1-1概述
用于制备玻璃配合料的各种物质，统称玻璃原料。根据它们的用量和作用不同，分为主要原料和辅助原料两类。
主要原料，系指往玻璃中引入各种组成氧化物的原料，如石英砂、石灰石、长石、纯碱、化合物等。按所引入的氧化物的性质，又分为酸性氧化物原料；碱性氧化性原料；碱土金属和二价金属氧化物原料；多价氧化物原料。
按所引入的氧化物在玻璃结构中的作用，又分为玻璃形成氧化物原料；中间体氧化物原料；网络外体氧化物原料。
辅助原料，是使玻璃获的一些必要的性质和加速熔制过程的原料。它们的用量少，但他们的作用大，根据作用的不同，分为澄清剂、脱色剂、着色剂、乳浊剂、氧化剂、还原剂、助熔剂等。
1-2主要原料
1-2.1引入酸性氧化物原料
一、二氧化硅
SiO2,分子量：60.06，D:2.4-2.65
二氧化硅失主哟的玻璃形成氧化物，以[SiO4]结构组元形成不规则的连续网络，成为玻璃的骨架。
单纯的SiO2可以在1800℃以上的高温下，熔制形成石英玻璃。在Na-Ca-Si玻璃中SiO2能降低BL的膨胀系数，提高BL的热稳定性、化学稳定性、软化温度、硬度、机械强度、粘度和透紫外光性。但使用量过高需用过高的熔制温度，而且可能导致析晶。
引入SiO2的原料石英砂、硅沙、石英岩。在玻璃中用量较大，占配合料的60%-70%以上。
1. 石英砂
石英砂又称为硅沙，它的主要成分是SiO2，含量：98.5%-99.5%以上，含有：Ai2O3、TiO、CaO、MgO、Fe2O3、R2O等杂质。
一般内在质量要求：
石英砂的颗粒度和颗粒度组成是重的质量指标，颗粒度的大小决定熔化的质量。过大难融化，并在生产过程中产生结石、条纹现象。细的石英砂熔化速度快，但过细的沙容易飞扬、结团，使配合料混合不均匀。在投料过程中，过细的部分及易被燃烧的气体带入蓄热室堵塞筒子砖，降低窑炉的使用寿命，甚至被迫停产，造成巨大的损失，同时使玻璃成分发生变化。因此要严格控制石英砂的颗粒度组成。
一般颗粒度组成、水分要求：
2. 砂岩
砂岩是石英砂在高压下作用，由胶结物胶结而成的矿岩。根据胶结物的不同，有SiO2胶结的砂岩，粘土胶结的砂岩，石膏胶结的砂岩等。一般来说，砂岩的硬度高，近于莫氏硬度七级，质量要求是含SiO298.5%以上，含Fe2O3不大于0.2%。
3. 石英岩
石英岩是石英颗粒彼此紧密结合而成，是砂岩的变质岩，石英岩硬度比砂岩高莫氏硬度七级，强度大，使用情况与砂岩一样。
几种SiO2原料的化学组成（G%）
二、引入氧化硼的原料
B2O3，分子量：69.62，D：1.84
B2O3是玻璃生成氧化物，它以[BO3]和[BO4]为结构组元，在硼硅酸盐玻璃中与硅氧四面体共同组成结构网络.能降低玻璃的膨胀系数，提高玻璃的热稳定性、化学稳定性、增加玻璃的折射率、改善玻璃的光泽、提高博得机械强度。
B2O3在高温是能降低玻璃的粘度，在低温时提高玻璃的粘度，所以含B2O3较高的玻璃，成型的温度范围较窄，因之可以提高机械速度。B2O3还起助熔剂的用，加速玻璃的澄清和降低玻璃的结晶能力。B2O3常随水蒸气挥发，硼硅酸盐玻璃液表面上因B2O3挥发减少，会产生富含B2O3析晶料皮，当B2O3引入量过高时，由于[BO3]增多，玻璃的膨胀系数反而增加，发生反常现象即—硼反常现象。
B2O3是耐热玻璃、化学仪器玻璃、温度计玻璃、光学玻璃、真空玻璃以及其它特种玻璃的重要组成。
