引言：

   

    單片浮法防火玻璃由于具有浮法玻璃的一些優(yōu)良性能，諸如玻璃平整度高、透過率高、大規(guī)格、成品率高等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于高等建筑物的玻璃門、屏風(fēng)、隔斷墻、窗戶等。國外一些大的玻璃公司都有專門的浮法線用于生產(chǎn)平板防火玻璃。隨著我國加入WTO及經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國家的一些要點(diǎn)建筑物，如奧運(yùn)場館、大劇院、高等賓館、歌舞廳等公共場所，必然需要這些高等的防火玻璃，因而該產(chǎn)品具有廣闊的市場前景和可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

   

    一、研制機(jī)理

   

    1、根據(jù)浮法玻璃成份所要求Na-Ca-Si系列玻璃組合物的成份范圍，即高鈣、中鎂、低鋁、微鐵的浮法成份范圍，并且玻璃在104～108p粘度范圍內(nèi)的溫度區(qū)段窄，這種料性短的玻璃成份適合于浮法工藝高速拉制情況。我們根據(jù)浮法玻璃成份的這一基本原理，選擇了與這一成份要求相吻合的Na-Ca-Si系列玻璃成份進(jìn)行研究。并且滿足玻璃的粘度時(shí)㏒η=2時(shí)，熔化溫度1500℃左右，并且滿足玻璃的粘度㏒η=3.5時(shí)溫度與玻璃的析晶溫度之差大于50℃，根據(jù)這一原理，就可以按浮法工藝生產(chǎn)玻璃板，而玻璃析晶的危險(xiǎn)性很小。

   

    2、鋯化物在玻璃中的作用：

   

    玻璃中引入鋯化物，主要是為了替代一部分Al2O3，因?yàn)椴Ａе羞^多的Al2O3可能引起高溫下玻璃的粘度過大，玻璃難于熔化和澄清，Zr4+在玻璃中屬于網(wǎng)絡(luò)形成體，與O結(jié)合形成立方體[ZrO3]配位，Zr的非常大特點(diǎn)能顯著提高玻璃的耐堿性和應(yīng)變點(diǎn)溫度，降低玻璃的膨脹系數(shù)。

   

    3、鍶化物在玻璃中的作用：

   

    碳酸鍶屬于二價(jià)堿土金屬氧化物，在配方中引入碳酸鍶主要是彌補(bǔ)配方中鉀鈉含量較小而造成玻璃的粘度過大，這種氧化物具有降低玻璃的粘度，而不降低其應(yīng)變點(diǎn)的特性，但這兩種氧化物具有降低玻璃的粘度，而不降低其應(yīng)變點(diǎn)的特性。Sr2+在元素周期表里排在Ca2+、Mg2+的后面，因而Sr2+的助熔性比Ca2+、Mg2+要強(qiáng)。

   

    二、研制試驗(yàn)過程

   

    1、主要試驗(yàn)設(shè)備：

   

    ⑴高溫熔化爐：

   

    型號(hào)：ＧＭＥ-16-16

   

    功率：21KW

   

    ⑵退火爐：

   

    型號(hào)：Ｓ×2 -10-12 Ｓ×2-8-10

   

    較高使用溫度：200℃ 1000℃

   

    ⑶稱量設(shè)備：

   

    萬分之一準(zhǔn)確天平一臺(tái)，型號(hào)：ＴＧ328Ａ

   

    托盤天平兩臺(tái)：感量0.1克

   

    ⑷測試系統(tǒng)：

   

    型號(hào)：DT-30

   

    升溫速率：＋5℃/min

   

    ⑸試樣加工設(shè)備：

   

    ＳＰＴ-300型金剛石切割機(jī)一臺(tái)

   

    ＳＭＳ-250型臺(tái)式磨片機(jī)一臺(tái)

   

    Ｍ4032型自動(dòng)拋光機(jī)一臺(tái)

   

    2、試驗(yàn)方法：

   

    ⑴稱量及混合：

   

    基礎(chǔ)料用托盤天平稱量300克，用分析天平稱量澄清劑用量，稱好后將二者放入瓷盤混合，攪拌均勻。

   

    ⑵熔制樣品：

   

    熔制使用ＧＭＥ-16-16高溫電爐，先將坩堝置于電爐中，待溫度升至1380～1420℃時(shí)分兩次加料，加料間隔時(shí)間50分鐘，將溫度升至1485～1560℃，保溫2.5小時(shí)，出爐澆鑄。

