玻璃的成分

12.3.1　玻璃的成分

玻璃是由二氧化硅和多种金属氧化物，按一定的比例配合，经高温熔融、冷却而形成的透明或不透明的无定型无机物，它是硅酸盐材料的一种。

1）玻璃的主要成分

组成玻璃的成分较复杂，其基本成分是二氧化硅和各种金属氧化物。不同化学成分的玻璃性质不同。一般的玻璃其化学成分可用下列通式表示：

式中，R₂O为一价金属氧化物，如Na₂O、K₂O等，含量占14%～16%；RO为二价金属氧化物，如CaO、MgO、BaO、PbO、ZnO等，含量占11%～13%；SiO₂的含量占71%～75%。玻璃各主要原料如下：

（1）石英砂或砂岩　是提供SiO₂的主要原料。

（2）硼砂或硼酸　是提供B₂O₃的主要原料。

（3）长石或粘土　是提供Al₂O₃的主要原料。

（4）纯碱或芒硝　是提供Na₂O的主要原料。

（5）碳酸钾或硝酸钾　是提供K₂O的主要原料。

（6）石灰石或碳酸钙　是提供CaO的主要原料。

（7）白云石或菱镁矿　是提供MgO的主要原料。

（8）硫酸钡或碳酸钡　是提供BaO的主要原料。

（9）红丹或黄丹　是提供PbO的主要原料。

（10）锌白（又称锌氧粉）　是提供ZnO的主要原料。

为了改善玻璃的使用性能或使其具有某种特性，有时还需加入其他成分。如增加二氧化硅的含量并相应减少碱性氧化物的含量，玻璃的耐热性和化学稳定性会提高；增加氧化铅含量（30%左右），玻璃的光泽和透明性会得到提高，加工性能也会改善。

2）玻璃的辅助成分

玻璃的辅助成分是指能使玻璃具有某些特性或加速熔制而且用量较少的原料。根据作用的不同分为助熔剂、澄清剂、乳浊剂、脱色剂、着色剂等。助熔剂常用的有硼砂、硼酸、萤石等；澄清剂是为了消除玻璃在熔制中产生的气泡而加入的物质，常用的有硫酸盐、食盐、铵盐等；乳浊剂是使玻璃产生乳白色的物质，有氟化物、磷酸盐等；脱色剂是用来消除或减弱原料中铁氧化物所造成的蓝绿色的物质，有物理脱色剂与化学脱色剂之分；着色剂有离子着色剂和胶体着色剂，离子着色剂如二氧化锰、锰酸钾等能使玻璃呈紫色，氧化亚钴、三氧化二钴使玻璃呈天蓝色等，胶体着色剂如三氧化金形成胶体使玻璃呈玫瑰红色，硫酸铜形成的铜胶体使玻璃呈血红色，氯化银形成的银胶体使玻璃呈黄色等。