛上、20目筛下和未筛分白云石进行实验，所用白云石均为白云石进行不同粒度白云石的熔样观察实验，比较不同粒度白云石对玻璃熔化性能的影响。图4图7为不同目数白云石样品在1004、1298、1535和1580C附近熔化过程的对比。从图4可以看出，1004°C下，20目筛上的大颗粒白云石明显可以看见，且在配合料中分布不均匀。从图7可以看出，1580C下，20目筛下白云石的样品气泡相对较少。以上结果表明，白云石大颗粒含量过高，熔化速度相对较慢，且熔化效果较差。(a)(b)(c)图41004C未筛分白云石(a)、20目筛上(b)和20目筛下(c)熔化过程对比图61535C未筛分白云石(a)、20目筛上(b)和20目筛下(c)熔化过程的对比(a)(b)(c)图71580°C未筛分白云石(a)、20目筛上(b)和20目筛下(c)熔化过程的对比3结论(1)不同产地的白云石，硅质含量高，不易于熔化；颗粒分布不均，会影响玻璃配合料的熔化。(2)同一白云石颗粒大，熔化过程中分解会更困难，熔化过程中产生的气泡数量会增加，影响玻璃液的澄清。