玻璃微珠（精选12篇）
玻璃微珠 篇1
空心玻璃微珠是一种细小、轻质、表面光滑、中空的球形颗粒, 其主要化学成分是硅、钠等的氧化物。空心玻璃微珠一般可分为人造空心玻璃微珠和粉煤灰空心微珠2种,粉煤灰空心微珠一般是从火电厂粉煤灰中提取,空心微珠的生成与煤种、煤质、燃烧温度、燃烧方式等因素有关[1,2];而人造空心玻璃微珠则是利用超细粉末在高温气流中熔融形成的。空心玻璃微珠作为一种新型多功能材料,具有耐磨性强、无毒、自润滑、分散性、流动性、稳定性好、低的导热系数、收缩率,较高的强度,隔音、耐水性、耐酸碱性、电绝缘性、热稳定性好等特性, 已广泛应用于建材、塑料、橡胶、涂料、化学、冶金、航海、航天等领域。
当今社会,电磁波辐射已成为继噪声污染,大气污染,水污染,固体废物污染之后的又一大公害。目前防止电磁波干扰的主要方法是使用电磁波屏蔽材料和电磁波吸收材料。屏蔽是用导电或导磁体的封闭面将内外两侧空间进行的电磁性隔离。从其一侧空间向另一侧空间传输的电磁能量由于实施了屏蔽而被抑制到极微量,电磁波吸收是以降低电磁波的反射能量,即可将入射的电磁波转换成热能从而将电磁波吸收掉[3]。材料对电磁波屏蔽和吸收掉程度用屏蔽效能(SE)来表示,单位为分贝(dB),一般来说,SE越大则衰减的程度就越高。电磁屏蔽材料分为涂覆型和结构型2类[4],电磁屏蔽涂料是由导电填料,树脂黏结剂,溶剂,和添加剂组成。涂覆型吸波材料由于具有工艺简单、使用方便及电磁参数容易调节等特点,使其在吸波材料研究应用领域的作用非常重要,尤其是对现役武器装备的隐身性能改装和电子设备的电磁辐射防护、电磁兼容等,其作用不可替代[5]。高性能吸收剂是涂覆型吸波材料的核心。为满足吸波涂层“薄、轻、宽、强”的效果,吸收剂的研究也在向高效、轻量度化和复合化方向发展。从理论上讲,金属材料是极优的电磁波损耗材料, 但是金属微粉的抗氧化、耐酸碱能力差;介电常数较大且频谱特性差;密度较大[6]。而空心玻璃微珠与金属粉相比, 密度小, 如果对其表面进行金属化处理改性, 则有可能取代金属粉用于电磁波吸收或电磁屏蔽材料的制备,因此,近年来空心玻璃微珠表面镀膜材料引起了广泛关注。而这其中的关键就是如何使金属均匀涂覆在微珠的表面。
1 空心微珠表面镀膜的常见方法
粉体涂层制备的方法有很多,常见的有溶胶凝胶法,表面修饰法,成核生长法,粉末化学镀法,水解沉淀法,机械球磨法,气相沉积法等。应用在空心微珠表面镀膜工艺主要有粉末化学镀法,溶胶凝胶法和气相沉积法等,其中尤以粉末化学镀应用最为广泛。
1.1 粉末化学镀
化学法是指在液体介质中,利用溶液中所发生的物理化学变化制备涂层复合粉料的方法。涂层材料一般是无机盐、醇盐或者有机物,这些有机物通过水解、沉淀等反应产生细小的涂层物质粒子,涂层粒子和核粒子之间通过吸附、粘附、沉积和表面反应等方式,使涂层材料均匀的附着在核粒子表面。这种方法在空心微珠表面镀膜中的应用最为广泛。由于各种粉体的导电性不同,涂层的方法也不尽相同。1)当粉体具有电导性,可以直接进行化学镀(置换法);2)当粉体无导电性(即导电性很差)时,首先在粉体表面上生成金属核心,作为后续化学镀反应的催化形核中心,使化学镀反应得以起动而后随着反应的进行,最终在粉体表面上形成一层均匀的金属或合金涂层。对于空心玻璃微珠而言,因为其表面绝缘,需要采用第二种方法进行镀膜。
粉末化学镀方法,它具有设备简单、操作方便、包覆效果好等优点。粉末化学镀还能起到抑制粉体的分解、提高粉体的耐蚀性、导电性、美化粉体的外观等作用,随着科学的发展,粉体上的化学镀的应用越来越广泛。曾爱香等[7]以AgNO3作为活化剂,以H2PO-3作为还原剂,经敏化,活化两步处理在空心微珠表面包覆Ni-Co-P合金。其操作过程为,将经碱洗的空心微珠在一定浓度的银氨溶液中,磁力搅拌2 h,然后将经过敏化的空心微珠加入到次亚磷酸钠溶液中进行活化0.5 h,在碱性镀液中超声振荡进行施镀。黄绍强等[8]利用胶体钯溶液活化工艺实现了在玻璃微珠表面化学镀银,同时研究了不同还原剂对镀层形貌镀层的结合力影响。研究表明用葡萄糖和酒石酸钾钠混合做还原剂再配以适当添加剂进行化学镀银可使镀层导电性,表面均匀度,结合强度等都有较大改进。凌国平[9]采用钯盐敏化活化一步法在空心玻璃微珠表面化学镀钴,研究了装载量对镀覆粉体的形貌,密度的影响。结果表明,当装载量较少时,玻璃微珠间存在较多的单质Co,随着装载量的增加,单质Co存在的量减少。装载量越大,磁性微珠的密度就越小,包覆层中Co晶粒的尺寸越小,粉末中单质Co的量也越小。当装载量为5 g/L时,表面镀膜均匀,镀层表面基本无突起物,粒子更细小。王宇[10]等采用甲醛-银氨溶液在空心玻璃微珠表面进行化学镀银,制备出来吸波用银包覆空心玻璃微珠粉体,探讨了pH值,稳定剂及装载量对微珠化学镀银的影响。结果表明,提高镀液的pH值能够增加镀液中的银析出量,微珠表面的银包覆较为致密;稳定剂可阻止镀液的自分解,但会导致表面包覆层的不致密;通过调整空心微珠的装载量,能够调节表面包覆银颗粒的粒径大小,控制银镀层的厚度,同时增加装载量能、减少自分解现象。
1.2 溶胶凝胶法
溶胶凝胶法的基本工艺流程是[11,12]:首先以醇盐为原料制备含涂层物的溶胶,然后加入核粒子分散,调节溶液中的各种工艺参数,或使用有机促凝剂,得到凝胶包裹核粒子的涂层复合粒子,再经过干燥或者热处理即得到所需复合粉料。溶胶凝胶法制备复合涂层的过程中能够将核粒子完全均匀的包覆,因而能够取得较好的涂层效果。华中科技大学的王采芳采用溶胶凝胶法制备出了以空心微珠为基的钡铁氧体涂层复合材料,性能优越。溶胶-凝胶法制备粉末的优点是:制得的粉末粒度小、纯度高,反应过程易控制、制品均匀度高,能从分子水平设计和控制材料的均匀性和粒度,能在低温下合成高纯、超细、均匀的纳米复合粉末。它的缺点是所用原料大多数为有机化合物,成本较高;工艺过程所花时间较长;由于凝胶中液体含量大,干燥时产生的收缩大,可能引起胚体出现干裂等问题。另外制备的超细粉末中较易出现团聚现象。
1.3 气相沉积法
气相沉积法分为物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)。CVD方法主要通过气相反应物的沉积形成涂膜,为了强化反应,在CVD法中引入各种强化和激活方法,如离子激活、光激励和超声场产生空化效应等。PVD是利用物理方法“逐出”的分子涂层或原子堆积于被涂物质表面形成涂层,如等离子体、蒸发沉积、溅射沉积和粒子束等。成本过高一直是个突出的问题。北京有色金属研究院的毛昌辉教授就利用磁控溅射制备了空心微珠表面镀膜材料。
2空心微珠表面的主要镀膜种类及相关研究进展
空心微珠表面镀膜其实就是表面金属化的一个过程。目前主要有银系,铜系,镍系等几类,它们各有各自的优缺点。银系,化学性质稳定,防腐性强,导电好,但是价格贵;铜系成本低,且容易氧化,导电性不稳,需要对其做表面处理;镍系吸收和散射能力都比较强,磁矢量衰减幅度大,且具有良好的抗氧化性,抗化学腐蚀性,所以应用最为广泛。马承银[13]将二氧化钛以化学沉积的方法包覆空心玻璃微珠,得到了具有反射近红外的隔热新型材料。曾爱香[7]研究了采用硝酸银活化法在空心微珠表面包覆Ni-Co-P,可用于电磁屏蔽和微波吸收,民用方面可制成防电磁辐射材料,军用方面可制成吸波隐形材料。凌国平等[9]采用化学镀的方法,在空心微珠表面镀覆具有磁性的金属Co层制备低密度的磁粉,化学镀Co层具有优异的软磁和硬磁性能。葛凯勇等[14]利用化学镀对空心微珠表面进行镀镍改性,改性的微珠表面较均匀的附着金属镍。将改性前后的微珠制成吸波材料,测试结果表明,改性后的空心微珠具有较好的吸波性能。Sung-Soo Kim[15]研究了空心陶瓷微珠表面镀Co-Fe金属层对电磁和微波具有吸波性能。S.Shukla等[16]在粉煤灰空心微珠表面进行化学镀铜,经过化学镀铜的粉煤灰空心微珠可以用作导电填料,用在聚合物中可以应用于电磁屏蔽。王宇等[10]在空心玻璃微珠表面进行化学镀银,制备出来吸波用银包覆空心玻璃微珠粉体。毛倩瑾[17]以空心微珠为芯材用化学镀工艺进行了镀银,镀铜,镀镍等表面金属化处理,得到表面金属包覆完整的导电粉体,该粉体作为电磁防护涂料的导电填料具有密度小,导电性能良好的优点。涂料中加入镀镍微珠后具有吸波性能,涂料中加入镀Cu-Ag微珠后具有电磁屏蔽性能。杨丽等[18]对空心玻璃微珠粉末进行化学镀Fe-Ni合金镀层具有较好的雷达波吸收性能。另外,张秋禹[19]等报道,对空心玻璃微珠经偶联处理以后再活化的方法,在空心微珠表面进行化学镀镍改性后,用在医学免疫检测技术上前景看好。
3 结 语
通过对玻璃微珠表面化学镀镍,钴,银,铜,等导电的物质,改变了其电磁性能,可以用代替部分纯金属导电填料应用于电磁防护涂料中。传统的电磁防护涂料使用的导电填料密度大,使得填料易于沉淀,影响力电磁防护涂料的储存与使用性能。采用价廉质轻的空心玻璃微珠为基材,进行表面金属化处理,可以获得导电良好的复合导电填料,应用于电磁屏蔽或吸波材料的制备。
摘要：空心玻璃微珠是一种新型材料,具备质轻,高强度的特点。利用化学或者物理方法将其表面金属化可以有效解决金属粉末的密度大,易氧化的缺陷,制备出高性能的电子屏蔽材料。
关键词：空心玻璃微珠,镀膜,屏蔽材料
玻璃微珠 篇2
就是一般的民用平板玻璃，因为生产工艺为玻璃液漂浮在锡溶液表面自展平而命名。强调“浮法”是针对老的生产工艺而言，因为现在大的生产厂家全部都采用浮法进行平板生产，现在已经没有强调的意义了。要是有人强调的话那一定是JS在误导你而已。
超白玻璃：
又称无色玻璃、高透明玻璃、低铁玻璃，是玻璃产品中最高档的品种，具有高透光率、高透明性，产品晶莹剔透、高贵典雅，有玻璃家族“水晶王子”之称。透光率决定玻璃的品质，浮法玻璃的透光率为86%，而超白玻璃透光率可达92%以上，主要应用于高档建筑的内外装修、电子产品、高档轿车玻璃、太阳能电池、高档园艺建筑、高档玻璃家具、各种仿水晶制品等行业。
浮法无色玻璃与浮法超白玻璃从外观上看，最大的区别就是透明度。前者没有严格要求，通常可见光透射比在89%(3mm)，而超白则有严格要求，而且对引起玻璃上色(发蓝、发绿)的氧化铁含量也有严格规定：可见光透射比不低于91.5%(3mm)，氧化铁(Fe2O3)含量不高于0.015%(普通浮法为0.1%左右，高了10倍)。
太阳能的开发与应用也将为超白玻璃的发展提供巨大商机――太阳能光伏发电系统的玻璃基片就需要使用超白玻璃，因为超白玻璃的透光率在92%以上。超白玻璃科技含量高，生产难度大，具有较强的获利能力。较高的品质决定了其不菲的价格，超白玻璃售价是普通玻璃4～5倍(有专家分析甚至可达6～10倍)，成本仅为普通玻璃2～3倍，具有较高的附加值。目前，世界上只有美国PPG、法国圣戈班、英国的皮尔金顿、日本的旭硝子等少数企业掌握超白玻璃的生产技术，其中PPG公司技术最成熟。
