矿物原料对SiO₂-Al₂O₃-MgO玻璃熔制的影响研究

黄松林^1,2，祖群^1,2，黄三喜^1,2，张焱^1,2，刘劲松^1,2

1. 中材科技股份有限公司南京玻璃纤维研究设计院2. 特种纤维复合材料国家重点实验室

摘 要：目前SiO₂-Al₂O₃-MgO系统的S级高强玻璃纤维生产主要以石英砂、氧化铝、重质氧化镁等化工级原料分别引入玻璃组分中的各氧化物实现。这些化工原料纯度高,有助于提高产品成分和性能的稳定性,但这些原料在熔制过程中需要更高的熔制温度,具有能耗大、玻璃液的澄清及均化困难等缺点。为改善SiO₂-Al₂O₃-MgO系统S级高强玻璃的熔制工艺性能,开展了在玻璃原料中引入高岭土、滑石粉的熔制实验,研究矿物原料对高强玻璃熔制的影响规律。通过DSC分析了玻璃的特征温度点,利用XRD表征了熔制过程中配合料的物相变化情况,并在快速升温炉中进行了配合料的熔制实验观测,同时进行了新生态玻璃纤维的强度测试。研究表明:采用矿物原料能显著降低配合料的熔制温度,降低熔制能耗,改善特种玻璃熔制的工艺性能,形成玻璃的温度降低50℃以上;同时也发现矿物原料中的Fe²⁺含量较大,增加了玻璃液的温度梯度,玻璃液表面温度低,不利于玻璃液的澄清,因此需要采取措施降低矿物原料中Fe²⁺的含量,以改善玻璃液的澄清效果,避免玻璃纤维的性能受到影响。

关键词：高岭土;滑石;熔制;高强玻璃;