
鐵在玻璃中含量通常與Fe2O3表示,鐵在玻璃中主要是以二價鐵和三價鐵的形式存在,這兩種價態都在可見光區使玻璃著色。其顏色取決于兩種價態在玻璃中的比例。雖難價態之間的比例對鐵的著色有很大的影響,玻璃中的藍色是由二價鐵和三價鐵組合著色的結果。母體玻璃組成對于含鐵玻璃的顏色有較明顯的影響。鐵在不同母體玻璃中呈現不同的顏色,列如,當含鐵量為2%時,在不同的玻璃中顏色如下:
在玻璃態KHSO4中:無色
在磷酸鹽玻璃中:黃色——紅色
在硅酸鹽玻璃中:琥珀色
在鉛玻璃中:深棕色
在此方面,玻璃的酸堿性起著很大的作用。增加玻璃中Na2O的含量,在下列的摩爾比下,呈現下列顏色:
Na2O:SiO2為2:5時呈現藍綠色,2:4時呈綠色,2:3時呈淡棕色。
鐵對玻璃性能的影響:
1、鐵對玻璃密度的影響:鐵單質的密度較大(7.6~7.8),故當它以氧化鐵的形式存在時,可增加玻璃的密度。
2、鐵對玻璃折射率的影響:與對玻璃密度的影響相似,增加鐵的含量,也可增加玻璃的折射率。
3、鐵對玻璃熱膨脹系數的影響:鐵與鈷、鎳、鋅、鋁和鈹相似,鐵對玻璃的熱膨脹系數增加甚小。
4、鐵對玻璃析晶上限溫度的影響:作為雜志的鐵含量比較小,對玻璃的析晶性能影響甚微,但隨著鐵含量的增加,大于4%以上時,玻璃的析晶性能會有所改善,析晶上限溫度會降低一些。
鐵對玻璃生產造成的危害及其解決措施
在玻璃生產中,由于各種原料、碎玻璃、以及操作和熔制過程中帶入到玻璃中的鐵雜質等,會使玻璃生產黃綠和藍綠色調,在生產無色透明玻璃時,鐵是主要的有害成分,影響玻璃的外觀質量及光學性能。為了消除這些不良色調,首先,根據各種玻璃的性能要求,嚴格控制原料的鐵含量,盡量減少操作過程中帶入的鐵雜質,設計熔爐時合理配置耐火材料等,從各個環節把鐵雜質降到最低,即便如此,對于某些特殊的玻璃而言,還是難以達到其性能要求。最簡單經濟的辦法就是在配合料中加入脫色劑對玻璃液脫色。玻璃脫色的效果與許多因素有關,其中最主要的是玻璃中所含有鐵雜質的多少以及脫色劑的種類和用量。玻璃的脫色按脫色劑的作用機理可分為化學脫色和物流脫色,即通過玻璃內部氧化(化學脫色)來減輕或消除鐵的著色。
綜上所述,鐵在玻璃生產中可謂利弊共存。作為不可避免的雜質,可以通過采取一系列的措施將危害降到最低,亦可充分利用其特殊的性能制造特別用途的玻璃。
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