引入的原料，硼酸、硼砂、硼矿物质
1. 硼酸
H3BO3，分子量：61.82，D：1.44，B2O3=56.45%, H2O4=43.55%。
硼酸是白色鳞片状三斜结晶，具有特殊光泽，易溶于水，加热100℃则失去部分水分分解，变为HBO2。在140℃—160℃时，转变为[H2B4O7]，继续加热则完全转变为熔融的B2O3。在熔制玻璃时。B2O3的挥发与玻璃的组成和溶制温度、窑炉气氛、配合料的水分、熔制时间有关，一般为自身重量的5—15%，高达15%以上。在配方设计时，应根据玻璃的组成确定的挥发量，并在计算时予以补正。
2. 硼砂
Na2B4O710H2O,分子量：381.4，D:1.72，B2O3=36.65%，Na2O=16.20%, H2O4=47.15%。
含水硼砂是坚硬的白色菱结晶体，易溶于水，加热膨胀而失去结晶水，最后变为玻璃状。在熔制时同时引入Na2O和B2O3，B2O3的挥发与硼酸相同。注意含水的硼砂在储藏中会失去水分发生变化。
无水的硼砂或者煅烧的硼砂是无色的玻璃小状，D:2.37，含B2O369.20%，Na2O 30.8%，在熔制时它的挥发很小。
对硼砂的质量要求：B2O3 35%，Fe2O3 0.01%，
3. 含硼矿物质
硼酸和硼砂价格昂贵，使用天然矿物质经过精选后引入B2O33能降低成本。我国辽宁、吉林、青海、西藏等省有丰富的硼矿资源。天然的硼矿主要有：
（1）硼镁石2MgO.B2O3.H2O含B2O3 19.07-40.88%，MgO 3.51-44.60%，R2O3 0.18-3.78%
（2）钠硼解石NaCaB5O9.8H2O,含Na2O 7.7%，CaO 13.8%，B2O3 43.8% ，H2O 35.5%，杂质MgO+K2O。
（3）硅钙硼石Ca2B2(SiO4)2(OH)2,含CaO 35%，B2O3 21.80%，SiO2 37.60%，H2O 5.6%。
三、引入氧化铝的原料
Al2O3 分子量101.94，D:3.84。
属于中间体氧化物，当玻璃的Na2O和Al2O3的分子比大于一时，则形成铝氧四面体，并以硅氧四面体组成连续的结构网。当玻璃的Na2O和Al2O3的分子比小于一时，则形八面体，为网络外体而处于硅氧结构网的空穴中。
Al2O3能降低玻璃结晶倾向，提高玻璃的化学稳定性、热稳定性、机械强度、硬度和折射率，减少玻璃对耐火材料的侵蚀，并有助于氟化物的乳浊。Al2O3能提高玻璃的粘度。
一般引入1—10%。在特出玻璃中的引入量可达到20%以上，如微晶玻璃、水表玻璃、高压水银灯玻璃等.
引入Al2O3的原料：长石、粘土、蜡石、氧化铝、氢氧化铝等。
1. 长石
硬度：6—6.5，D:2.4—2.8。
长石是钾长石和钠长石K2O(Na2O).Al2O3.6SiO2，它们的化学组成波动大，常含有Fe2O3。因此质量要求较高的玻璃一般不用。
长石主要引入：Al2O3 、 SiO2 、 K2O、 Na2O
由于长石能引入碱金属氧化物减少了纯碱的用量，降低生产成本，在一般玻璃中应用甚广。
长石以白色、淡黄色、肉色为佳，常具有明显的结晶解理面。在1100℃—1200℃之间熔融，含长石的玻璃配合料降低融化。
对长石的质量要求：Al2O3 16%,Fe2O3 0.3%,R2O 12%.