超白玻璃的清洁与保养
玻璃微珠 篇3
玻璃博物馆的展厅由两座旧厂房改造，主展厅的入口设计灵感来自变化无穷的万花筒，站在这里，不仅可以看到无数个自己，还能从各个折射面上看到前方五块大屏幕的片段。和几乎所有的博物馆一样，这里有大段的文字和斑斓的图片，向你解释玻璃的宏观世界和微观世界，例如玻璃原本是什么，玻璃为什么会有不同的颜色，以及是中国先有玻璃还是外国先有玻璃。要是你和我一样，觉得这些冷冰冰的解说词不够生动跳跃，先别下定论，现场吹制玻璃一定能吊起你的胃口。
作为从液态到固态锐变的艺术语言，吹制玻璃是一门十分古老的工艺，它也是玻璃艺术中最能测量制作者艺术修养和技术水准的卡尺。从柔软到坚硬，从火红炙热到晶莹剔透，不是亲眼目睹，很难想象最终呈现于眼前的那些玻璃曾受过火的历练。
采访当天，我们遇上的是博物馆里经验老到的周师傅和于师傅二人的演示。讲解员告诉我们，因为吹制技术是一种难度极高的纯手工操作，所以一般都需要团队作战，而且各成员需要默契配合，才能最终完成作品。
只见周师傅先使用1.2米左右的中空铁棍从银色的电熔炉里挑出熔融的玻璃料，依顺时针方向在铁管头部3厘米处卷起，这时候挑出的料会因为重力的作用有所变形，所以需要人不断地搓动铁管，以保持玻璃料均匀地留在铁管前端。待玻璃颜色稍暗后，周师傅即刻进行小泡的吹制，稍微吹一点气。“因为玻璃本身的物理性质，无法一次将料吹制成型，至少要两次才能完成，而大型复杂器物则甚至要经过数十次努力，吹制工艺的精深与奥妙便在反复浴火中体现。”
待小泡稍许冷却后，即可用它来第二次取料。而后进入吹制的整形阶段，只见周师傅手握模具进行塑形，被搓成圆球形的玻璃料的左右两边同时被拉起一小截突起物。“你们谁能猜出周师傅正在制作的是哪个会飞的动物？”耳边响起天马行空的答案——鸽子、乌鸦、麻雀，甚至还有人回答愤怒的小鸟。在大家发挥想象力的同时，于师傅也拿出另一根铁管，从电熔炉里挑出一小块玻璃料，传递给周师傅。当两块玻璃料接触后，周师傅把其中的“后来者”进行拉伸塑形，熟练的手势操作下，仅几下功夫，一只挺立婀娜的天鹅就制作完成了。
在亲眼见证了玻璃从无形到有形的过程后，在场每个人都跃跃欲试。每一场吹制玻璃的演示环节，都会有一位幸运观众被抽中上台，体验一把“吹”玻璃的奇妙环节，如果你也想见证奇迹的一刻，不妨来玻璃博物馆寻找答案。
硼硅酸盐多孔玻璃微珠的制备 篇4
多孔玻璃微珠是多孔玻璃形态的一种, 可用作催化剂和药物载体, 物质分离和制备, 吸附剂, 功能涂料等[1,2,3,4]。该研究采用热分相法制备多孔玻璃微珠。通过分相和酸溶制备的多孔玻璃微珠, 是一种尺寸为几个到几百个纳米的孔隙结构。作为吸附、缓释材料, 多孔玻璃微珠具有一些优异的特性[5]:流动性好, 有利于促进反应的均相催化;更大的吸附量与负载浓度, 作为药物、试剂的载体可进入微观领域和空间发挥体块状多孔玻璃不能完成的作用。
2 制备与实验
2.1 制备流程
多孔玻璃微珠的制备流程分为玻璃制备、玻璃微珠制备和玻璃微珠多孔化三个阶段, 具体流程见图1。
1) 玻璃制备
基础玻璃成分决定了玻璃分相的程度和结构。按照表1的组成制备配合料。配合料在坩埚中充分混合后放入电炉中, 从室温线性升至1 500℃, 恒温保持3h, 取出坩埚, 将玻璃液倒入不锈钢水槽中水淬, 然后再破碎、烘干。玻璃配方组成, 见表1。
w/%
2) 玻璃微珠制备
烘干碎玻璃, 对辊破碎至粒径在1mm以下, 螺旋输送至气流粉碎机得到中位径在19~22μm范围的玻璃粉末。用旋震筛去除过细和过粗粉末, 使粒度分布在10~40μm。合格的粉料在120℃干燥2h后输送至成珠炉火焰中, 表面张力的作用使熔融玻璃粉体球化得到玻璃微珠。
3) 玻璃微珠多孔化
清洗、烘干和筛分玻璃微珠, 去除未球化颗粒、破损的微珠和其他杂质。热处理使用箱式电阻炉。酸浸析使用盐酸溶液, 将盛有微珠和盐酸的三角烧杯放入水浴锅内进行。多孔微珠制备的正交试验和比表面积影响因素的实验研究在下文中展开。
2.2 正交试验
以比表面积为指标值, 设计表2所示的四因素正交试验, 研究影响多孔玻璃微珠制备的主要因素。用Nova NanoSEM 450场发射扫描电子显微镜观测多孔玻璃微珠形貌。采用比表面积为9.6m2/g的活性炭作为参比物, 用贝士德仪器科技有限公司3H—2000A智能型全自动氮吸附比表面仪测量样品的比表面积。
2.3 热处理工艺实验
研究热分相温度 (560℃、580℃、600℃、620℃) 和分相保温时间 (18h、24h、30h、36h) 对多孔玻璃微珠比表面积的影响。90℃水浴温度, 0.5mol/L盐酸浸析24h的酸浸析条件保持不变。
2.4 酸浸析工艺实验
将经过热分相和预处理后的玻璃微珠放入盛有不同浓度250 mL盐酸溶液的三角烧杯中, 质量均为25g。在580℃热处理24h, 盐酸浓度为0.5mol/L, 水浴温度分别设为30℃、60℃和90℃, 酸浸析时间分别为12h、24h和48h。研究水浴温度和酸浸析时间对多孔玻璃微珠比表面积的影响。
在580℃热处理24h, 90℃水浴温度, 酸浸析24h的条件下, 酸液浓度分别设为0.05 mol/L、0.1mol/L、0.5mol/L、1mol/L、2mol/L和4mol/L, 研究酸液浓度对比表面积的影响。
3 结果与分析
3.1 正交试验结果
根据上述多孔玻璃微珠制备步骤, 设计了正交试验并得出如下数据 (表2) 。
根据试验结果可知, 对玻璃微珠酸浸析效果影响的主要因素是盐酸浓度和热处理温度。该实验制备的玻璃微珠多孔化最优方案是580℃保温24h, 90℃水浴锅中用0.5mol/L的盐酸溶液浸析24h。根据此最优方案制备多孔玻璃微珠的比表面积为68.18m2/g, 较好符合了试验结论。该多孔玻璃微珠表面SEM图像, 见图2。
图2左右分别是制备的多孔微珠表面放大60 000倍和120 000倍的SEM图像, 可以看出该多孔微珠表面呈海绵状结构, 孔径约在10~300nm。对于多孔玻璃微珠, 其玻璃组成大部分是二氧化硅, 壳壁及内部中分布着溶蚀掉碱硼相形成的多孔通道连接玻璃球体的外部和内部。
图3为比表面积为68.18m2/g多孔玻璃微珠内部孔隙结构的扫描电镜图像。
在该断面中, 外围是被充分酸浸析后的形貌, 只留下富硅相以及碱硼相溶蚀后留下的空隙。中部核心外表类似蜂窝结构, 但内部没有贯通;一是因为分相过程中, 内部成分还未充分分相;另外一个可能原因是在酸浸析过程中, 外围的碱硼相逐渐溶蚀掉, 碱硼相中夹杂的SiO2胶体成分阻碍了其内部酸浸析的离子扩散通道, 导致多孔玻璃微珠的酸浸析不充分。对于以钠硼硅为主要成分的母体玻璃制备的多孔玻璃微珠, 酸浸析过程本质上是分相玻璃微珠在H+促进下的富硼相的水解过程[6]。研究表明[7], 碱和硼是同时浸出的, 所以多孔玻璃微珠的绝大部分是SiO2骨架。
3.2 热处理的影响规律
图4中, 580℃热处理条件下, 保温24h所得比表面积最大。可以发现, 表示不同的热处理时间的四条曲线有相互交叉现象, 即在不同热处理温度下, 四种热处理时间得到的比表面积大小顺序不是完全相同的, 这是因为不同的热处理温度下的玻璃分相结构有所差别。增加温度至600℃和620℃时, 比表面积又有所下降。这是因为温度已经超出了最佳的热处理温度范围, 使得相平衡的方向有所改变, 造成已分相部分重新熔解[8]。此外, 该研究热处理的是玻璃微球体, 温度过高还会导致玻璃粉体粘连结块现象, 需要适当降低热处理温度, 延长保温时间。
3.3 酸浸析的影响规律
从图5可以看出, 相同的反应时间, 水浴温度升高, 多孔玻璃微珠比表面积随之增大;相同的水浴温度, 12h的酸浸析时间对应的比表面积较小。当时间增加至24h, 比表面积增加幅度较大, 但是48h反应时间的比表面积相对24h来说增大的效果十分有限。因此, 酸浸析时间选择24h已经足够。
图6中, 多孔玻璃微珠的比表面积随着酸液浓度的增大先增加后减小。在酸浸析的过程中, SiO2颗粒在孔道中的聚集形态受酸浸析条件的影响[9]。在低浓度 (0.05mol/L、0.1mol/L) , 碱硼相浸出较少, 两相之间的界面完好, 其中混有的少量SiO2成分被浸出;增加浓度 (0.5mol/L) , 两相界面逐渐溶解, 而碱硼相中的SiO2在此浓度下的溶解度降低, 并聚集成小颗粒高度分散滞留在孔道中, 这导致比表面积的急剧增大, 绝大部分的比表面积来自于这些孔道中SiO2颗粒的贡献;继续提高浓度 (1mol/L及以上) , 小的SiO2颗粒开始积聚长大生成次级SiO2胶体, 导致比表面积减小。这是一个表面带有电荷的氧化硅胶体在碰撞过程中凝胶化的复杂过程, 当次级SiO2胶体随盐酸浓度升高而增长过大时, 会堵塞多孔玻璃微珠的孔道导致比表面积和孔容积进一步减小。
4 结语
该研究采用热分相法试制了一种以硼硅酸盐为主要成分的多孔玻璃微珠, 并研究了其比表面积的影响因素及作用规律。由实验结果得知, 酸液浓度和热处理温度是影响多孔玻璃微珠比表面积的主要因素。该试验制备的多孔玻璃微珠最大比表面积达到68.18m2/g。
随着热处理温度和分相时间的增大, 玻璃的不混溶区域逐渐扩散增多, 从而使比表面积和孔径在酸处理后有所增大。热处理温度有最佳值, 过高时已完成的分相会重新融合。该试验的最佳热处理条件为580℃, 保温24h。
酸浸析过程本质上是分相玻璃微珠在H+促进下的富硼相的水解过程。一定范围内较高浓度的盐酸会使多孔玻璃微珠比表面积较大。但是, 侵蚀过程中残留在孔洞中的SiO2胶体在过浓的酸液中溶解度会减小, 从而堵塞酸浸析通道, 导致玻璃微珠的孔径和比表面积增加缓慢甚至下降。该试验最佳酸浸析条件为水浴保温90℃、0.5mol/L盐酸浸析24h。
通过化学成分和制备工艺的改变, 可以设计出适应不同应用要求的多孔玻璃微珠。同时, 也需要进一步研究多孔玻璃微珠的结构强度以及吸附性能, 从而提高其孔容积和比表面积以满足更多领域的应用要求。
摘要：该文介绍了一种制备硼硅酸盐多孔玻璃微珠的方法, 即通过玻璃粉末法制备玻璃微珠, 然后通过热分相法得到多孔玻璃微珠。通过实验优化, 制备得到了比表面积为68.18 m2/g的多孔玻璃微珠, 并研究了热处理工艺和酸浸析工艺对微珠比表面积的影响。
关键词：硼硅酸盐玻璃,玻璃粉末法,热分相法,多孔玻璃微珠
参考文献
[1]石成利, 梁忠友, 李玉亮.纳米多孔玻璃研究进展[J].玻璃与搪瓷, 2006, 34 (2) :41-44.
