玻璃體的缺陷

關(guān)于玻璃體的缺陷第1頁(yè)，講稿共20頁(yè)，2023年5月2日，星期三13.1概述

玻璃體的缺陷按其狀態(tài)不同，可以分為三大類：氣泡

(氣體夾雜物，bubble)；結(jié)石

(結(jié)晶夾雜物,stone)；條紋和節(jié)瘤

(玻璃態(tài)夾雜物)。第2頁(yè)，講稿共20頁(yè)，2023年5月2日，星期三13.2氣泡——?dú)馀莸挠绊懞托蚊?/p>

影響制品的外觀質(zhì)量，透明性和機(jī)械強(qiáng)度。氣泡的大小與形狀按氣泡尺寸大小可以分為灰泡(直徑<0.8mm)和氣泡(直徑>0.8mm)。氣泡有球形、橢圓形及線狀，制品成型過(guò)程中易造成氣泡變形。第3頁(yè)，講稿共20頁(yè)，2023年5月2日，星期三13.2氣泡——?dú)馀莸姆N類與成因（1）一次氣泡(配合料殘留氣泡)

配合料在熔制過(guò)程中，由于發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)和揮發(fā)物的揮發(fā)，放出大量氣體，生成氣泡。一次氣泡產(chǎn)生的主要原因:

（1）配合料粗細(xì)不均，澄清劑用量不足，氣相單一（2）工藝制度或操作不合理（3）氣氛、壓力控制不當(dāng)解決方法：（1）適當(dāng)提高澄清溫度，調(diào)節(jié)澄清劑的用量（2）降低窯內(nèi)壓力（3）降低玻璃液與氣體界面的表面張力澄清不良第4頁(yè)，講稿共20頁(yè)，2023年5月2日，星期三13.2氣泡——?dú)馀莸姆N類與成因（2）二次氣泡(再生泡)

特點(diǎn)：從熔體中析出，因此小而多處于成形區(qū)，溫度較低，粘度較大，氣泡難以排除產(chǎn)生的原因：物理原因：溶解再析出（溫度波動(dòng)、機(jī)械擾動(dòng)）化學(xué)原因：玻璃的化學(xué)組成和使用原料有關(guān)第5頁(yè)，講稿共20頁(yè)，2023年5月2日，星期三13.2氣泡——?dú)馀莸姆N類與成因二次氣泡產(chǎn)生的化學(xué)原因：玻璃的化學(xué)組成和使用原料有關(guān)過(guò)氧化物和高價(jià)態(tài)氧化物分解氣體芒硝分解不完全不同化學(xué)組成的玻璃液接觸時(shí)，發(fā)生反應(yīng)發(fā)出氣體：硫化物與硫酸鹽接觸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，發(fā)出SO2氣體硫酸鹽與氧化硅反應(yīng)：Na2SO4+nSiO2==Na2O·nSiO2+SO3↑含氧化硅較多的玻璃液與含氧化硅較少的玻璃液接觸時(shí)，氣體溶解平衡被破壞，殘余氣體排除成為氣泡爐氣與玻璃液發(fā)生反應(yīng)配合料組分揮發(fā)，表面產(chǎn)生析晶或條紋，出現(xiàn)適合泡核生長(zhǎng)的界面玻璃液在電極附件被電解第6頁(yè)，講稿共20頁(yè)，2023年5月2日，星期三13.2氣泡——?dú)馀莸姆N類與成因（3）耐火材料氣泡玻璃與耐火材料之間發(fā)生的物理化學(xué)作用，會(huì)產(chǎn)生許多氣泡。耐火材料孔隙中的氣體被吸入的玻璃液擠出耐火材料中的含鐵化合物對(duì)玻璃液中殘余鹽類的分解催化作用耐火材料中碳素燃燒耐火材料被侵蝕之后，在玻璃液中的SiO2、Al2O3含量增加，促使Na2CO3分解第7頁(yè)，講稿共20頁(yè)，2023年5月2日，星期三13.2氣泡——?dú)馀莸姆N類與成因（4）污染泡

直接由外部氛圍氣或由于攪拌等操作而帶入，或由于升溫而由耐火材料的氣孔帶入玻璃液中。配合料粉料和碎玻璃顆粒吸附的氣體成形過(guò)程中夾帶入的空氣固體異物產(chǎn)生的氣泡（燃料、器件腐蝕）液體浸入產(chǎn)生的氣泡熔融鹽的氣泡（硝水泡）第8頁(yè)，講稿共20頁(yè)，2023年5月2日，星期三13.2氣泡——?dú)馀莸姆N類與成因（5）金屬鐵引起的氣泡鐵中的碳素與玻璃殘余氣體的相互作用特征：褐色玻璃薄膜或條紋第9頁(yè)，講稿共20頁(yè)，2023年5月2日，星期三13.2氣泡——?dú)馀莸臋z驗(yàn)根據(jù)其外形尺寸、形狀、分布情況、產(chǎn)生部位和時(shí)間來(lái)判斷氣泡產(chǎn)生的原因。氣泡內(nèi)氣體化學(xué)組成分析（1）磨片（2）浸入甘油，針刺取氣泡（3）注入吸收劑，觀察氣泡大小變化，計(jì)算組成第10頁(yè)，講稿共20頁(yè)，2023年5月2日，星期三13.3結(jié)石(結(jié)晶夾雜物)(stone)

