E-玻璃熔化過(guò)程中的物化反應(yīng)及能量消耗.pdf

1、本文以不同組成，不同顆粒大小的E-玻璃配合料為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)各成分、二元和三元組分以及總的配合料分別進(jìn)行熱處理，研究了配合料從室溫加熱到1200℃過(guò)程中的物理化學(xué)反應(yīng)；采用X射線(xiàn)衍射法(XRD)確定了不同配料在不同溫度下形成的結(jié)晶相和化學(xué)反應(yīng)式；提出熱流型DSC的標(biāo)定系數(shù)法—平均K線(xiàn)法，采用差熱分析(DTA)及熱重分析(TG)定量研究了配合料從50℃到1400℃過(guò)程中的熔融特性和不同階段的能量消耗。為優(yōu)化配料，降低玻璃熔制過(guò)程中的能量消耗

2、提供可行方法。 結(jié)果表明： 平均K線(xiàn)法能夠定量分析各種原料、二元、三元配料和E-玻璃配合料在熔制過(guò)程中的熱容、熱焓和化學(xué)反應(yīng)熱。對(duì)熱焓的測(cè)試誤差在5％以?xún)?nèi)。 E-玻璃配合料中的各成分在加熱過(guò)程中主要存在以下反應(yīng)：①葉臘石、高嶺石、硬硼鈣石和硼鈉鈣石的脫羥反應(yīng)，高嶺石、硬硼鈣石和硼鈉鈣石的產(chǎn)物都是無(wú)定形物質(zhì)；②石灰石和白云石的分解反應(yīng)；③石英晶型轉(zhuǎn)變；④生成新物質(zhì)的反應(yīng)：葉臘石和高嶺石分別在1350℃和1010℃附

3、近生成莫來(lái)石，硬硼鈣石在800℃附近生成硼酸鈣。 各成分在加熱過(guò)程中的能量消耗不同，50～1400℃范圍內(nèi)，葉臘石、高嶺石、石英、石灰石、硬硼鈣石和白云石的能量消耗分別是2042，2225，1700，2154，2840，2177kJ/kg；熱重?fù)p失率分別為4.27，14.00，0.93，43.92，26.67，14.00％． 二元組分主要存在以下中間反應(yīng)：①葉臘石與硬硼鈣石組合在1000℃熔化，沒(méi)生成中間產(chǎn)物；②葉臘石與

4、石灰石組合在1000℃生成鈣長(zhǎng)石，石灰石的分解溫度降低49℃；③石灰石和白云石組合在700℃生成富鈣硼酸鈣，石灰石的分解溫度降低38℃；④高嶺石與硬硼鈣石組合在900℃生成鈣長(zhǎng)石和Al18B4O33，高嶺石的分解溫度降低21℃；⑤高嶺石與石灰石組合在900℃生成鋁方柱石，1100℃生成鈣長(zhǎng)石，高嶺石的分解溫度降低43℃；⑥葉臘石與白云石組合在1200℃生成堇青石；⑦高嶺石與白云石組合在900℃生成鋁方柱石，1200℃生成堇青石和鈣長(zhǎng)石。

5、 分別以葉臘石，高嶺石為主要組成，另外有石英、石灰石和硬硼鈣石等的E-玻璃配合料，從室溫到1400℃的升溫過(guò)程中主要存在以下反應(yīng)：800℃以前主要是脫羥反應(yīng)，其中高嶺石與硬硼鈣石呈現(xiàn)無(wú)定形狀態(tài)，石灰石分解成氧化鈣；800℃到1100℃主要生成新物質(zhì)，如硼酸鈣、硅酸鈣、鈣長(zhǎng)石和鋁方柱石等。高溫時(shí)高嶺石比葉臘石更容易與其它氧化物發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)物的種類(lèi)和數(shù)量更多。 葉臘石為主要原料的高硼E-玻璃在50～1400℃范圍內(nèi)總的能量消

6、耗為2698kJ/kg；對(duì)化學(xué)組成相同的配合料，用高嶺石替代葉臘石后，多消耗50kJ/kg；高硼配合料比低硼配合料的熔融溫度低100℃左右，所需的能量高256kJ/kg；細(xì)顆粒石英的配合料比粗顆粒的少消耗21kJ/kg． 已知玻璃成分可以由原料的熱性能準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)400℃以前玻璃配合料的能量消耗；以二元配合物的熱性能為基礎(chǔ)，能預(yù)測(cè)到1000℃以前玻璃配合料的能量消耗；不同組成配合料的玻璃形成熱存在很大差別；葉臘石為主要原料的高硼E