[2]罗文, 谭天伟, 袁振宏, 等.多孔玻璃珠固定化脂肪酶及其催化合成生物柴油[J].现代化工, 2007, 19 (11) :40-42.
[3]王宝康.多孔玻璃微珠的制作及其固定α-淀粉酶的研究[J].化工时刊, 2007, 21 (11) :15-19.
[4]Newell J D, Patankar S N, Edwards D B.Porous Microspheres as Additives in Lead-acid Batteries[J].Journal of Power Sources, 2009, 21 (188) :292-295.
[5]袁启华, 罗大兵, 雷丽文.载体多孔玻璃微珠的制备及其应用[J].硅酸盐通报, 2000, 45 (3) :52-55.
[6]Guo Liping, Li Yingxia, Chen Yongxi, et al.The Dynamics of Acid Treatment in the Preparation of Porous Glass[J].Journal of Wuhan University of Technology-Mater Sci Ed, 2003, 18 (4) :10-13.
[7]童辉, 李英霞, 雷家珩, 等.多孔玻璃制备中的酸浸析过程研究[J].2004, 32 (6) :37-38.
[8]陆平, 韩建军, 徐峰, 等.纳米孔玻璃介质孔径大小的正交分析研究[J].武汉理工大学学报, 2009, 31 (22) :19-22.
镀膜玻璃和普通玻璃有什么区别？ 篇5
0比喻热反射镀膜玻璃成，对于可见光有适当的透射率，对红外线有较高的反射率，对紫外线有较高的反射率。主要用于建筑幕墙玻璃。还有低辐射玻璃对可见光有较高的透射率，对红外线有很高的反射率，具有良好的隔热性能，主要用于建筑和汽车、船舶等交通工具，由于膜层强度较差，一般都制成中空玻璃使用。镀膜玻璃中应用最多的是热反射玻璃和低辐射玻璃。基本上采用真空磁控溅射法和化学气相沉积法两种生产方法。
普通玻璃是硅酸盐应该说得没错，只有纯净的石英玻璃SiO2才是主要的。光导纤维不是普通玻璃，请注意：光导纤维是石英玻璃，主要成分是SiO2。化学书上说的玻璃，指的是普通玻璃即硅酸盐玻璃。
镀膜玻璃的清洁与保养
可视MSVD反射膜上的表面残留物可用干净的不起毛的布和商业溶剂（如油漆稀释剂、矿物酒精或异丙醇等）清除。不能用家用餐具洗涤剂，必须小心保证溶剂和残留物对膜没有影响。用小块样做清洗检测，确定残留物和溶剂对膜是否有损坏。
机洗时镀膜玻璃绝不能停在清洗的刷子的下面，因为这样会把膜损坏。因为每个清洗机的刷子的硬度都可能是不同的，通过对清洗后膜层的检测来确定清洗机器的刷子对膜是否造成伤害。当清洗MSVD低辐射膜的镀膜玻璃时，最好不采用循环水，因为这些膜对pH值非常敏感。如果采用循环水，应监测pH值的大校
最后喷淋镀膜玻璃时要使用脱矿物质或去离子水，以确保干燥时无残留物。因为使用脱矿物质或去离子水的工艺可能会提高水的腐蚀性，所以应在水中进行样品检测。确定没有出现有害反应后，在大规模生产前还要进行试生产，以确定这种水在系统中是否工作正常。
玻璃微珠 篇6
心手分离的时代，工业生产无处不在，人们似乎成了机器的一部分，速度挤压着思想，创意淹没在经济的飞流中。于是，需要极大的勇气和耐心的手工艺作品，逐渐升级成为一种对个性和品质不懈追求的精神。
有一个人，从1998年至今，一直坚持这种手工艺精神，与世界各地的艺术家、设计师合作，从生活的细节方面着手，让设计融入生活。他就是中国手工玻璃艺术领军人之一的魏金彪先生，而由他投资创业、经营管理的手工玻璃艺术品店，更是坚持出色的品质和个性化的设计，让生活变得越发时尚、艺术。这家名为“DESIGNPLUS/无界限”的小店，位于上海尚街loft的3楼，建筑面积97平方米，宽敞明亮的店面显得落落大方，空气里，有一种情调，仿佛正在把每一件玻璃艺术品中包含的故事娓娓道来。
玻璃是上帝给的礼物
魏先生是基督徒，他说在欧美，流行这样一种说法，“玻璃是上帝给人类最好的礼物”。因为玻璃给人的第一感觉是“冷”，相关的还有纯洁、晶莹剔透，然后这种冷冰冰的物质却是在1500℃的高温下生成的。它的产生过程热情、激烈，与它给人的感觉截然相反。也有人说，“玻璃是物质的第四种形态”，神奇之处就在于玻璃在加工时是液态的，而冷却以后又成为固态。
这就像每一个扣人心弦的故事，都有其跌宕起伏的情节和出乎意料的结局。“DESIGNPLUS/无界限”手工玻璃艺术品店里的大部分玻璃艺术品都是魏先生亲自设计，亲手制作，其中包含了他个人在创造时的心情和他想述说的故事。比如一组手工玻璃雕塑，魏先生说，这是一个凄美悲伤的爱情故事。第一个雕塑名叫“她/SHE”，透明底色，大致形状是人体的曲线，其中交错夹杂着由粉红、大红和黑色组成的不规则的炫彩线条，好像一个妩媚害羞的女子，低头间流露出的温柔沉醉了男子的心。第二个雕塑名叫“往事，yesterday once more”，之所以中文名和英文名不太一样，是因为中文的所谓“往事”，并不仅仅要表达一般意义上的往事，而是“往事并不如烟”。它也是透明的底色，其中绕着许多淡粉红的丝带，灵动飘逸，给人若有若无的错觉。一如回忆在人们脑海中的印象，有时历历如昨，有时又虚无飘渺，抓不到也放不开，就好像藕断了，丝还连一起。
也有一些玻璃艺术品是魏先生为了表达对社会的呼吁。比如有一个玻璃雕塑名叫“海洋/SEA”，深蓝底色，黑色点缀，冷色调的混合给人压抑的感觉，这是在提醒所有看到雕塑的人们，海洋污染越来越严重，会影响子孙后代。
尽管全部为原创并且为手工艺制品，但是记者在店内看到，其价格并不如想象中的那样高不可攀，一般的小件手工玻璃艺术品在300元左右。但是大型的玻璃价格则要贵上不少，“她/SHE”的价格为3300元，更大件的比如5米高的室内装修用的玻璃树就要30000元左右。
多国创意设计无界限
除了魏先生，店里还有其他设计师的作品，主要是一个捷克设计师和两个美国设计师。魏先生说，他们虽然经常互相交流，也合作完成过玻璃艺术品的制作，但从不影响对方的设计。这样才会使一个店里商品丰富起来。外行人只要仔细地看，就能发现四位设计师风格迥然不同。捷克设计师擅长使用艳丽的颜色，店内专门有一个展柜是放这一类的艺术品，比如名为“色彩联想/COLOR”的花瓶，就是用黑色线条在白色的花瓶上分割出四块，分别涂上绿色和橙色，对角的两个板块颜色相同，给人以明快大气的质感。
两位美国的设计师Mr.Chico Raskey和Mr.Cesar Palma，虽来自同一国度，但从小不同的家庭生长环境也使他们的创作风格大相径庭。Mr.Chico Raskey性格开朗，为人热情，享受自由自在的生活。他大部分时间不工作，到世界各地去旅游，“他玩high起来就谁也别想找到他，人间蒸发了一样”，魏先生这样形容自己的好友设计师。所以Mr.Chico Raskey设计出来的玻璃艺术品比较多带有暖色调，比如一个名为“快乐桑巴/Festival”的室内摆设，就是明显的巴西情调。而另一位美国设计师Mr.Cesar Palma的设计风格是童话式的天马行空，他的想象力非常丰富，所以会打破常规的思维定式，做一些好看又奇特的艺术品出来。魏先生介绍说，一组名为“郁金香兔子”的玻璃艺术品，就是Mr.Cesar Palma根据小时候妈妈给他讲的故事制作出来的。那是一对兔子，身上画着点点青草，青草地上盛开了几朵娇艳欲滴的郁金香。这样的画面给人们带来想象的空间，不同的人看到这件艺术品，会有不同的理解。
“DESIGNPLUS/无界限”这个店名起源于魏先生这个设计团体的理念，那就是一设计没有界限。他们有着不同的国籍，不同的家庭背景、教育背景，不同的生活经历，但相同的，是他们都热爱手工制作、热爱玻璃质感、热爱艺术创造。很早魏先生就有自己的工作室，在工作室里，他和他的朋友们完成一个又一个的作品，通常是先有一个设计图稿，但做着做着灵感会不断进发，在这个过程中原来的图稿又会被推翻，根据新的创意制作出成品。由于纯手工技术的要求很高，一般都是三到五个人合作完成一个作品。
选址不离艺术氛围
在手工玻璃艺术品设计行业十几年，魏先生一直想开一家实体店，把自己对艺术的理解给更多的人分享。然而正如大多数艺术家下海经商一样，创业的路并不是一帆风顺。最大的问题就在于选择店址。这家在尚街loft的小店开业于2008年5月，一开始生意很不错，在整座商场的所有店铺中，营业额也算是靠前的，可是现在却越来越不好。其中一部分原因在于尚街loft整个的经营方式问题，当然也有金融危机的影响因素在内。
所以现在魏先生也在考虑换地方。他说，一开始选在这里，就是看中了这里的艺术氛围。在入驻前，魏先生甚至跟一楼的咖啡馆老板伙计聊天，了解周围的情况。如今即使要换，他仍然以艺术氛围是否浓厚为第一评判标准。由于是纯手工制作，其成本较高，而且需要消费者有一定的鉴赏能力，所以手工玻璃艺术品一般针对高端客户较多。但在同类商品中，魏先生说他店里的定价算是很便宜的，普通白领也能买得起。价格便宜的最终目的还是为了推广艺术，所以店址一定是选在艺术区。从市场角度来讲，手工玻璃艺术品在北京更吃香，但魏先生坦诚说，相比之下他更喜欢上海的城市文化，所以目前还不会把店址迁去北京，只是在上海寻找更好的地方。
艺术是一种生活方式
如今，魏先生的生意已经在全国好多
城市撒网，但并不都是以手工玻璃艺术品店的形式。南京的画廊、北京的时尚杂志、厦门的咖啡馆等都是魏先生渗透自己手工玻璃艺术的渠道。他还做一些其他设计，如个性家居品、陶艺、手袋以及一些大型的装修作品，材料涉及玻璃、陶艺、铁艺、皮革等。
上海这家小店的装修就是魏先生自己设计的，他得意地告诉记者，天花板上的手工玻璃灯、四周的白色小展柜、五米高的玻璃树都是可拆卸、可携带的。因为自己设计所有的装修，不需要请装修公司，所以费用省去一半。顾客如果喜欢店内装修，可以定做，也可以直接把店里的搬回家。
在小店的中间，有一个玻璃小圆桌，上面放了一个精致的茶壶和几只茶杯。附近的一个小展柜里斜靠着几本书和一些小陶瓷罐。魏先生说，这些都是用来休闲娱乐的。他正在建立一个圈子，可以定期组织party，互相交流关于艺术的心得。他店里的这些书是他和他的朋友们看过，觉得值得一看的书，推荐给顾客们。以书的原价售出，不为赚钱，只为分享快乐，分享人生。店里还出售国外的顶级咖啡豆，总之在日常生活中，凡是魏先生觉得好的东西，都会拿到店里来与顾客们分享。
他经营的不仅是作品，更是一种生活的方式。
创业分析与风险提示
前期投入：由于手工玻璃艺术品的特殊性，店里的商品都是自己制作的，所以成本不是很高，都是些简单的原材料。在首期存货上的投入大约在2万元左右。由于装修是自己设计的，除了展柜、桌子等是家具商店买的，其他店里的装饰、摆设也是自己手工制作的，所以装修费并没有投入特别多，大约在7万元左右。所以前期投入主要还是在店租上。因为尚街loft的地段好，店租每月18000元，以半年的首期房租估算，大约需要11万元。这样下来，投资一家手工玻璃艺术品专卖店的前期投入在20万元左右。
盈利分析：经营这样一家手工玻璃艺术店，最大的支出便是房租，每个月大约需要18000元。雇佣一名员工，工资与福利支出每月需要2000元。再加上水电、税收等一些杂费开支，每个月的经营成本在23000元。一般而言，这类手工艺品的毛利率在60％左右。那么要实现盈亏平衡，每月要达到38000元的营业额。目前每月的营业额在3万～6万元之间波动，不是太稳定。不过由于手工玻璃艺术品的格调比较高，懂得欣赏的人自然肯出合理的价格买下，所以并不担心会亏本。一般的小件手工玻璃艺术品在300元左右，雕塑视大小而定，之前介绍过的“她/SHE”卖3300元一个，大件的比如5米高的室内装修用的玻璃树就要30000元左右，一个月卖出一件就能赚回本。