結(jié)石是玻璃體內(nèi)最危險(xiǎn)的缺陷，它破壞玻璃制品的外觀與光學(xué)均勻性，大大降低玻璃制品的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，甚至?xí)怪破纷孕姓选?1)配合料結(jié)石(未熔化的顆粒)大多數(shù)情況下是石英(方石英和鱗石英)顆粒，也有其他組分，如氧化鉻、錫石、氧化鋁等。常見(jiàn)的結(jié)石是方石英和鱗石英。特征：在石英顆粒周圍有一層含SiO2較高的無(wú)色圈；或者出現(xiàn)羽狀、骨架狀或樹(shù)枝狀石英晶變體。第11頁(yè)，講稿共20頁(yè)，2023年5月2日，星期三13.3結(jié)石(結(jié)晶夾雜物)(stone)（2）耐火材料結(jié)石耐火材料受到侵蝕剝落或高溫時(shí)與玻璃液作用，其碎屑及作用后的新礦物夾雜在玻璃制品中形成耐火材料結(jié)石。其滴落物夾帶到制品中，也形成耐火材料結(jié)石。耐火材料結(jié)石形成途徑（1）堿氣體、堿飛料、其他揮發(fā)物在耐火材料表明形成釉層，逐漸成為液滴，落入玻璃液中（2）熔體中的堿分從接觸表明向磚體中心擴(kuò)散，引起石英的多晶轉(zhuǎn)變，使磚體松散以致剝落；或溶解磚體中的玻璃相，使晶相剝落（3）玻璃液自表面開(kāi)始對(duì)耐火磚體進(jìn)行溶蝕特征：硅磚窯碹結(jié)石呈淚滴狀，常含有粗粒的石英晶體，并帶淺綠色黏土質(zhì)窯碹結(jié)石常含有剛玉霞石和少量莫來(lái)石大晶體常伴生黃綠色條紋和節(jié)瘤第12頁(yè)，講稿共20頁(yè)，2023年5月2日，星期三13.3結(jié)石(結(jié)晶夾雜物)(stone)（3）析晶結(jié)石

玻璃在一定溫度范圍內(nèi)，由于本身析晶而產(chǎn)生的結(jié)石稱為析晶結(jié)石，也稱為“失透”。常見(jiàn)的析晶結(jié)石有如下幾種晶體：鱗石英和方石英(SiO2)，硅灰石(CaO·SiO2)，失透石(Na2O·3CaO·6SiO2)，透輝石(CaO·MgO·2SiO2)，二硅酸鋇(BaO·2SiO2)等。特征：尺寸較小（0.01～n毫米）大多數(shù)聚集成脈狀、斑點(diǎn)、球體、條帶狀常出現(xiàn)在各相分界線上，或在條紋、線道中第13頁(yè)，講稿共20頁(yè)，2023年5月2日，星期三13.3結(jié)石(結(jié)晶夾雜物)(stone)（4）硫酸夾雜物鹽泡——玻璃熔體中所含的硫酸鹽超出玻璃液所能溶解的數(shù)量時(shí)，就會(huì)形成硫酸鹽浮渣分離出來(lái)，并在冷卻帶形成晶體。堿泡——純堿飛料受爐氣中的（SO2＋O2）作用而形成硫酸鹽，并在低溫時(shí)以晶體形式析出。特征：典型的裂紋結(jié)構(gòu)第14頁(yè)，講稿共20頁(yè)，2023年5月2日，星期三13.3結(jié)石(結(jié)晶夾雜物)(stone)（5）黑色夾雜物“黑斑子”與污染物

由于配合料雜質(zhì)、工藝操作不慎或氣氛控制不當(dāng)而引入的含鉻、鐵、鎳等結(jié)石。特征：在玻璃中溶解很少，不形成溶液圈，帶有綠色條紋

第15頁(yè)，講稿共20頁(yè)，2023年5月2日，星期三13.3結(jié)石——檢驗(yàn)?zāi)康模翰槊鹘Y(jié)石的化學(xué)組成和礦物組成方法：肉眼和放大器觀察結(jié)石的顏色、輪廓、表面特征、四周玻璃顏色和結(jié)石出現(xiàn)的部位碳酸鈉試驗(yàn)：區(qū)分結(jié)石是SiO2（可溶）還是Al2O3

（不溶）剝?nèi)〗Y(jié)石進(jìn)行化學(xué)組成分析偏光顯微鏡巖相分析確定結(jié)石的礦物組成測(cè)定結(jié)石四周的折射率電子顯微鏡獲取結(jié)石形貌，電子探針進(jìn)行局部化學(xué)組成分析X射線分析礦物組成第16頁(yè)，講稿共20頁(yè)，2023年5月2日，星期三13.4條紋和節(jié)瘤(玻璃態(tài)夾雜物)

玻璃主體內(nèi)存在的異類玻璃夾雜物稱為玻璃態(tài)夾雜物。熔制不均勻引起的條紋和節(jié)瘤均化不夠完善，或熔制制度不穩(wěn)定富含SiO2窯碹玻璃滴引起的條紋和節(jié)瘤碹滴滴人或流人玻璃體中，會(huì)產(chǎn)生此類缺陷。由于它們富含SiO2或Al2O3其粘度很大，在玻璃體中擴(kuò)散很慢，來(lái)不及溶解，形成條紋和節(jié)瘤。耐火材料被侵蝕引起的條紋和節(jié)瘤富氧化鋁結(jié)石熔化引起的條紋和節(jié)瘤結(jié)石有較大溶解度和在高溫停留一定時(shí)間后，可以消失。結(jié)石溶解后的玻璃體與主體玻璃具有不同的化學(xué)組成，來(lái)不及擴(kuò)散而形成節(jié)瘤和條紋。第17頁(yè)，講稿共20頁(yè)，2023年5月2日，星期三13.4條紋和節(jié)瘤——檢驗(yàn)原理：利用條紋和節(jié)瘤的化學(xué)組成與周圍的玻