熔制工艺对含钛晶质玻璃结构与光学性能的影响

彭志钢 袁坚,2 杜晓欧 张茂森 薛瑞峰 史连莹

（1. 河北省沙河玻璃技术研究院 沙河 054100；2. 武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室 武汉 430070）

0 引言

晶质玻璃又称水晶玻璃，具有折射率高、光泽度好、敲击有清脆悦耳声等特点，广泛用于制造高档餐具、灯饰、首饰、艺术品等［1］。传统晶质玻璃以含铅成分为主，具有十分优异的光学性能和易加工性，但也会造成铅污染。随着限制含PbO玻璃使用的相关文件出台，各种无铅高端晶质玻璃不断被研发出来，目前晶质玻璃发展体系趋于多元化，研究较多的体系有锌、钡、锆、钛及混合晶质玻璃［2,3］。其中含钛晶质玻璃成为较为重要的一个品种，TiO2具有高的折射率和色散，在玻璃中的光学常数与PbO十分相近，且含TiO2玻璃的密度比含PbO玻璃的低，化学稳定性好，因而逐渐应用到晶质玻璃中［4］。但TiO2在玻璃中还具有着色和作为晶核剂的作用，含钛较高的晶质玻璃需要脱色和防止析晶，限制了钛晶质玻璃的发展，控制钛的着色是钛晶质玻璃发展的重要课题。

通过实验探索含钛晶质玻璃的熔制气氛、温度、时间和熔制方式对玻璃透过率、吸收和颜色的影响，以确定合适的熔制工艺，为无铅高折射钛晶质玻璃的实际生产提供一定参考。

1 实验

1.1 样品制备

实验中所有原料都采用工业级，表1为玻璃氧化物组成和对应的原材料情况。准确称取各原料如碳酸盐或硝酸盐等，充分混合均匀，置于200 mL刚玉坩埚内在硅钼棒电炉中按工艺要求熔制好后浇铸成型，迅速放入500 ℃的电阻丝炉中退火30 min，经切割、精密磨抛制备成测试所需规格的样品。……