门槛：从事这类与创意与设计密切相关的行业，对于创业者本人的艺术修养有着较高的要求，如果不是专门人才，要走这条路困难重重。
选址：既然是艺术品，当然最重要的还是选在艺术气息浓厚的地方。这样也便于顾客圈子的形成。懂得欣赏的人在一起交流，酒逢知己干杯少，是大快人心的事。除了在固定的店里做生意，魏先生有时会将自己的作品拿去参加国际设计展览，比如目前在浦东国际会展中心就有这么一个知名设计师汇集的展览，在那里也能卖出部分商品。
风险：魏先生并不担心同行业的竞争，因为他自信在手工玻璃艺术品领域，自己设计制作出来的商品是最好的，他说，有许多人模仿他的东西，形似神不似，不足为患。设计是偷不走，学不来的，对他来讲，最大的风险仍在于选择开店的地段是否有足够的高端人流量。比如现在的尚街loft，由于整体的经营不甚理想，非常影响店里的生意。
玻璃微珠 篇7
关键词：空心玻璃微珠,应用,生产,工艺
空心玻璃微珠的开发始于50年代,据世界专利数据库统计,20多年来,国内外涉及中空玻璃微珠的发明有50多项(大多为基本专利)。其中一半为中空玻璃微珠的制备,另一半为其应用。近十年涉及中空玻璃微珠制备的专利不到1/3,其余2/3为应用。可见,中空玻璃微珠已经进入应用发展阶段。
空心玻璃微珠最早主要用于航天事业、国防工业等尖端科学技术。随着科学技术的发展和空心玻璃微珠工业化批量生产的实现,以及粉煤灰空心玻璃微珠提取技术的应用,空心玻璃微珠材料已成为价格低廉、资源丰富的新型材料,广泛应用于隔热防火材料、高级绝缘材料、乳化炸药、复合材料、石油化工、化工产品添加剂等军事、民用及其它技术领域。2000年后,国外还有针对性的进行了相关技术开发,进一步拓宽了中空玻璃微珠产品在高端领域的应用,例如美国的Fll7A隐形飞机已采用了羰基铁氧体卒心微球;利用窄心玻璃微珠填充聚合物合成的深海高强浮力材料已应用于潜艇上。
1空心玻璃微珠国内外生产现状
目前,国际上技术领先并能够大量生产和经营空心玻璃微珠的著名企业有:美国Potters公司、3M公司、Emerson & Cuming公司,比利时Glaverbel公司、Pittsburgh Corning公司、Philadephia Quartz公司等。而专营粉煤灰空心玻璃微珠的商家有Hargreaves PFA Marketing Ltd,其中最著名的是美国Potters公司和比利时Glaverbel公司。他们都可大量生产空心玻璃微珠、高折射率的实心玻璃微珠以及细珠等多种不同系列、用途的微珠产品,年产量达10万t以上。亚洲,日本和土耳其两国能进行空心玻璃微珠的生产,其中日本的产量最大,但是由于日本国内对空心玻璃微珠的需求量较大,每年仍还需大量进口。
经过科研人员20多年的努力,我国空心玻璃微珠的研发取得了一些进展,目前已有10多个科研单位以及工厂从事空心玻璃微珠的生产和研制工作。其中由中美投资兴建的北京玻璃二厂自动化玻璃微珠生产线于1988年11月投产,年产量达3000t吨以上,其产品除部分供国内市场外,绝大部分销往国际市场。河北秦皇岛秦玻集团所属的秦皇岛市玻璃微珠厂是国内少数能够工业化生产空心玻璃微珠的专业单位,该厂从德国引进全套设备进行空心玻璃微珠的生产,一些产品的主要技术性能指标已接近或达到了国外同类产品的先进水平。虽然我国已经有一些相关的研究成果,但是只有少数单位能够自主生产空心玻璃微珠,且年产量尚不足万吨。同时,产品的品种较少,规格不齐全,主要以工业抛光珠以及研磨介质微珠为主,对于一些有特殊性能的、适用于特定场合的空心玻璃微珠,如电子级的、高强级的、海洋级的以及各种不同粒径的空心玻璃微珠我国尚不能自主生产,相关的研制技术有待进一步的深入研究。
1.1国内生产厂家
国内主要生产企业有:汇精亚纳米新材料有限公司,北京微纳超细材料有限公司,青岛海瀚亚纳米新材料有限公司,廊坊市澳澜玻璃微珠有限公司,河南省信阳海平玻化微珠有限公司, 天津大港油田四益玻璃制品厂(上述企业产品性能参数略)。
此外,秦皇岛三联瑞森玻璃珠有限公司、东营万佳轻质材料厂、唐山市丰润区阳光微珠制造有限公司、山东德润机电设备制造有限公司空心玻璃微珠研究所、深圳市迅泰实业有限公司和深圳市华尔纳特种材料有限公司等单位研制生产空心玻璃微珠。浙江通达实业也将于2011年完成8条空心玻璃微珠生产线和4条隔热保温材料生产线的建设,建成之后,将具备年产空心玻璃微珠3万t、新型节能隔热保温材料1千万m2的能力。
1.2国外生产厂家
Potters Industries Inc.:Potter公司是目前世界上公认的生产技术和设备最先进、产品质量最好的微珠经销商之一。Glaverbel Glass Group.:比利时Glaverbel玻璃集团成立于1961年,其下设的Sovitec集团专门从事玻璃微珠的生产和开发,该集团于2001年被日本旭硝子株式会社(Asahi Glass Co.Ltd)收购。
日本旭硝子集团公司:旭硝子公司于1907 年9月创立,母公司是三菱集团(Mitsubishi Group)。1971年首先发明了旭法,在日本本土拥有 13条浮法玻璃生产线。目前,旭玻璃公司不仅在亚洲的中国、印尼、泰国、越南等有该公司的股份及工厂,而且在欧洲也有它的子公司,欧洲的比利时格拉威尔公司已成为旭玻璃公司的股份公司(旭玻璃公司占 67.52%)。旭玻璃公司共有20条浮法线。
3M公司(Minnesota Mining and Manufacturing Company):3M公司有关中空玻璃微珠的生产制备工艺申请了多项专利,其中不同的专利所述及到的中空玻璃微珠的化学成分各不相同(详情略),具体的制备工艺也不尽相同。该公司的中空玻璃微珠主要分为K系列和S系列两大系列,主要运用于浮力材料产品、保温材料产品以及潜水材料等。
还有PQ Corporation公司,Intercorp. Inc,俄罗斯的"Rossing" Pte. Litd,Opta Minerals Inc。
除以上主要生产厂家外,国际上还有美国的MO-SCI Corporation、AGSCO Corporation、Polysciences,Inc、AMMAT Technology Company Ltd、Cenostar、Cospheric LLC、Emerson & Cuming Ltd、Erosion Control Technologies、Bangs Laboratories Inc、Sterling Precision Inc、Philadephia Quartz等公司;意大利的Falleri公司;俄罗斯的INOTECK、JSC Novgorod Glass Fiber Plant等公司生产中空玻璃微珠。
每个公司的生产方法不一样,导致最终的中空玻璃微珠化学成分含量不同,表1是各个知名品牌中空玻璃微珠的化学成分含量。
2空心玻璃微珠的制备工艺进展
玻璃微珠作为新型填料,主要为来源于人工的合成微珠,另一种可用风选或水选方法从粉煤灰中提取而来。人造中空玻璃微球的主要生产工艺有粉末法、液滴法、干燥凝胶法、叶轮抛射法、煅烧法等多种。其中要重点提及:日本旭硝子公司1997年提出了一种粒径均匀的中空玻璃微珠的生产工艺,其方法是把含有起泡剂的碾碎的玻璃粉加湿为浆,然后喷雾,加热。起泡剂含S、C、H和N元素,当玻璃粉融化时可在玻璃中形成0.05%～20.0%(质量比)的SO3、CO2、H2O和NO2,玻璃原料是硼硅酸盐玻璃,加湿剂为水或有机可燃液体,玻璃粉的粒径为0.5～50μm,浓度为5%～50%,喷雾压力为0.1～20kg/cm2。该公司2002年又提出了一种中空玻璃微珠的生产工艺,其平均粒径不超过15μm,最大粒径不超过30μm,平均密度为0.1～1.5g/cm3,玻璃中不含碱金属且没有硼析出,玻璃微珠的化学组成(质量比)为SiO2:50.0%～90.0%,Al2O3:10.0%～50.0%,B2O3:0～12.0%,Na2O+K2O+Li20:0～1.0%,CaO:0～10%,MgO:0～10%,BaO+SrO:0～30%。B的浓度至少为3%,析出的B最大为300ppm(10-6)。该项技术解决了中空玻璃微珠在一些高端应用中出现的问题。例如当其用作半导体绝缘片、树脂封装材料、化妆品的填料时,由于中空玻璃微珠中含有较多的B2O3,B析出后呈碱性,使化妆品逐渐产生轻微的腐蚀性,使得半导体绝缘片的电绝缘性逐渐变差,此外还使得树脂基体的粘着性变差,这些问题给应用带来了障碍。该项技术使产品中析出的B不超过300ppm,解决了以上问题,拓宽了中空玻璃微珠在高端方面的应用。
美国BLOCK JACOB公司研发了一种低钠(Na2O<3%)中空玻璃微珠的制备方法,其制备工艺分3步:首先制备玻璃前体水液或浆,然后把水液或浆变为液滴,最后加热液滴成微珠。前体含有表面活性剂和发泡剂等,表面活性剂优选为碳氟化合物,液滴在加热前要干燥。其它如日本的Nippon Electric Glass CO、美国的Emerson&Cuming Composite MAT、Grace WR&CO、前苏联的Proizv OB Stekloplastik N、韩国的Ssangyong Cement IND Co Ltd.等都有中空玻璃微珠制造技术。美国Standard Oil公司研发了一种生产中空玻璃微珠的生产工艺。原料进口在炉底,热的气流经炉底向上对原料进行加热,其中,生产原料在炉子中加热区域的时间长短是个关键技术环节,它可以控制粒子的大小以及产品的抗压强度。迅速将中空玻璃微珠移离加热区域,立即进行冷却,以获得良好的机械强度。用鼓风系统对微珠进行分离,分离获得的中空玻璃微珠的粒径大小大概为10～350μm。
Minnesota Mining & Manufacturing Company(3M公司)研发了一种中空玻璃微珠的生产工艺。原料是通过顶部的一个震动漏斗加入的,为了提高粒子的分散性,在原料中加入一种“流化剂”,这些原料通过气体运送到火焰处进行煅烧,并且通过气体对粒子进行进一步的分散,当粒子发生融合之后,玻璃微珠就沉入炉底,中空玻璃微珠冷却并且通过气体进行分离,此方法所制得的中空玻璃微珠的粒径小于125μm。
我国的科研人员对空心玻璃微珠的制备也进行了研究。曾佑成研究了一种空心玻璃微珠,其方法是:(1)先将硅酸钠、硼的化合物原料配好后,进入喷雾干燥机中,在进风温度为180～300℃、出气口温度为120～145℃下进行喷雾干燥,收集粉料,其粉料成形为直径5～50μm的实心球;(2)粉料从空心微珠高温节能炉的高温主塔的上段进入,上段进风温度为400～650℃,粉料从主塔上段下降到下段锥体部时受引风机的风力及下部锥体通孔进入的自然风作用,分别落入第一、二级回收器中,其中下段锥体出气口温度为115～150℃。采用此制备方法,可制造出空心率较大的空心玻璃微珠,其加工装置结构较简单、生产工艺较简便。针对粉煤灰作原料提取玻璃微珠,我国黄世鲜发明了一种增白超细空心玻璃微珠的制备方法,其空心玻璃微珠粒径达万目级以上,表面呈白色。
3空心玻璃微珠的市场展望
空心玻璃微珠国际国内市场需求量巨大。国外年需求量在90000t以上,国内年需求量在6000t以上。西欧工业发达国家、太平洋一带国家和地区需求的微珠产品大部分靠进口,日本需求量的90%靠进口。美国通田汽车公司,每一辆汽车微珠用量高达60kg。我国一汽、二汽等六大汽车制造厂到2010年应用微珠达到30万t,国内的电视机等家电外壳用的工程塑料数量巨大。2010年全球空心玻璃微珠的市场总额为20亿美元,并且据预测,该市场总额以每5年平均增长率为11.6%的速度递增,到2015年可以达到35亿美元。由此可见,空心玻璃微珠具有广阔的市场应用前景。
参考文献
[1]Asahi Glass Co.Ltd.Hollow glass microsphere and its produc-tion[P].JP 9020526.
