玻璃是一种较为复杂的混合物,主要由以下几类化学物质组成:
主要成分
二氧化硅():它是玻璃形成的基础物质,提供玻璃的基本骨架结构。二氧化硅通常来源于石英砂,赋予玻璃良好的化学稳定性、透明度和硬度。普通玻璃中二氧化硅的含量一般在70% - 75%左右。
助熔剂
碳酸钠( ):俗称纯碱,是常用的助熔剂。它能降低二氧化硅的熔点,使玻璃在较低温度下就能熔融形成,大大降低了玻璃制造过程中的能源消耗和生产成本。在玻璃生产中,碳酸钠受热分解产生氧化钠(),氧化钠参与玻璃结构的形成,一般玻璃中氧化钠的含量在12% - 15%左右。
碳酸钙( ):石灰石的主要成分,也是玻璃生产中的重要原料。碳酸钙在高温下分解生成氧化钙(),氧化钙可以增加玻璃的化学稳定性和机械强度,同时调节玻璃的黏度和结晶性能等。玻璃中氧化钙的含量通常在5% - 10%左右。
其他成分
氧化镁( ):适量的氧化镁可以改善玻璃的高温黏度和成型性能,提高玻璃的抗水性和化学稳定性。一般在玻璃中的含量为2% - 3% 。
氧化铝( ):加入氧化铝可以提高玻璃的化学稳定性、机械强度和热稳定性等性能。在一些高级玻璃中,氧化铝的含量可达到5% - 10% 。
着色剂:为了使玻璃具有特定颜色,会添加各种着色剂。例如,加入氧化钴()可使玻璃呈现蓝色;加入氧化亚铜()能让玻璃呈红色;加入二氧化锰()可制成紫色玻璃等。
澄清剂:如三氧化二砷( )、硫酸钠( )等,它们能帮助消除玻璃液中的气泡,使玻璃更加均匀透明。
不同类型的玻璃,其具体化学成分和含量会有所差异,以满足不同的使用需求和性能要求,如光学玻璃、耐热玻璃、安全玻璃等在成分上各有特点。