Вспомогательные материалы

Среди ускорителей варки стекла особое место занимают фториды, способствующие появлению жидкой фазы при более низких температурах и увеличению скорости процесса силикатообразования. Фториды могут снижать температуру завершения реакции силикатообразования на 100 – 200 ˚С.

Однако, в применении фторидов есть и отрицательные стороны. Фториды разрушают огнеупорный материал стекловаренных печей. Помимо этого фториды в количестве более 1,5 % усиливают кристаллизацию стекломассы и, вследствие сильной летучести, выходят в окружающую среду вместе с дымовыми газами, поэтому при использовании фторидов необходимо правильно учитывать экономические и экологические факторы [4].

Осветлители – материалы, вводимые в шихту и, при высоких температурах, способствующие освобождению стекломассы от крупных и мелких пузырей. В качестве осветлителей стекломассы применяются Na₂SO₄, NaCl, As₂О₃, NaNO₃, KNO₃, а также аммонийные соли [10].

Обесцвечиватели. Основные сырьевые материалы, применяемые в стекловарении содержат FeO, окрашивающий стекло в голубовато-зеленый цвет, или Fe₂O₃, окрашивающий стекло в желто-зеленый цвет. Для многих стекол такая окраска недопустима; для ее устранения и получения относительно бесцветного стекла в состав шихты вводят обесцвечивающие вещества. Эти вещества эффективны только при небольшом содержании в сырьевых материалах примесей железа. А так как в основном наибольшее количество примесей железа содержится в кварцевом песке, для получения бесцветного стекла песок предварительно обезжелезивается.

Существует два способа обесцвечивания стекла: физический и химический.

При физическом обесцвечивании подбирают и дозируют вещества, которые окрашивают стекломассу в цвет, дополнительный к зеленому, и нейтрализуют нежелательную окраску стекла путем поглощения избытка зеленых лучей. Такими веществами являются селен, закись никеля, окись кобальта, перекись марганца и окислы редкоземельных металлов [4].

Химический способ обесцвечивания сводится к тому, что чтобы закись железа перевести в окисную форму. Для химического обесцвечивания применяют селитру, трехокись мышьяка, Na₂SO₄, окись сурьмы. Обесцвечиванию также способствуют фториды [10].

Красители. С помощью красителей стекло окрашивают в различные цвета. В основе своей красители представляют соединения различных металлов, которые при варке стекла либо растворяются в стекломассе (молекулярные красители), либо равномерно распределяются в стекломассе в виде коллоидных частичек. Окрашивание стекол зависит не только от характера и свойств красителя, но и от атмосферы печи, условий варки, содержания в стекле окислителей или восстановителей, а также от химического состава стекла в целом.

В качестве молекулярных красителей используются соединения кобальта, никеля, марганца, двухвалентной меди и т. д.

Соединения кобальта придают стеклу синий цвет, соединения никеля – фиолетовый, красновато-фиолетовый и дымчатый цвета; соединения марганца – пурпурно-фиолетовый; соединения меди – синий, голубой, зеленый, зеленовато-голубой и красный цвета (в зависимости от концентрации, состава стекла и условий окрашивания); соединения селена – розовый; соединения хрома – зеленый; соединения кадмия – ярко-желтый.

К группе коллоидных соединений относятся вещества, находящиеся в стекле в коллоидно-дисперсном состоянии. Получение окраски возможно лишь при вторичном нагревании – «наводке», которая вызывает рост окрашивающих центров. Золото, медь, селен, сурьма образуют красные стекла, известные пол названиями «золотой рубин», «медный рубин», «селеновый рубин», «сурьмяный рубин». Коллоидное серебро придает стеклу темный цвет [10].

Глушители. Для глушения (придания стеклу непрозрачности) обычно применяются фтористые и фосфорнокислые соединения, а также соединения олова, мышьяка и т. д. Для этой же цели широко применяются соединения фосфора, так как соединения фтора способствуют загрязнению окружающей среды. Однако при использовании соединений фосфора в качестве глушителей имеются технологические затруднения [10].