[2]Asahi Glass Co.Ltd.Hollow aluminosilicate glass microspheres andprocess for their production[P].JP 20000148525.
[3]Asahi Glass Co.Ltd.Hollow glass microspheres and processfor their production.[P].JP 20000163352.
[4]W.R.Grace&Co.-Conn.(New York,NY).Method formaking low sodium hollow glass microspheres[P].US5176732.
[5]Standard Oil Co.Method of producing hollow glass sphere[P]US 2978339.
[6]MinnesotaMining&ManufacturingCompany(St.Paul,MN).Fused glassy particulates obtained by flame fusion[P].US6254981.
[7]曾佑成.空心玻璃微珠的制备方法[P].CN200510121422.5.
[8]黄世鲜.增白超细空心玻璃微珠及其制备方法[P].CN99119422.
[9]福建省沙县园木厂.粉煤灰空心玻璃微珠分选法[P].CN88104580.2.
玻璃微珠 篇8
乳化炸药是泛指一类用乳化技术制备的油包水 (W/O) 乳胶型含水工业炸药。乳化炸药是由含氧的无机盐过饱和与水溶液 (氧化剂溶液) 和水不相溶的碳氢化合物, 借助于乳化剂的乳化作用, 使得氧化剂水溶液以微小的液滴均匀地分散于碳氢化合物构成的连续介质中, 形成一种油包水型的乳化基质, 通过物理或化学方法, 使乳化基质中均匀分布大量的微小气泡, 当受到外界能量作用时, 由于气泡的敏化作用, 而使炸药发生爆炸。[1]
乳化炸药自20世纪60年代开始使用以来, 就在各地推广应用, 各生产厂家针对乳化炸药的敏化形式投入了大量人力、物力, 进行广泛研究, 为乳化炸药的发展积累了一定的生产经验, 我厂乳化炸药在珍珠岩敏化形式的基础上, 又开发了空心玻璃微珠敏化形式, 经过一段时间的试验、使用, 取得了较好的效果。
1 空心玻璃微珠简介
空心玻璃微珠是一种中空球状微粒, 粒度在10~150μm之间, 粒度非常小, 并且本身耐压性很强, 它具有以下优点;
(1) 晶态稳定, 空心玻璃微珠属玻璃制品, 一般不与酸碱等起反应。
(2) 空心球壁强度大, 易于耐压, 在混药、装药过程中破碎的几率小, 能充分发挥敏化作用。
(3) 容重小, 有利于分散均匀, 玻璃微珠在乳化炸药的油包水型体系中能够均匀分散。
空心玻璃微珠的各项质量指标见表1。
空心玻璃微珠在乳化炸药生产中的使用及效果:
乳化炸药通常都是由硝酸铵等无机氧化剂盐水溶液和油相燃料组分构成的, 一般不含单质炸药, 按照炸药起爆时灼热核 (热点) 理论, 在该类炸药中均匀分布着无数微小气泡就成为炸药起爆时的灼热点, 亦即在外界起爆冲量的机械能作用下被绝热压缩, 机械能逐渐转变为热能, 微小气泡不断被加热升温, 在10-3~10-5s的极为短暂的时间内形成一系列温度高达400-600℃的灼热点, 从而激发炸药爆轰。[2]
为了使炸药中产生的灼热点, 获得必要的爆轰敏感度和足够的爆炸能量, 在混合工序加入载有气泡的材料, 既可做密度调节剂, 又能起到敏化作用。为此, 选用了珍珠岩和空心玻璃微珠, 二者在使用方面的情况见表2。
(注:乳化基质不变)
从表2中可看出, 在8个月时殉爆距离最低是20mm, 猛度可达12.4mm, 完全满足国家标准GB18095的规定。
加入空心玻璃微珠的乳化炸药爆炸性能在保存到8个月时, 仍能满足国家标准GB18095的规定, 说明空心玻璃微珠优于珍珠岩。
考察了加入空心玻璃微珠的3种乳化炸药样品 (分1号样品、2号样品、3号样品) 在不同时期的爆炸性能情况见表3;其中1号样品 (秦皇岛玻璃厂生产) , 容重93kg/m3, 加入量4.5%药卷密度1.21g/cm3。2号样品 (美国3M公司生产) , 容重74kg/m3, 加入量2.0%, 药卷密度1.17g/cm3。3号样品 (美国PQ公司生产) , 容重87kg/m3, 加入量3.5%, 药卷密度1.20g/cm3。
2 结论
(1) 选用空心玻璃微珠, 可以保证乳化炸药性能稳定, 并且提高乳化炸药的贮存期。
(2) 空心玻璃微珠可以提高乳化炸药的爆炸性能, 为提高矿山开采的效率奠定了基础。
(3) 使用空心玻璃微珠, 要注意原材料的质量, 尤其应严格控制容重, 抗碎强度等项目的检测。
参考文献
[1]王文佑, 云主惠.工业炸药[M].北京:兵器工业出版社。
玻璃微珠 篇9
轻质高强混凝土的配制, 关键在于轻集料的选择, 有一些天然轻集料、工业废料轻集料和人造轻集料的性能指标符合高强轻质混凝土粗集料的使用要求, 但由于天然轻集料、工业废料轻集料的指标不可能人为地加以控制, 而人造轻集料当前的生产技术条件则可以很好地生产出符合要求的高强轻集料, 所以选择人造轻集料是配制轻质高强混凝土的主要措施。陶粒和玻璃微珠是两种重要的人造轻集料, 目前有众多学者将它们应用于水泥制品中, 如李平江、张金山等人[5,6]对陶粒在混凝土中的应用进行了试验研究, 但陶粒的密度与水泥砂浆的密度相差较大, 集料容易上浮, 产生分层离析, 从而使拌和物不均匀, 进而影响到混凝土的力学性能[7], 此外杨玉香[8]总结了玻璃微珠在水泥制品中的应用, 玻璃微珠密度低且不易吸水, 作为细集料可有效降低水泥砂浆的密度。因此本文采用陶粒和玻璃微珠作为粗细集料制备轻质高强混凝土, 并研究减水剂、陶粒、玻璃微珠的掺量对混凝土水灰比、强度和表观密度的影响, 同时分析了陶粒和玻璃微珠制备的轻质高强混凝土的内部结构。
1 原材料及试验方法
1.1 原材料
水泥:普通硅酸盐水泥P.O42.5, 各项性能指标均符合GB 175-2007《通用硅酸盐水泥》标准, 其物理力学性能见表1。
硅灰:Si O2含量≥85%, 灰白色球状粉末, 平均粒径为0.2μm, 比表面积1.8×104m2/kg。
高效减水剂:聚羧酸系减水剂, 固含量49.3%, 减水率28%。
细集料:中空玻璃微珠, 细度范围为0.04 mm~0.125 mm、0.1 mm~0.3 mm、0.25 mm~0.5 mm、0.5 mm~1.0 mm, 其堆积密度分别为500 kg/m3、412 kg/m3、336 kg/m3、289 kg/m3。根据混凝土所用砂的级配, 选择不同粒径玻璃微珠的比例为:0.04 mm~0.125 mm为15%、0.1 mm~0.3 mm为30%、0.25 mm~0.5 mm为30%、0.5 mm~1.0 mm为25%。
粗集料:页岩陶粒, 根据GB/T 17431-2010《轻集料及其实验方法》检验陶粒的物理力学性能见表2。
水:普通自来水。
1.2 试验方法
混凝土制备:先将胶凝材料、玻璃微珠和陶粒在搅拌机内拌合1 min, 以达到拌合均匀, 然后将减水剂和水混和加入拌合3 min;试块采用100 mm×100 mm×100 mm的立方体模具, 手工振捣成型;成型后带模在标准养护箱内养护 (温度为20℃±1℃, 湿度在90%以上) , 1 d后拆模进行标准养护至相应龄期测试强度。
混凝土性能测试方法:混凝土坍落度、表观密度和力学性能测试分别参照标准GB/T 50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》和GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行。
2 试验结果与讨论
通过前期试验研究, 本试验确定在胶凝材料用量不变, 坍落度保持在150 mm±10 mm的条件下, 硅灰掺量为胶凝材料总量的10%, 减水剂掺量为胶凝材料的1.0%~1.7%, 陶粒掺量为250 kg/m3~270 kg/m3, 玻璃微珠掺量为160 kg/m3~180 kg/m3, 以讨论减水剂、陶粒、玻璃微珠的掺量对轻质高强混凝土水灰比、强度和表观密度的影响。此外通过公式 (1) 计算所制备的混凝土的比强度, 作为评定轻质高强混凝土性能的指标之一。
比强度=∣ (30/1950-σa/Va) / (30/1950) ∣ (1) 式中σa—表示混凝土抗压强度;
Va—表示混凝土表观密度;
30、1950—分别表示定义轻质高强混凝土的最低强度和最高容重。
2.1 玻璃微珠掺量对混凝土水灰比、表观密度和强度的影响
不同玻璃微珠掺量的混凝土配合比及所测试的性能见表3, 对比表中不同玻璃微珠掺量的混凝土性能, 可以发现随着玻璃微珠掺量的增加, 混凝土的水灰比增大;轻质玻璃微珠的掺入, 以及水灰比增加使得试件中由水分蒸发而导致的混凝土内部孔隙增加, 两者综合导致混凝土的表观密度和强度均降低, 则必须权衡混凝土轻质与高强的关系。从混凝土的比强度来看, 玻璃微珠掺量的增加, 使得混凝土的比强度降低, 故玻璃微珠的掺量不宜过高。
2.2 陶粒掺量对混凝土水灰比、表观密度和强度的影响
不同陶粒掺量的混凝土配合比及所测试的性能见表4, 从表中可以看到增加陶粒掺量, 混凝土的性能变化趋势与增加玻璃微珠掺量的变化趋势一致, 但从水灰比的变化来看, 在达到相同的坍落度情况下, 玻璃微珠的需水量大于陶粒, 但从比强度来看, 增加玻璃微珠掺量的混凝土A12比强度大于A13, 且A12的表观密度远小于A13, 这表明增加玻璃微珠掺量优于增加陶粒掺量。
2.3 减水剂掺量对混凝土水灰比、表观密度和强度的影响
从表3或表4的数据可得到减水剂掺量对轻质高强混凝土水灰比、表观密度、强度和比强度的影响见图1 (玻璃微珠掺量为160 kg/m3, 陶粒掺量为250 kg/m3) , 从图中可以看到随着减水剂掺量的增加, 混凝土的水灰比逐渐降低, 减水剂掺量超过1.5%时, 减水效果降低, 这是因为聚羧酸系减水剂成梳状吸附在水泥颗粒表面, 形成静电斥力作用, 支链则伸向溶液中, 相互之间交叉, 形成空间位阻作用, 同时支链上带有的亲水性活性基团 (-OH, -O-, -COO-等) 使得水泥颗粒与水的亲和力增大, 水泥颗粒表面溶剂化作用增强, 水化膜增厚, 此外这些极性基团具有较强的液-气界面活性, 具有一定的引气隔离“滚珠”减水效应[9], 故在达到饱和掺量点前, 减水效果明显;然而在减水剂的掺量过量时, 减水剂对水泥颗粒分散作用失效, 而且在浆体中形成以减水剂为溶质的溶液, 一般情况下, 溶液的流动性小于相应溶剂的流动性[10], 故达到饱和点后, 减水剂的减水效果不明显。
