摘 要

硼硅酸盐玻璃由于其优异的性能得到了广泛的应用和发展,从仪器玻璃到建筑防火玻璃,从器皿炊具玻璃到显示器玻璃,从化工领域到光电领域等都应用了硼硅酸盐玻璃。随着近年来玻璃的熔化技术和成形加工技术的提高,硼硅酸盐玻璃将得到更大的应用和发展,它的发展前景是其它玻璃无法比拟的。如今全世界科技工作者都对硼硅酸玻璃极大的关注,随着人们对玻璃的要求和质量不断的提升,硼硅酸盐玻璃将会在玻璃行业扮演更重要的角色。

由于硼硅酸盐玻璃熔化温度高、高温粘度大、易分相和分层、硼挥发等问题,使其很难满足浮法大规模生产。本课题通过调整各组成成分的含量来系统的研究玻璃的化学稳定性,寻求能适合浮法生产工艺,有良好的热学性能、化学性能和机械性能的硼硅酸盐玻璃组成。

关键词：硼硅酸盐玻璃，化学稳定性

Abstract

Borosilicate glass has been widely used and developed because of its excellent performance, from the glass instrument into fire-resistant glass, from cooking utensils glass to display glass, from the chemical industry to photoelectric fields are applied boron silicate glass.With the improvement of melting technology and forming technology of glass in recent years, the application and development of boron silicate glass will be more and more.Today, scientists around the world are of great concern to the boron silicate glass, with the continuous improvement of the quality of the requirements and quality of the glass, boron silicate glass will play a more important role in the glass industry.

Because of the high melting temperature, high temperature viscosity, easy to be divided and stratified, boron volatilization and so on,Make it difficult to meet the float mass production.This topic through the adjustment to the content of each component of the system of glass chemical stability, seek for float glass production process, good thermal properties, chemical properties and mechanical properties of borosilicate glass composition.

Keywords: borosilicate glass,chemical stability

目录

摘要 i

Abstract ii

目录 iii

第1章绪论 1

1.1 高硼硅玻璃组成及性能 1

1.2 高硼硅玻璃的应用 2

1.3 国内外研究现状及发展趋势 4

1.3.1国内外研究现状 4

1.3.2发展前景和趋势 5

1.4课题研究内容及目标 6

1.4.1 基本内容 6

1.4.2 研究目标 7

第2章 实验部分 8

2.1 实验总体流程 8

2.2玻璃性能测试 12

第3章 实验结果与讨论 14

3.1 Al2O3对高硼硅玻璃化学稳定性的影响 14

3.2 Na2O对高硼硅玻璃化学稳定性的影响 17

3.3 B2O3对高硼硅玻璃化学稳定性的影响 20

第4章 结论 24

致谢 25

参考文献 26

第1章绪论

1.1 高硼硅玻璃组成及性能

硼硅酸盐玻璃是指基本成分为二氧化硅、氧化钠以及三氧化二硼的玻璃,基本组成范围是w（SiO2)=70%--80%，w（SiO2)=6%--15%,w(Na2O)=4%--10%,w(Al2O3)=0--5%,另外由氧化纳提供所必须的游离氧,有了这一分子的氧后,硼氧三角体就变成了硼氧四面体,其结构更加立体,由层状转变为到架状,在这一架层空间内,三氧化二硼与二氧化硅可以形成均匀一致的玻璃,B2O3以[BO3]或[BO4]进入玻璃结构，尤其是当以[BO4]和[SiO2]共同组成结构网络时，使网络完整性和紧密程度增加，因此硼硅酸盐玻璃具有许多优良的性能：如良好的热稳定性、化学稳定性、机械性能、工艺性能和光学性能等。与普通钠钙硅玻璃相比，硼硅酸盐玻璃主要在一下几个方面有优越性：

（一)热学性能

硼硅酸盐玻璃中含有大量的二氧化硅以及三氧化二硼,高氧分子的存在使得其稳定性要优于一般的由钠钙硅组成的玻璃，还有突出的热学性能,并能够应用到化工市场当中。在耐热性能方面,硼硅酸盐的△T值常常要高于150℃,而一般的玻璃则只在100℃左右,因此硼硅酸盐的耐热稳定性要远远优于普通玻璃,这就是它被称为硬质玻璃的主要原因,所以硼硅酸盐玻璃在食品器具应用,建筑防火器械等方面,有着广泛地应用。

（二)光学性能

由于硼硅酸盐玻璃所使用的都是制作精良的原材料,并且这些原料油优于同一类别物质的性能,因此硼硅酸盐玻璃在透视方面,有着很高的影响力,在盐类玻璃当中,它的穿透力是实际应用情况下反应最好的,它的表面光滑,且不具有高度的荧光反射,所以,在电泳、光子学以及光电学领域当中有着不可忽视的贡献,并且可以进行大批量生产，投入到日常的生成使用。

（三）机械性能

除了以上的两种性能之外,在机械性能方面,硼硅酸盐玻璃也有很高的影响力。硼硅酸盐玻璃不仅有着较好的耐热力,在硬度方面,也可以抵抗高强度的撞击力,且不留下任何划痕。在密度方面,其密度要比普通的钠钙硅玻璃低12％,相关数据表明,其密度具体值为2.3克每立方厘米,而钠钙硅玻璃的密度则为2.5克每立方厘米。在机械性能方面,如果硼硅酸盐玻璃被应用到高层的玻璃建筑工作当中,可以很大程度地减轻建筑物整体的承重力,减小建筑物坍塌的危险系数,除了应用于建筑物的使用材料之外,还可以用来制造防弹玻璃以及装甲车玻璃。

（四）化学性能