高硼硅玻璃广泛应用

高硼硅玻璃的耐火性能好，物理强度高，与普遍玻璃相比，无毒副作用，其机械性能，热稳定性能，抗水、抗碱、抗酸等性能大大提高。因此，可广泛用于化工、航天、军事、家庭、医院等各个领域，可制成灯具、餐具、标盘、望远镜片、洗衣机观察孔、微波炉盘、太阳能热水器等多种产品，具有良好的推广价值和社会效益。

高硼硅玻璃是用来制造烧杯和试管等高耐久性玻璃仪器的重要材料。当然，它的应用远不止这些，其它方面的应用如真空管、水族馆的加热器、手电筒的镜头、专业打火机、烟斗、玻璃球艺术品、高品质的饮料玻璃器皿、太阳能热利用真空管等，同时，在航天领域也得到了应用，例如，航天飞机的绝热瓦上也涂有高硼硅酸盐玻璃。

硼硅酸盐玻璃制造，加入硼传统玻璃制造的釉料的水玻璃砂，苏打水和地面石灰。由于硼硅玻璃在比普通硅酸盐玻璃较高的温度融化，还需要一些新的技术，使工业生产。

高硼硅玻璃具有非常低的热膨胀系数，只有普通玻璃的三分之一左右。这将减少因温度梯度应力造成的影响，从而具有更强的抗断裂性能。由于其形状偏差非常小，这使它成为望远镜、反射镜中必不可少的材料，同时它还可用于处理高放射性核废料。即使温度骤然变化，高硼硅玻璃也不易破碎。当破碎时，高硼硅玻璃会出现大的裂纹，而不是粉碎成颗粒。同时，高硼硅玻璃还具有低色散和相对较低的折射率 。

高硼硅玻璃G3.3的线膨胀系数是（3.3士0.1）×10-6/K，这是以氧化钠（Na2O）、氧化硼（B2O3）、二氧化硅（SIO2）为基本成份的一种玻璃。该玻璃成分中硼硅含量较高，分别为硼：（12.5~13.5 ）%，硅：（78~80）%。

G3.3高硼硅玻璃具体物理化学性能如下：

采用浮法生产高硼硅玻璃的过程中，表面渗锡量和渗锡价态及渗锡深度对浮法玻璃的质量和玻璃深加工有较大的影响，玻璃渗锡量严重影响玻璃的深加工质量。

对比高硼硅玻璃和钠钙硅玻璃，假如锡槽前端温度提高300℃左右，则锡蒸气压就提高了142倍。这样，在浮法生产高硼硅玻璃时，玻璃液就好像处于锡的蒸气浴中，同时由于生产高硼硅玻璃的温度提高了好几百度，锡离子的活性大大增强，锡离子渗透到玻璃极表面的能力大大增强，渗锡量增加的可能性大大增加，渗锡对玻璃表面性质改变的影响更大，这是采用浮法玻璃工艺需要解决的问题之一 。

由于高硼硅玻璃具有非常低的热膨胀系数，并且耐高温，因此，它是制作卤素灯反光耐热灯罩、微波炉专用玻璃转盘、微波炉灯罩、舞台灯光反射杯、滚筒洗衣机观察窗、耐热茶壶茶杯、太阳能集热管等的重要材料。

主要包括配合料制备、熔制、成型、退火和后加工等步骤。

高硼硅玻璃管配合料制备

首先对原料进行预加工，包括对块状原料的粉碎、潮湿原料的预干燥和含铁原料的除铁处理等。粉碎的颗粒度以0.25～0.5mm为宜,过粗的颗粒不易充分熔化,在玻璃中会形成残留料粉结石或富硅节瘤;过细的颗粒容易飞扬或集聚成团。将具有一定颗粒度的原料按配方精确称量，再用转鼓式、桨叶式或盘式混合机进行混合。

高硼硅玻璃管熔制

将玻璃配合料进行高温熔化、澄清，形成均匀的无气泡、无结石的玻璃液。玻璃配合料的熔制温度随成分不同而异，通常为1300～1600℃。配合料在高温下发生一系列物理化学反应，逐步熔融完全。随温度的升高,粘度显著减小,其中夹杂的大量空气和原料分解产生的气体从熔融液中上升并逸出，使熔体变得清澄。在高温排除气泡的同时,玻璃液的化学组成也趋向均匀,必要时，加机械外力搅动。澄清和均化完成后，降温使玻璃液均匀一致地达到适合成型要求的粘度。

熔制在玻璃熔窑中进行。大批量生产时在池窑中连续熔制。配合料在窑的一端加入，供成型的玻璃液在另一端排出。小量生产时在坩埚窑中间歇熔制。

高硼硅玻璃管成型

将玻璃液加工成固定几何形状的制品。玻璃降温时由液态、可塑态至固态，将玻璃的供取料、赋形和定型的制作阶段连接起来。人工挑料时，玻璃液粘度通常为102.2Pa·s；机械自动供料时为102～103Pa·s,相当于玻璃液澄清时粘度的10～100倍。玻璃液滴入模的适宜粘度通常为103.5Pa·s,脱模时粘度应为106Pa·s, 在这个可塑范围内对玻璃料进行剪切、粘结、吹扩、压延等成型操作。若制作时间较长，须调节玻璃成分使粘度转变趋缓和析晶倾向小，以免在成型过程硬化太快和发生析晶。常用的玻璃成型方法有吹制法、压制法、拉引法、浇注法、压延法等。