由于减水剂在达到饱和掺量点前, 对混凝土体系的分散性较好, 水泥以极小颗粒的形式分散在液相中, 水泥颗粒之间基本上不存在“絮凝”结构, 保证水泥充分水化, 且水化产物的孔径范围向小孔或微孔方向移动, 硬化水泥石的密实程度提高[11], 故减水剂掺量在1.5%时, 混凝土的强度达到最大, 此外由于减水剂的减水效果, 混凝土的孔隙率降低, 使得其表观密度增大, 但从比强度来看, 减水剂掺量的增加对混凝土轻质高强性能有一定的改善。然而随着减水剂掺量的进一步增加, 水泥浆体开始出现板结等现象, 使浆体内部水灰比不一致, 匀质性变差, 从而产生大量宏观缺陷[12], 致使强度大幅度降低。此外大量的高分子有机物减水剂也会影响水泥水化产物的形貌和密实度, 水化硅酸钙的密实度和强度降低[13], Ca (OH) 2由块状转化为板状, 水泥石结构变得疏松[14]。从而使得混凝土强度大幅度折损, 表观密度也有所降低, 混凝土的比强度也大幅度降低, 故减水剂应有适度的掺量范围。
2.4 混凝土的内部结构分析
利用中空玻璃微珠和陶粒制备轻质高强混凝土的内部结构如图2所示。从图中可以看到玻璃微珠与陶粒在混凝土内部分布均匀, 无分层离析现象, 即采用中空玻璃微珠和陶粒制备轻质高强混凝土是可行的。但由于陶粒的多孔结构, 以及玻璃微珠的中空结构, 可以看到混凝土受破坏时, 主要是轻集料的内部发生破坏, 从而限制了此混凝土的强度, 故在配制轻质高强混凝土时, 应根据综合性能选择合适的玻璃微珠和陶粒掺量。
3 结论
采用中空玻璃微珠和陶粒制备轻质高强混凝土是可行的, 玻璃微珠与陶粒在混凝土内部分布均匀, 无离析分层现象, 并可制备出强度63.4 MPa, 表观密度1770 kg/m3, 比强度1.328的轻质高强混凝土。
选择合适的玻璃微珠、陶粒和减水剂掺量是制备轻质高强混凝土的技术关键。试验表明, 随着陶粒掺量、玻璃微珠掺量的增加, 混凝土表观密度降低, 但混凝土的水灰比增加, 且混凝土受压时, 主要的破坏是轻集料内部的破坏, 这部分限制了强度的提高, 故在配制轻质高强混凝土时, 应根据综合性能选择合适的玻璃微珠和陶粒掺量。
玻璃微珠 篇10
空心玻璃微珠最早主要用于航天事业、国防工业等高端科学领域等。如航天领域中各类飞行器防热系统中的防热罩,烧灼材料等;在国防工业中用于浮力潜艇、救生艇、水上飞机等;原子能工业中的防辐射高温材料等;随着科学技术发展,已广泛应用在深海、石油化工、复合材料等军事、民用及其他技术领域。
在海洋调查技术领域,空心玻璃微珠是最重要的深海用固体浮力材料的调节介质。特别是在大深度的深海领域应用时,为保证浮力材料具有较高的耐压强度和较大的安全可靠性,往往只能采用空心玻璃微珠与聚合物复合的泡沫材料。同时,为获得低密度复合泡沫,提高其浮力,空心玻璃微珠的体积含量较高,最高可达到60%～70%。因此,空心玻璃微珠的性能对深海用固体浮力材料的性能具有重要的影响。可以说,只有在制备出低密度、高强度的空心玻璃微珠基础上,才能获得理想的固体浮力材料。
1 国内外空心玻璃微珠发展情况
国外研究始于20世纪50年代,70年代就应用于很多领域,目前国际上只有美国和俄罗斯能生产高性能的空心玻璃微珠。国际市场上空心玻璃微珠主要由PQ(Philadelphia Quartz Company),3M(Minnesota Mining and Manufacturing Company),Emerson & Cuming等几家公司提供,他们掌握着全球绝大部分空心玻璃微珠市场。
我国从上个世纪90年代开始开发空心玻璃微珠生产技术,最早由秦皇岛玻璃厂花费数千万人民币引进国外技术,主要采用硅酸钠、硼酸作为主要原材料,利用喷雾干燥工艺造粒,最后经过高温热处理制造出空心玻璃微珠,该项目生产出的产品质量较低。目前国内大多是以此工艺技术为基础生产空心玻璃微珠,此方法生产的空心微珠品种少、强度低、化学稳定性差,只能应用对空心玻璃微珠性能要求不高的行业,为此我国一直向国外寻求高质量空心玻璃微珠的生产技术,但是由于国外一些大公司对技术的垄断,使引进工作进展困难,到目前为止,国内高性能空心玻璃微珠完全依赖进口,大大限制了相关应用行业的发展。国内生产空心微珠厂家还有青岛海瀚亚纳米新材料有限公司、山东德润机电设备制造有限公司、马鞍山矿山研究院玻璃微珠有限公司、蚌埠玻璃工业设计研究院等[1]。
2 国内外高性能空心玻璃微珠生产工艺[2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12]
国际上生产空心玻璃微珠主要有3种工艺:
(1)溶胶-凝胶法:即以有机醇盐为主要原料,先通过溶胶-凝胶工艺制备干凝胶,然后粉碎,最后高温下发泡。
(2)液滴法:即以硅酸钠、硼酸作为主要原料,将含低熔点物质的溶液于一定温度下喷雾干燥。
(3)玻璃粉末法:即以特殊碎玻璃作为原料,先制备出既定组成的玻璃熔块,粉碎,再于高温下发泡。
国内生产工艺与国际上3种生产微珠工艺差不多,其中国内利用液滴法已有工业生产,但液滴法生产的空心玻璃微珠存在一些难以克服的问题,如存在碱溶出、易水解和强度低等缺点。溶胶-凝胶法由于采用昂贵的金属醇盐作为原料,到目前为止,生产工艺不成熟,而且成本太高,至今无法实现工业化生产。国内最近提出了一种新生产工艺制造高性能空心玻璃微珠即软化学合成法,它是以无机物为原料,在助剂及设备的作用下分散成水浆,喷雾干燥成球,然后在高温下发泡成型,其制备工艺原理与液滴法工艺原理相似。另外据报道,蚌埠玻璃工业设计研究院采用自主研发的玻璃粉末法制备空心玻璃微珠性能已达到国际先进水平。
3国内外高性能玻璃微珠产品性能测试对比[13]
对国内外工业化生产的密度为0.25g/cm3的微珠性能分析研究。国外微珠来源于3M公司,其测试样品型号为K25;国内高性能空心玻璃微珠来源于马钢矿山研究院玻璃微珠有限公司,其测试样品型号为T25;还有蚌埠玻璃工业设计研究院的0.25g/cm3微珠。
3.1 空心玻璃微珠含水量的测定
在烧杯中,称量约20g(精确到0.001g)的样品,在105±2℃条件下把样品烘至恒重,在干燥器中冷却后用精密天平称其质量。含水量按下式计算:
undefined
式中: Qw—含水量,%;m1—烧杯质量,g;m2—样品质量与烧杯质量之和,g;m3—烘干后微珠质量与烧杯质量之和,g。国内外微珠含水量测试结果见表1。
由表1可看出,国内空心玻璃微珠含水量高于3M公司的K25微珠,空心玻璃珠含水量主要与其表面处理有关,由表1可看出T25和蚌埠微珠表面处理不如K25,导致国产微珠在自然的空气中易潮湿。
3.2 空心玻璃微珠破碎率的测定
在已恒重的烧杯中用精密天平称量约20g样品。加入蒸馏水约200mL,用玻璃棒搅拌1min,然后静置10min,用牛角勺和小毛刷除去浮于水面和粘在烧杯壁上的空心微珠;再用玻璃棒搅拌1min,然后再静置10min,用同样的办法除去漂浮的空心微珠。按此方法反复进行(漂洗过程中如水面太低,可再加入一些蒸馏水),直至清除干净浮于水面的空心微珠为止。缓慢倒出漂浮用水。在105±2℃条件下烘至恒重,在干燥器中冷却后用精密天平称量烧杯和破碎珠(包括实心珠)的质量。破碎率按下式计算:
undefined
式中:Q—破碎率,%;m1—烧杯质量,g;m2—样品质量与烧杯质量之和,g;m3—破碎珠(包括实心珠)质量和烧杯质量之和,g。
由表2和图1可看出,国内工业化生产的T25空心玻璃微珠破碎率高于3M公司成产的空心玻璃微珠K25;T25微珠和K25微珠的破碎率明显高于蚌埠微珠的破碎率。
破碎率高的原因有下列几种可能:
(1)空心玻璃微珠生产工艺不同:3M公司生产的K25和马钢矿山研究院有限公司生产的T25采用液滴法。蚌埠玻璃工业设计研究院生产中空微珠采用玻璃粉末法。因此,分选可能是在生产某种类型的微珠时,玻璃粉末法生产微珠的成珠率好,产生的破碎珠少。
(2)空心玻璃微珠处理程度不同:分析表2和图1可能是由于蚌埠玻璃工业设计研究院对微珠分选工作做的好。
(3)空心玻璃微珠强度不同:不同的配方和不同的生产工艺生产出来的空心玻璃微珠的强度不同。低强度的微珠在生产过程中的搅拌和搬运过程中的挤压、碰撞都导致微珠破碎。
破碎珠是指由于生产空心玻璃微珠工艺不稳定及在生产、包装、运输、应用过程中产生的实心玻璃珠和微珠表面有孔洞的空心玻璃微珠。由图2可看出,马钢矿山研究院有限公司生产的空心玻璃微珠的破碎珠多为实心玻璃珠和破碎的空心玻璃微珠;蚌埠玻璃工业设计研究破碎珠多为生产工艺不稳定产生的玻璃粉末;3M公司破碎的空心玻璃微珠多为表面有孔洞的微珠。
无破碎珠是指深海浮力材料使用的微珠表面无孔洞,可以漂浮的空心玻璃微珠。由图3可看出,国内工业化的T25空心玻璃微珠的粒径明显大于3M公司的微珠和蚌埠微珠,可推测国内T25微珠耐压不够理想和堆积密度大;另外,国内T25空心玻璃微珠粒径大小差不多。3M公司微珠和蚌埠微珠的粒径大小有差别。
3.3 空心玻璃微珠堆积密度的测定
在已知质量的甘氏密度瓶中装满样品,用右手拿瓶,在左手掌心撞击10次,样品面将低于瓶口。再加入一些样品使密度瓶重新装满,用同样的方法震实样品,反复进行,直至样品面不下降为止。加盖,用精密天平称其质量。堆积密度按下式计算:
undefined
式中:ρ0—堆积密度,g/cm3; m1—甘氏密度瓶质量,g;m2—样品质量与密度瓶质量之和,g;100—甘氏密度瓶容积,100 cm3。
表3测试数据表明,T25和蚌埠微珠的堆积密度大于3M公司的K25微珠。国内T25微珠的堆积密度相当于3M公司密度为0.32 g/cm3微珠(堆积密度0.196 g/cm3)。蚌埠微珠堆积密度大于K25但是小于T25。
3.4 空心玻璃微珠真实密度的测定
用筛网(微珠不能通过筛网)做个过滤塞,将过滤塞装在李氏密度瓶的脖颈上。在密度瓶的脖颈上画一圈红线,红线应画在过滤塞以上。向密度瓶中加入蒸馏水,水面与红线平齐,称其质量。把过滤塞取下,倒出蒸馏水。用药物天平称量20g样品加入密度瓶中,然后加上过滤塞。缓慢加入蒸馏水,水面与红线平齐,用药物天平称其质量。密度按下式计算:
undefined
式中:ρ—空心微珠的真实密度,g/cm3;m1—李氏密度瓶与蒸馏水质量之和,g;m2—李氏密度瓶,蒸馏水与样品质量之和,g;ρw—蒸馏水密度,g/cm3。