   

    ⑶成型及退火：

   

    將熔制好的玻璃澆鑄成70×70×8mm的熔塊，待定型后迅速置于600℃～800℃的退火爐中退火，退火采用Ｓ×2-10×12，Ｓ×8-10箱式電阻爐，溫度曲線由可控硅調(diào)壓器控制。

   

    ⑷試樣制備：

   

    退火后的玻璃熔塊，用切片機(jī)切成50×50mm左右的小塊，磨薄至5.2mm，拋光，即可用于觀察和測試。

   

    ⑸樣品測試：

   

    制好的試樣用型號(hào)：DT-30測試系統(tǒng)以＋5℃/min的升溫速率測100℃～400℃的膨脹系數(shù)，樣品的轉(zhuǎn)變溫度、軟化點(diǎn)等。

   

    三、玻璃成分及澄清劑的研究

   

    1、防火玻璃配方的確定：

   

    ⑴首先采用各氧化物的分析純作引入的原料，熔化好玻璃，測其性能，基本確定各氧化物的引入量。

   

    ⑵采用單因素實(shí)驗(yàn)法，確定不同氧化物的引入量對(duì)玻璃性能的影響，優(yōu)選配方里各氧化物的含量。

   

    ⑶澄清劑的確定：通過分別采用不同的澄清劑及用量帶入到較佳的配方里，觀察其氣泡情況。確定較佳的澄清劑及用量。

   

    ⑷采用我公司現(xiàn)有生產(chǎn)線所用的大料，帶入配方，進(jìn)行熔化、澆筑、退火、磨片、拋光，制成玻璃樣品，做膨脹系數(shù)、轉(zhuǎn)變點(diǎn)、軟化點(diǎn)等性能的測定，確定較終的防火玻璃配方。

   

    2、防火玻璃配方：

   

    四、試驗(yàn)結(jié)果與討論

   

    1、配方調(diào)整試驗(yàn)：

   

    在我們所研制的防火玻璃配方中，為了達(dá)到玻璃具有較高的軟化點(diǎn)和較長的耐火時(shí)間，配方中的助熔劑K、Na含量較少，大約在12%左右，對(duì)浮法玻璃的熔化、澄清、成型及退火等工藝有非常大影響，我們經(jīng)過多次的配方調(diào)整試驗(yàn)，使配方的主要性能指標(biāo)與國外的同類產(chǎn)品非常接近。

   

    2、粘度分析：

   

    由圖可見：防火玻璃與常規(guī)浮法玻璃的粘度相差非常大，防火玻璃具有較高的粘度，而這正是保證了防火玻璃具有較高的軟化點(diǎn)和較長耐火時(shí)間。

   

    3、析晶性能的測定：

   

    ⑴防火玻璃與白玻析晶溫度比較：

   

    白玻玻璃的析晶起始溫度：1015℃

   

    防火玻璃的析晶起始溫度：1040℃

   

    ⑵防火玻璃的析晶起始溫度與它進(jìn)入錫槽時(shí)的溫度（即logη=3.5對(duì)應(yīng)的溫度）比較：

   

    logη=3.5對(duì)應(yīng)的溫度為1150℃

   

    防火玻璃的析晶起始溫度1040℃

   

    防火玻璃的析晶溫度與白玻的析晶溫度比較接近，而且防火玻璃的析晶起始溫度小于進(jìn)入錫槽時(shí)的溫度（即logη=3.5對(duì)應(yīng)的溫度），因此生產(chǎn)過程中玻璃不會(huì)析晶。

   

    4、防火玻璃與白玻膨脹系數(shù)及軟化點(diǎn)比較

   

    由上表可見防火玻璃的膨脹系數(shù)比白玻小的多，這保證防火玻璃具有較好的熱穩(wěn)定性和耐急冷急熱性，而較高的轉(zhuǎn)變溫度、軟化溫度保證了防火玻璃具有較長的耐火時(shí)間。

   

    五、結(jié)論

   

    1、通過實(shí)驗(yàn)室的研制，樣品玻璃的膨脹系數(shù)達(dá)到了α≤80×10-7/℃，軟化點(diǎn)≥800℃的指標(biāo)要求。

   

    2、此種玻璃在國內(nèi)屬研制出的產(chǎn)品，具有非常大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。