玻璃管吹制法：用以制造空心玻璃制品，如水杯、器皿、瓶、罐、灯泡等。人工吹制时使用长约1.5m中空铁吹管，一端蘸取玻璃液（挑料），一端为吹嘴。挑料后在滚料板（碗）上滚匀、吹气，形成玻璃料泡，在模中吹成制品；也可无模自由吹制，最后从吹管上敲落。大型制品成型时，需反复挑料滚匀，以集取足够料量。机械吹制时，玻璃液由玻璃熔窑出口流出，经供料机形成设定重量和形状的料滴，剪入初型模中吹成或压成初型，再转入成型模中吹成制品。吹成初型再吹成制品的称吹－吹法，适宜制成小口器皿和瓶罐。压成初型再吹成制品的称压－吹法，适宜制成大口器皿和薄壁瓶罐。

高硼硅玻璃管系数、分类、用途

1.理化性能

膨胀系数 :（32.5±0.5）×10-7/℃

密度g/cm3 : 2.23±0.02

耐水性能 : 一级

耐酸性能 : 一级

耐碱性能 : 二级

软化点 : 820℃

析品温度 : 695℃-1180℃

2.高硼硅玻璃主要技术参数

熔化温度（℃）: 1680

成型温度（℃）: 1260

软化温度（℃）: 830

退火炉温度（℃）: 560

硬度 七级

3.高硼硅玻璃产品系列

1、棒材：可用于加工高档装饰灯具用品，深受海内外青睐

2、管材：可用于化学仪器用管、化工管道、工艺品用管

3、太阳能真空管用毛坯管

4、高档工艺日用品 高硼硅材料被广泛应用于太阳能。我国农村及村镇人口约占全国总人口的80%，构成约3亿个家庭，且农村太阳能热水器市场有着90%以上的市场空白。如果农村的太阳能热水器普及率达到25%，那么就会产生1300亿元的销售额。

广泛用于太阳能玻璃集热器/灯具/化工设备管道 /热交换设备等.

包括主要原料和辅助原料。前者指引入玻璃的形成网络结构的氧化物、中间体氧化物和网络外氧化物等原料；后者可以加速玻璃熔制，或使其获得某种必要的性质。

高硼硅玻璃管主要原料

根据引入氧化物的性质，分为酸性氧化物原料、碱金属氧化物原料和碱土金属氧化物原料。

①酸性氧化物原料:有SiO2、B2O3、Al2O3等的原料。SiO2是硅酸盐玻璃中玻璃结构的骨架。它赋予玻璃高强度、良好的化学稳定性、耐热性和低膨胀性，但会使玻璃的熔融温度增高，粘度增大。SiO2的引用原料是硅砂或砂岩、石英岩。玻璃中加B2O3，可降低玻璃的热膨胀性,提高折射率、耐热急变性和耐化学侵蚀性,在温度较高时能降低玻璃粘度，温度较低时提高玻璃粘度。B2O3的引用原料是硼砂或硼酸。玻璃中加 Al2O3能减小玻璃析晶倾向和增强化学稳定性，提高强度，增大玻璃粘度。其引用原料通常是伴含K2O或Na2O和SiO2的长石,也可以用工业氧化铝等。 沧州市天畅工艺玻璃制品厂专业生产各种型号高硼硅玻璃管

②碱金属氧化物原料:有Na2O、K2O的原料。玻璃中加Na2O和K2O成分可降低熔融温度，减小粘度,但会使玻璃的化学稳定性变差。其引用原料是纯碱(Na2CO3)和钾碱(K2CO3)。

③碱土金属氧化物原料：有CaO、MgO、BaO、ZnO、PbO的原料。玻璃中加 CaO和MgO能减弱钠硅玻璃析晶倾向，增强化学稳定性，高温时能降低玻璃粘度，促进玻璃熔化和澄清,但温度降低时粘度增加很快,成型操作困难。其引用原料是石灰石(CaCO3)和菱苦土(MgCO3)，或用同时含CaO和MgO的白云石。玻璃中常加BaO和ZnO以调节玻璃的化学稳定性和折射率等性质，其引用原料常为工业ZnO和BaCO3、BaSO4或 Ba(NO3)2。玻璃中加PbO可显著提高折射率和色散，使玻璃吸收短波长射线，同时，比重增大，熔融温度降低,与金属浸润性好。PbO的引用原料是红丹和黄丹或工业硝酸铅。

此外，碎玻璃也是一种主要原料，常称为熟料，能够在较低的温度下熔融，有助于玻璃配合料的溶化。

高硼硅玻璃管辅助原料

一般包括澄清剂、着色剂、脱色剂、乳浊剂、助熔剂等。

①澄清剂：在玻璃熔制时分解排放气体，加速玻璃熔体排出气泡。有白砒、氧化锑、硝酸盐、锑酸钠、芒硝等。

②着色剂：使玻璃具有各种不同颜色，通常是过渡金属Co、Ni、Mn、Cr、Cu、Fe的化合物,CdS、CdSe及Se、Au、Ag的化合物等。

③脱色剂：脱色分化学脱色和物理脱色。化学脱色是加入氧化剂，将带色化合物氧化成无色或浅色。物理脱色是根据互补色原理，加入着色剂以抵消FeO、Fe2O3、Cr2O3、TiO2等杂质呈现的颜色。如氧化铁使玻璃呈青绿色，通常加入硝酸盐、氧化铈将铁氧化成高价后，着色力减弱。还可加入Se、Co、Ni、Mn的化合物产生红紫色，与Fe化合物的青绿色互补成无色，但降低了光透过率。

④乳浊剂：使玻璃冷却时析出密布晶体，对光线产生散射而不透明。常用水晶石、氟硅酸钠等氟化物和磷酸钙等磷酸盐。