由表4可以看出T25密度明显大于3M公司的K25,分析原因可能是国内T25空心玻璃微珠的实心珠和破碎珠比较多。由于测试方法存在弊端,测试的结果偏小,所以可看出3M公司的微珠真实密度为0.25g/cm3左右,蚌埠微珠密度为0.28g/cm3左右,T25微珠密度为0.32g/cm3左右。
4 国内外微珠制备的深海浮力材料性能[14,15,16,17]
用T25、K25、蚌埠微珠制备用于1000米海深、密度为0.45±0.02g/cm3的固体浮力材料,用同样的配方制备浮力材料,其具体浮力材料性能如表5。
由表5可看出,T25浮力材料由于微珠密度大,制备的浮力材料密度也超过预期值;K25和蚌埠微珠浮力材料密度在预期值范围内。吸水率方面,蚌埠微珠吸水率略比K25要低,说明蚌埠玻璃工业设计研究院生产的0.25 g/cm3微珠的耐压性能超过3M公司的K25微珠的。但是国内微珠存在密度偏大的缺陷。
5 结语
由于国内低密度、高强度深潜用空心玻璃微珠的生产尚处于研究阶段,目前国内空心玻璃微珠性能相比较上个世纪90年代生产的空心玻璃微珠有了巨大提高,但是与国外空心玻璃微珠相比还存在一些差距。随着国内制备微珠技术水平的提高,不久将来必定会研制出高性能空心玻璃微珠,为我国深海技术领域提供可靠的、系列化的深海空心玻璃微珠产品,打破国外技术封锁,降低国内海洋科考调查的经费。
通过以上的比较和分析,开展高性能玻璃微珠的制备和开发可以从以下几个途径入手:
(1)在现有的空心玻璃微珠制备技术基础上,进一步强化对配方的调试改进研究,制备低密度高强度空心玻璃微珠。
(2)对空心玻璃微珠生产工艺的创新。例如:蚌埠玻璃工业设计研究院自主研发的玻璃粉末法,此方法制备的微珠强度提高了很多。
“玻璃英雄”王侠军 篇11
2003年7月，再次遇到王侠军，看见他手上多了两块伤疤，他说他刚从敦煌回来，伤疤是为张国荣吹制骨灰坛留下的。这一点也不奇怪，他的手上似乎永远表露着新的故事，有时是做模型时留下的胶，这时是常态，有时是伤疤。谁让他选择了玻璃呢？这种透明的坚硬的物质。
那天，在他上海静安区的工作室，听他将这次从丝路之旅感慨，沙漠对他的冲击，令他言语间充满了兴奋感。“那真是一次剔透之旅！”他说沙漠可以把人洗得很干净，让人如同玻璃一般感受天地在心。他总是会把事物看成剔透的，而且经由他的解说和角度，居然也就合理了。
剔透，仿佛已经超越了口头禅，成为了王侠军的基本词汇之一，用来表达他对世界的理解。“如果将来翻看字典，有‘tittot’这个词，那该多好！”王侠军说。
但是首先，他必须先向这个世界介绍伴随了他半生的“剔透”。
关于“剔透tittot”
这是现在作为王侠军身份标志之一的符号。他所创办的琉园的英文名字就是“tittot”。这是王侠军最大的野心之一：想把tittot加入到未来的英文词典中去，意义就是晶莹剔透。如同他所创造的玻璃艺术品。
现在定义王侠军，称号都是“玻璃艺术家”，这固然是当之无愧的，他的作品被许多世界著名的博物馆收藏。在故宫里展出的玻璃历史中，清朝之后的展品就是他的作品。2002年，施华洛世奇聘请他作为全球唯一的艺术顾问。
2002年冬天，德国法兰克福举办的为期五天的世界博览会。展区分10个馆，第十馆五层楼建筑有三层划归为“永久楼层”。进入永久楼层得经过大会严格审核，即使是百年老店也不见得卖面子，他创造的品牌“琉园”进驻了法兰克福精品展的“永久楼层”，这楼里有四个东方品牌，其中三个是日本的。琉园的标志在永久楼层中引人注目——大大的英文字“tittot”干净利落，配上大红色底。“世界玻璃舞台上，中国不缺席。”王侠军为此自豪。
关于琉璃
琉璃就是玻璃。“也许叫做琉璃是雅一些，但是那会误导人，以为我们的材料就是琉璃，其实玻璃就是玻璃，遇热变软，遇冷变脆，不同的温度不同的样态，就是这么简单的东西，没有那么神秘的。”王侠军清楚地解释。
王侠军不喜欢来虚的，他的理由是：“做推广的时候一定要真实，要让对方也明白，玻璃是材料，琉璃是精神。否则就是误导。我们不会因为琉璃听上去浪漫而用这个词，我们让自己坚强起来不是靠那些包装。”无可否认，去买一个“琉璃”的感觉确实比去买一块“玻璃”的说法浪漫百倍，但是事先的坦白总比事后的恍然明白要坦诚得多。这是王侠军的诚意。
另外一个被纠正的观念也很重要，就是例如，做玻璃其实没有那么贵的。美国在20世纪60年代，玻璃工艺一下子蓬勃发展，玻璃的艺术也随之兴旺。主要原因在于玻璃制造的成本开始大幅度降低。有了可以只烧20公斤玻璃的小锅炉，在工作室中被采用。艺术家可以慢慢地磨出自己的作品。“做玻璃做到倾家荡产，那是不可能的。否则国外不可能有那么多人做玻璃啊。”王侠军说这话的时候，应该是有所指。或者他也是想强调自己的理念：玻璃是很平易近人的东西，做起来没有那么难。
应该是不难的，王侠军花了7个月就学会了。
开始做玻璃的日子
那年是1987年，王侠军34岁，他的儿子才出生一个月。他的电影生涯已经步入正轨，王侠军却搭上飞机前往美国密西根州底特律创意学设计学院学习玻璃工艺。在这之前，他是一个成功的导演、演员、广告制片。他尝试了电影——领衔主演了了《1905年的冬天》，执导了《大海计划》，他的生命似乎会沿着演艺圈的轨迹走了下去。偏偏——他偶然间发现了一个摆放在家中三十年之久的法国玻璃文镇。那只牛型的文镇闪烁着晶莹剔透的光芒，把王侠军给催眠了。
后来说起这事，王侠军笑笑说这么急是因为托福成绩要过期了，其实潜台词是——如果那时候不当机立断地去学，那么可能一辈子也没有机会去触碰这么有趣的东西——玻璃。玻璃，可以有透明、半透明、不透明的迷人质地，可以因不同的温度延生出的不同制作工艺，高温铸造、胚心成型、吹制、脱腊、切割、雕花、研磨、刨光、镶嵌……简直是可以满足最丰富的想象力创作的对象，无穷的创意就象魔法一般在玻璃的多彩多姿中绽放。
7个月的学习彻底改变了王侠军的人生轨迹。1988年回到台湾后，他与同为电影导演的好友张毅一同成立了中国人的第一个玻璃工作室，开始创作，也推动玻璃创作的概念。刚做琉璃工房的时候，王侠军整日待在一个厂房里。那个建筑旁边有很多围墙，最低的围墙有一层楼高。因为不希望别人知道自己在做什么，未来会有怎样一个局面也不知道。只有那样封闭着自己，他才可以安心地做。
后来王侠军离开了这个琉璃工房。
现在既有人给王侠军作传，也有人给张毅和杨惠珊作传，都成为了畅销书。书中对这一段的经历都提得小心翼翼，让人最后还是不明白究竟发生了什么。这次的采访也是同样，王侠军给出了一贯的说法：“因为理念不同所以分开”。那就是个万金油一样的答案，贴在哪里都是可以的。多半答案不在嘴边，而是在时间里。看十年后各自的发展是否有了长足的进步，是否有了明显的分歧，这样才可能知道究竟当初他们为什么分离。
十年不够，那就看二十年。有我们这些看客，既有好看的玻璃又有好看的故事，为什么不等着看看呢？
其实那不是一段太灰暗的日子。离开原来的工作环境毫不妨碍王侠军搞些新意思出来，那个时候他做了很多设计。他甚至开始设计家具，居然很受欢迎。一个女明星说自己最重要的家当是王侠军的椅子，那是个会动的秋千。光照下来，椅子的影子像音乐一样波动，家具的解构使椅子像个舞台，可以动来动去，表达了人与人的之间的空间概念。这个就是竹篱笆的主题。当时设计了很多椅子，非常成功。有几个年轻人还特地开了一个家具店，叫“侠居”。
但是玻璃始终是王侠军的心头至爱，难以放下。这个时候，琉璃工房里原来的几个同事一起出来找到了他，说 ，一起把玻璃做下去吧。
于是，琉园创立。在经营上，王侠军只担任创意总监，营运的一切交给金融行家二哥王永山。这样心平气和的经营态度，而非急功近利的投资心态，留给自己足够的创作空间，相当高明。
王侠军的广博知识来自于他的阅读，年轻的时候他想做作家或者建筑家，所以看很多建筑方面的书，这对他后来对空间的把握有了很大的帮助。广告事业的训练也同样培养了他，对如何说清楚一个故事和主题比较驾轻就熟。作为导演，光影又是非常重要的因素。种种机缘，都为王侠军做玻璃打下了基础。
1994年，“打开中国人的水晶玻璃世界”成为了王侠军的梦想。那年，他受世界权威的玻璃组织G.A.S美国玻璃艺术协会之邀，在所举办的全球年会中代表中国玻璃艺术家演讲，他说创作的“庭院深深”也在美国最权威的艺廊Habatat Galleries展出，这是近代第一件具有中国风格的水晶创作受邀在专业的玻璃艺廊展出，给他带来了很大的信心。
虽然与琉璃工房分家和后来的自立门户都不是一段非常顺利的经过，现在谈来，王侠军依然有些遗憾的样子。但是他表现出了他的风度：“我希望多一点的中国人都来做玻璃，才可能一下子壮大中国玻璃的份量与角色。”
我想他是真心诚意这么想的。玻璃是有前途的，这是王侠军一心一意想证明的。
他选择脱蜡铸造，是因为吹制切割于中国人而言没有优势。吹制在意大利是代代相传的技艺，捷克用了300年使切割抛光有了风格。威尼斯则用了400年。中国人不可能等这么长的时间来让技法成熟。脱蜡铸造可以分工，但是切割却不能让徒弟代工，一刀下去就是十年的功力。若想在三、四十年就可以壮大，至少脱蜡铸造是个途径。在中国，脱蜡铸造是人数最多的，这意味着中国的玻璃可以一下子壮大。“我们选择这条路，因为会比较容易的达到有力量，可以有力量去办博物馆，开玻璃教室。如果一个人在吹，不知道怎么样才有力量？”
他的理想是想打开中国人的玻璃世界，他自称用“几近谄媚的方式让人知晓做玻璃的好处”。一步一个脚印，都是分明的。
剔透的代价
可以见证脚印的地方首先是王侠军工作的地方，他自己选用的形容词是“尸骨如山”。凡是懂点玻璃的人进去一看，都会掉眼泪，实在太多的作品就差那么一点点。那个一点点其实根本可以不用去要求，但是王侠军每次都希望在技法上对自己有个提高。提高的代价是巨大的。他公司里的一个负责制作的人私下说，真是不希望王侠军做“器魄”这样高难度的作品，难度太高，往往失败。
王侠军设计的千僖龙两个月被预定了一千个，每个价值超过1万元。但是王侠军制作的成功率不到3成。可所有的订单都愿意继续等到他出品。
对于设计，太阳底下本没有新鲜事。谁可以把老的元素组合成一个新的东西，就是新鲜。例如这个龙，不是回到2000年前，而是要注入现在的因素。这一点，王侠军明白时尚与传统的界限所在。正像他自己说的：“好的东西要三个因素：意，就是理念；气，不能匠气，工而不雅，不能土气，那是乡下人涂胭脂，气就是一个格局；还有就是一个趣，什么样的情趣和氛围。”明白这些，这对大多数人的审美而言，其实还是有帮助的。
他非常明白自己的位置，虽然他有时也做家具和陶瓷，但是有一条原则他很清楚：他希望把时代的感觉掌握住。“我们现在不缺这种超前卫的东西，但是需要有人做基础的工作。现在很多东西非常急功近利粗制滥造。”
