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无氟磷酸盐乳浊玻璃具有很多优点,并且不需要进行再次热处理即可乳浊,可以降低生产能耗。彩色乳浊玻璃是优良的现代建筑装饰材料,而关于离子着色剂对乳浊玻璃的结构和性能的影响方面的研究却很少见。本论文选择离子着色磷酸盐乳浊玻璃作为研究对象,较系统地研究了多种离子着色剂对Na2O-CaO-SiO2(NCS)系统磷酸盐乳浊玻璃结构和性能的影响。探讨了着色剂种类、含量与乳浊玻璃结构、性能之间的影响关系,制备出了性能良好的灰黑色系列、绿色系列的乳浊玻璃。研究结果表明:
添加铁钴镍混合着色剂后,乳浊玻璃的熔制温度由原来的1540℃提高到1570℃,可制备灰黑色系列的乳浊玻璃,当着色剂的含量为Fe2O35.0%,Co2O30.3%,NiO0.45%(外加wt%),乳浊玻璃接近黑色。铬铜混合着色的乳浊玻璃,较适合的熔制温度为1550℃,可制备出从黄绿色到湖蓝色系列颜色的乳浊玻璃,其中当着色剂的含量为Cr2O30.6%,CuO0.8%(外加wt%)时,乳浊玻璃的颜色为绿色。
铁钴镍混合着色玻璃中,分相液滴平均尺寸减小,但是分相液滴的数量增多。Fe2O3主要使分相液滴的数量增加,对分相液滴尺寸影响不大。Fe2O3会改变乳浊玻璃中的晶相,当含量小于4.0%时,主晶相为磷酸钠钙;当Fe2O3含量增大到4.0%时,主晶相变为羟基磷灰石。Co2O3和NiO的加入主要使析晶量减少。Fe2O3的引入会提高玻璃的密度,而Co2O3和NiO都会使玻璃的密度略有降低。混合着色乳浊玻璃的密度还是高于未加着色剂的样品的密度,其变化在2.66O~2.735g/cm3范围内。Fe2O3使耐水性和耐碱性逐渐增强,耐酸性则是先增强再减弱。Co2O3和NiO使耐水性略有增强,耐酸性减弱,耐碱性有所增强。Fe2O3的引入会略提高玻璃的抗折强度,Co2O3和NiO会略降低其强度。
铬铜混合着色玻璃中,分相液滴的平均尺寸由原来约500nm变为200-450nm范围内。Cr2O3的掺入使液滴增多,但是液滴尺寸减小。CuO的掺入对分相的影响较小,仅使分相液滴尺寸略有减小。Cr2O3对析晶有促进作用,而CuO使析晶量有所减少。Cr2O3使密度增大,CuO使密度降低,铬铜混合着色玻璃的密度在2.64~2.79g/cm3范围内。铬铜混合着色玻璃中Cr2O3使耐水性和耐碱性增强,耐酸性减弱,CuO使耐水、耐酸和耐碱性都提高。Cr2O3会提高抗折强度,而CuO对玻璃的强度略有降低作用。