Sb2O3对Cr、Mn离子在Na2O-CaO-SiO2系统玻璃的着色及性能影响
2018-06-19吕双双,王志强,张晶晶,付玉,李玉婷
吕 双 双, 王 志 强, 张 晶 晶, 付 玉, 李 玉 婷
( 大连工业大学 纺织与材料工程学院, 辽宁 大连 116034 )
0 引 言
在玻璃生产中,少量的铁进入玻璃熔体中,使玻璃产生不良的黄绿色,降低玻璃的透明度和白度,影响玻璃的质量。利用化学脱色剂白砒、二氧化铈和氟化物,虽可减弱但不能完全消除铁离子的着色,并且白砒有毒,二氧化铈会使玻璃产生二次气泡。在玻璃生产过程中加入锰,通过颜色互补来实现物理脱色,使整个可见光的各波段达到全面地按比例均匀吸收。但这种物理脱色方法产生透明度下降及脱色效果差等缺陷[1]。
Sb2O3作为两性氧化物,毒性小,且由Sb5+转变为Sb3+的温度较白砒低[1-2]。由杜勒斯和魏尔的氧化还原电对数据[1]可知,Sb2O3与着色离子发生氧化还原反应,使着色离子的价态发生变化,从而影响Na2O-CaO-SiO2系统玻璃的着色。结合科研和生产实际,作者研究了不同质量分数Sb2O3对Na2O-CaO-SiO2系统玻璃中铬和锰离子着色的影响,初步讨论了影响着色的原因,并探讨其对Na2O-CaO-SiO2系统玻璃性能的影响。
1 实 验
1.1 实验方案
在Na2O-CaO-SiO2基础玻璃(质量分数SiO272.5%,Al2O30.5%,CaO 6.5%,Na2O 18%,BaO 0.5%,ZnO 1.0%,Na2SiF61.0%)中分别加入Cr2O3和MnO2作着色剂。MnO2质量分数为2%,Cr2O3质量分数为0.2%。在加入Cr2O3着色剂的玻璃中分别加入质量分数为0、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%的Sb2O3(编号为A1~A5)。在加入MnO2着色剂的玻璃中分别加入质量分数为0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%的Sb2O3(编号为B1~B5)。
1.2 试样制备
原料中Al2O3、CaO、Na2O、BaO分别由Al(OH)3、CaCO3、Na2CO3、BaCO3引入,且均为分析纯化合物,其余皆由分析纯氧化物直接引入,NaNO3的引入量是配合料质量的3%。
一定量的Sb2O3与玻璃原料充分混合,置于氧化铝坩埚,放入高温升降式电阻炉中,升温速率为10 ℃/min,升温至1 420 ℃,保温2 h,取出坩埚,将玻璃液倒入预热过的石墨模具中,随后放入525 ℃马弗炉中退火30 min。……