2.瓷土
瓷土Al2O3.2SiO2.2H2O主要矿物组成是高岭土，一般含Fe2O3杂质较多，D:2.43—2.6,硬度不高，交易粉碎，常呈白色，有事因含有机物而成黑色、褐色、灰色。其理论成分为Al2O3 39.5%，SiO2 46.5%，H2O 14%，是重要的陶瓷原料，在玻璃中多用于高铝玻璃、乳浊玻璃。
质量要求：Al2O3≥ 30%，Fe2O3≤ 0.4%，其他成分要求稳定。
几种瓷土的化学组成
3. 蜡石
D:2.8—2.9，硬度：1—2.5。蜡石Al2O3.4SiO2.H2O，是一种水化硅酸铝，主要矿物是叶腊石，含有石英和高岭土。蜡石的主要理论成分：SiO266.65%，Al2O328.35%，H2O 5%。
质量要求：Al2O3≥25%，SiO2≤70%，H2O≤0.4%，其他成分要求稳定。多用于制造油玉乳浊玻璃、玻璃纤维。
几种蜡石的化学组成
4.氧化铝和氢氧化铝
氧化铝Al2O3和Al(OH)3氢氧化铝都是化工产品，一般纯度较高。氧化铝理论上100% Al2O3，氢氧化铝理论上Al2O365.40%，H2O 34.60%。价格昂贵一般玻璃不用，只用于光学玻璃、器皿玻璃、仪器玻璃、温度计玻璃等。
氧化铝D:3.5—4.1，熔点：2050。氢氧化铝D:2.34，加热则失水而成r-Al2O3。Y-Al2O3活性大，以与其他物料化合，所以采用氢氧化铝不采用氧化铝易熔制。
对氧化铝的要求：Al2O3≥96%，Fe2O3≤0.05%
对氢氧化铝的要求：Al2O3≥60%，Fe2O3≤0.05%。
四、引入P2O5的原料
P2O5是玻璃形成氧化物，它以[PO4]形成磷酸盐玻璃的结构网络。P2O5能提高玻璃的色散系数和透紫外线的能力，但是降低玻璃的化学稳定性。单纯的磷酸盐玻璃极易水解。P2O5用于制光学玻璃和透紫外线玻璃。
引入P2O5的主要原料：磷酸铝、磷酸钠、磷酸二氢铵、磷酸钙、骨灰等。
1-2.2引入碱金属氧化物的原料
一、引入氧化钠的原料
Na2O Na2O分子量：62，D:2.27。
Na2O是玻璃网络外体氧化物，（Na+）居于玻璃结构的空穴。Na2O能提供游离氧是玻璃结构中的O/Si比值增大，发生断键，因此可以降低玻璃的粘度，是玻璃易于融化，是玻璃的良好的助熔剂。Na2O增加玻璃的膨胀系数，降低玻璃的化学稳定性和机械强度，降低玻璃的热稳定性，所以不能引入太多，一般不超过18%。
引入Na2O的原料主要纯碱和芒硝，有时也采用一部分氢氧化钠和芒硝。
1.纯碱（碳酸钠）NaCO3
分子量：105.66，轻质D:0.1¬—1.0，重质D:1.5。理论上含有Na2O，CO258.53%，41.17%。在熔制时Na2SO4转入玻璃中，CO2则进入炉气。
纯碱是引入玻璃中Na2O的主要原料，分为结晶纯碱(NaCO3 .10 H2O)，煅烧纯碱NaCO3。
纯碱的质量要求：NaCO3 ≥98%，NaCl≤1%， Na2SO4≤0.1%，Fe2O3≤0.1%。
纯碱在熔制过程当中挥发量为本身重量的0.5—3.2%，在配方计算是给于补正。
天然纯碱作为纯碱的代用原料。天然纯碱我国的内蒙、青海等地均有产区。它有黄土、氯化钠、硫酸钠和硫酸钙等杂质，含大量的结晶水。含碳酸钠约37%
几种天然纯碱的化学组成：
2.芒硝
芒硝分为天然的、有水 |
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