既要出手不低，又想普及自己的理念。其实王侠军挑了一条非常难走的路给自己。谁让他不把剔透局限在小部分人的范围里呢？偏要担起一副自找的重任，花大价钱办展览，办玻璃学习班，办血本无归的刊物。或许就像王侠军在自己企业内刊上写的“玻璃英雄列传”那样，做玻璃，需要一点理想主义。
这就是剔透的代价。
生活是种试验
“我9岁的时候从马来西亚去了台湾。那时候的教育是填鸭式的，初中、高中读的都是那套历史，就是更细节一些。那时候书包比我人还大，每天都扛个什么东西的去读书。幸好我是班上最小的，下午往往就回家了，这样就可以逃掉晚上补习课的功课，仗着老师的喜欢。”
从小，王侠军就一直在自己的生活中进行试验。在马来西亚的时候，他在舅舅的照相馆玩了好久的摄影。年轻的时候想做作家或者建筑家，却都没有做成，现在做玻璃，他大概是把玻璃看成说故事的一种，也是建筑的一种材料，这样看他的两个愿望都达成了。
做演员、做广告对王侠军的训练是充分的，做广告的时候还真赚了不少的钱，于是那时就去买了一个范思哲的马甲，花了4万元，表达了一下对自己的一个肯定，那时候还追捧着三宅一生。在需要被肯定的年纪，名牌是一种必要的手段。在跨越了这个青涩的心理过程后，就不必执着了。现在的王侠军，被评为台湾十大最佳衣着人士，其中有张曼玉之类的明星，他是唯一一个非电影圈的人。虽然他本来是，但是现在他出演的广告里，职业一栏都写着“著名玻璃艺术家”。
在台湾，王侠军的生活实践甚至跨越到了广告上，曾经代言过各种产品，电视机，因为透明就想让他代言。还有咖啡、方便面、啤酒、钢笔、手表等等，凡是可以与玻璃有点关系的，都会找他。甚至为了他编排广告。曾经有个空调的广告，设计的场景是王侠军从火热的玻璃工作室出来，然后到了一个清凉的世界。但是广告色调拍得很灰暗，播了两个月就收掉了。说到这些趣事，王侠军脸上带着童趣的神情。他不明白为什么生活会这么有趣，后来他给了一个理由：“因为我做的是玻璃，所以每天可以说的故事都不同。”
于是他做了一个作品叫做“田缘”。用田园里的植物的纠葛，勾在一起的感觉，代表人与人之间有着“甜蜜的因缘”。所有的作品都和王侠军的人生阶段有关。他碰到不同的团体，加入不同的团体，成为了点点滴滴的心得，也化作了他的作品灵感。王侠军曾经做一个佛像，反复都没有成功。台湾的佛教徒们就在主持的组织下一同为王侠军的工作室祷告唱经念大悲咒。对于佛教徒，那是去世后的人才能享有的荣耀，“我何德何能啊，居然有人为我们念大悲咒”，王侠军提到这件事就觉得玻璃给自己带来的福分太多。后来那佛像果然就一气呵成了，或许就是因了他心中的感激和感动吧。
现在王侠军居然开始尝试陶瓷，我们都无法预料王侠军下一步会给出怎样的惊喜。因为他的试验总是出人意料。
时尚就是让人爱不释手
我想刁难一下王侠军，于是就问他，在创作的过程中的角色，是领导时尚还是迎合市场的口味？这是个所有自诩为艺术家的人都会严肃对待端起姿态的问题。
王侠军的回答却出乎了我的意料。“下一季流行什么，我不知道。”
玻璃和一般的产品不同，消费对象从20岁到70岁，知识水平背景都不同。研发部经常给王侠军许多数据，但是他从来不听，“我不能听，听了会乱。”
有一次在日本，有个几十岁的人，坐了两小时新干线来买王侠军展出的玻璃，说这是生日的时候买给自己的礼物。“所以我不知道我的东西可以卖给谁。我的东西不是100、200块的东西，而可能是老祖母要传给孙女的东西。”
他不知道怎样去讨好各种不同的人，所以只能把东西做得让人爱不释手。而且这个爱不释手用的是他自己的标准，不是别人的标准。这就不用迁就这个苛刻的市场，“要相信自己的专业，维持你自己的风格，维持你最熟悉的东西。这就是我的方式。”对于王侠军，一个好的设计师，就是不看数字不看分析的。
艺术品与纪念品往往一线之隔。有些脱蜡铸造往往犯了匠气，会把中国的图案堆得满满的，现在是讲究的是一朵花或者两朵花的禅意，堆得满满地反而看不到花。优雅感在精简处。这是王侠军对优雅的体会。
这种对精简的坚持和不妥协，在工作中往往也成为了不合群。但是王侠军脸上带着诸葛亮式的微笑说：“不过后来他们非常感谢我。如果我不制造麻烦的话，琉园不会有今天。我们做的不是家电，我们做的是玻璃，面对的是长远的事业和目标，不能过些日子就被淘汰，必须要深知文化的内涵。那真是我们血液里流的东西，就像我们会吃粽子，我们希望那种感情和美感得以传递。”
他拿起手边的杯子，解释说：“这个杯子其实有自己的精神在里面，就是非常快速地反映时代的美感和时代的互动。每个东西都有生命。不是功能拿掉了就没有了意义。就像这个一次性杯子一样，水倒掉了就没有意义。东西就没有琢磨了。它们的结构要让人感受到文化上的一个氛围。 另外的就是讲究中国人的“趣”。“趣”不是乐趣，而是一种精神，可以是悲剧或者喜剧。”
玻璃工厂碎玻璃回收系统分析 篇12
碎玻璃作为玻璃工厂生产过程的必然产物和不可或缺的原料之一,其回收和利用一直受到各厂家的重视。通常碎玻璃与配合料(也称熟料)一起,按一定比例送到窑头料仓,通过投料机送至窑内。熔化过程中,碎玻璃起到对熟料的助熔和减少能耗的作用,还可以增加熔窑熔化能力、提高熔化质量,是生产优质浮法玻璃所必须的原料。虽然碎玻璃回收系统的布置方式很多,各地运行情况也千差万别,但不管什么样的回收方式,其目的是一致的,就是尽量减少回收损耗和污染,降低运行成本。
1 碎玻璃回收方式
碎玻璃回收方式主要考虑生产规模、品种、档次以及产品颜色、碎玻璃成分、控制方式等因素,需要结合厂区特点和生产线的工艺布局统筹考虑。
目前国内玻璃企业碎玻璃回收可大体分为以下几种形式:一是全人工方式,碎玻璃先进生产线下的碎玻璃仓,由翻斗车运至碎玻璃堆场,然后根据生产需要再用翻斗车运至斗提机或原料车间碎玻璃入口,经破碎机破碎、称量后与配合料一起送至窑头料仓。二是人工辅助型,碎玻璃通过主线线下碎玻璃仓,进入碎玻璃转运皮带,再通过斗提机进入碎玻璃储存仓,然后和第一种方式一样由翻斗车从储存仓下接料。三是全机械输送,碎玻璃先进入碎玻璃仓,通过皮带送至斗提机,斗提机提至碎玻璃储存仓,经过称量的碎玻璃再由皮带送至原熔皮带,然后与配合料一起送至窑头料仓。第三种方式碎玻璃运行流程见图1:
从以上三种方式实际使用情况来看,都不尽如意。第一种方式比较粗放,人工倒运工作量很大,碎玻璃污染严重,而且对采用一层布置方式的生产线不适用;第二种方式倒运量大大减少,但仍然需要倒运,而碎玻璃对斗提机磨损严重,设备故障率高,维修不便,存在安全隐患;第三种基本解决了人工倒运问题(除事故或外购碎玻璃),但斗提机磨损严重的问题仍然没解决。
2 碎玻璃回收的改进方式
近年来在第三种方式的基础上发展出第四种方式:取消斗提机,全部采用皮带运输。此方式目前很多工厂在使用,具体方式见图2。
该方式是鉴于技术现状而定的比较合理的方案,其优点是所有碎玻璃均能完全自动进入生产流程,不需要人工干涉,碎玻璃不落地。事故时碎玻璃可以通过三通阀进入转运皮带送至碎玻璃堆场,外购碎玻璃可以通过外加碎玻璃口加料。其缺点是设备稍多,转运较复杂。
3 碎玻璃系统的回收方式
当前在建或设计中的碎玻璃回收方案虽然略有不同,但大体思路见图3,与图2主要区别是:
3.1 将称量仓取消,称量装置直接放在储存仓下。
以前由于很多企业担心配合料与碎玻璃系统运行不能同步,碎玻璃不能及时准确地加到配合料料层上,而且一旦出现配错料,碎玻璃不能及时停止添加,因此采用在配合料皮带上增加称量仓的方式。就目前技术手段来说,同步已不是问题,可以通过计算和试运行找到最佳起停时间,而配错料的状况现在已经不多,工人操作水平已大大提高,即使偶尔错配也只是多投了一点碎玻璃而已,对生产几乎没有影响。而增加该称量仓则需要增加设备投入,同时称量仓高度很高,土建投资大,施工难度也大。
3.2 取消三通阀,由皮带机头部漏斗中的三通翻板直接实现外排功能。
该方法目前已在不少厂家使用,可以减少三通阀设置,降低该部位空间高度。三通翻板虽然各个厂家制作不一样,但基本结构形式均一致,如图4。
3.3 图3中示意了两种布置方式,上面的为取消外排皮带,由储存仓下外排口直接外排碎玻璃,下部为加外排皮带的。
两种方式均有使用。上部方式对于生产稳定、产品单一、碎玻璃堆场较远(需要人工倒运)的厂家更为合适;对于生产有色玻璃,在换色时则不方便,只能是将中间仓排空,然后用与该颜色匹配的碎玻璃尽快加满仓,生产线上下来的碎玻璃也只能送至储存仓,虽然量少,但对于换色时间还是有些影响。
3.4 对于窑头往复皮带,有些厂家喜欢用往复不可逆的,有些喜欢往复可逆的。
从目前使用情况看,往复不可逆运行稳定,皮带没有正反转的问题,故障少,但占用空间大,皮带较长,维修不方便;往复可逆皮带与之相反。随着皮带质量的提高,目前用往复可逆皮带的厂家越来越多,使用效果也不错。
4 对碎玻璃回收系统的几点体会
由于玻璃企业众多,生产方式差别很大,因此很难对所有玻璃工厂的碎玻璃回收做整体表述,浮法玻璃、压延玻璃、平拉玻璃的碎玻璃回收区别不大,只是碎玻璃量有所差别(一窑多线的也只是增加皮带数量而已),瓶罐玻璃碎玻璃落料点多,也只是增加碎玻璃皮带即可,而且所有生产线目标和本质是一致的,应该在当前碎玻璃回收方式的基础上进一步优化。
从皮带布置上来说,有些场合可以考虑采用带转运漏斗的皮带,这样减少一层转运平面(需要合理考虑交通);主线下碎玻璃仓可以考虑在出口设置电磁振动给料机,平时碎玻璃可以考虑暂时存放舱内,达到一定容量后再开启皮带进行外运(该方法要考虑噪音影响问题,电磁给料机噪音很大,影响周围环境,需要在合适的场合才能使用);从电气控制上来说,目前皮带大多设置了双向拉绳开关、跑偏检测、测速装置,甚至有些厂家还设置了堵料探头,不过从生产工艺来说,碎玻璃在皮带出口堵住的可能性基本没有,除非出口溜子做的很不合理。
此外,当前超白玻璃企业很多,该类企业皮带机上需要设除铁装置,目前通常设置除铁器和金属探测器。从使用情况来看,金属探测器反应灵敏,对皮带质量要求很高,需要适当设置检测精度。从生产工艺来讲,在碎玻璃皮带上设置金属探测器值得商酌,因为碎玻璃在整个运输过程中接触的都是耐磨材料,每条皮带上又都设有除铁器,掺入铁件的概率非常低。当然根据超白玻璃生产需要,碎玻璃整个运行过程中应该尽量不与铁器东西接触,减少掺入铁的可能性。
5 结语
随着人们对工作环境和生活环境要求的提高,玻璃企业碎玻璃回收也越来越受到各企业重视,不仅完善了回收方式,设置了除尘设施,储存上也基本由堆场向堆棚方向转变,工厂中满天粉尘的现象已很少见。随着技术进步和生产发展,碎玻璃系统的回收还将不断改进和完善。
摘要：主要介绍当前玻璃工厂碎玻璃回收的方法、设备布置情况、新近国内流行的布置方式和发展趋势,并就当前运行和正在设计中的碎玻璃回收系统进行分析和比较,力求为大家在碎玻璃回收上提供一个可资借鉴的布置方式。