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7、玻璃的缺陷（课后阅读） 玻璃的缺陷与玻璃的制备加工工艺有关。它是指玻璃体内所存在的、引起玻璃体均匀性破坏的各种夹杂物，如气泡、结石、条纹、节瘤等。 1) 气泡 玻璃制品常以气泡及单位体积内的气泡个数来划分质量等级。气泡的形状呈球形、椭圆形、细长形，其形状与成形过程有关。气泡直径过小的称为灰泡或尘泡。气泡中的气体：O2 、N2、 H2O H2、 SO2 、 CO、CO2 、H2S、NO2。 　气泡直径过小的称灰泡或尘泡。 气泡形成的原因： 残留气泡的形成、二次气泡的形成、耐火材料气泡的形成、金属铁引起的气泡、其他气泡形成的原因。 2）结 石 结石是出现在玻璃结晶中的结晶夹杂物。是玻璃制品的严重缺陷，不仅破坏了玻璃制品的外观和光学均一性，而且降低了制品的使用价值。此外，结石与主体玻璃的热膨胀系数不同，易引起制品中出现裂纹或炸裂。 　结石的分类 配合料的结石 　配合料中未熔化的颗粒，多属石英颗粒，常呈白色。 耐火材料结石 耐火材料受到侵蚀剥落，或在高温下玻璃液与耐火材料相互作用后有些碎屑可能夹杂到玻璃制品中而形成耐火材料结石。硅砖砌筑的窑碹、胸墙在高温下受到碱气和碱飞料及其它挥发物的作用，而在表面形成熔溜物，逐渐形成液滴而落入玻璃中形成结石。 析晶结石 　耐火材料结石出现的原因 　　耐火材料质量的低劣；耐火材料的使用不当；熔化温度过高；助熔剂用量过大；易起反应的耐火材料砌在一起。 　玻璃在一定条件下本身的析晶所造成的。生产中常叫做“失透”。玻璃液长期停留在有利于结晶的温度条件下，促使玻璃体产生析晶。析晶结石的分类： 　鳞石英与方石英、硅灰石、失透石、透辉石及二硅酸钡。 　防止析晶的措施： 选择析晶倾向小的玻璃成分，降低析晶氧化物的含量； 尽量减少玻璃液在窑炉中的易析晶区的停留时间； 尽量减少窑炉结构中使玻璃液滞留的死角 其它结石 硫酸盐夹杂物： 硫酸盐过量超过熔解量所致。 黑色夹杂物：氧化铬晶体、氧化镍晶体、铬铁晶体 3）条纹和节瘤 　　玻璃主体内存在的异类的玻璃夹杂物称为玻璃态夹杂物，即条纹和结瘤。它属于一种比较普遍的玻璃不均匀性缺陷，在化学组成和物理性质上都与玻璃主体不同。 熔制不均匀引起的条纹和节瘤 窑碹玻璃滴引起的条纹和节瘤 耐火材料被侵蚀引起的条纹和节瘤 结石熔化引起的条纹和节瘤 条纹和节瘤分类： * * 变价氧化物类澄清剂 硫酸盐类澄清剂 　玻璃生产中用的硫酸盐类澄清剂分解放出O2和SO2，对气泡的长大与溶解起重要作用。澄清作用与温度有关，温度愈高，澄清作用明显，在1400~1500 ℃时，能充分显示其澄清作用。 主要有Sb2O3 、As2O3 、Mn2O3 、CeO2，以Sb2O3 、As2O3 最常用。 As2O3作用机理：通常认为是在低温时吸收硝酸盐放出的O2而形成As2O5，从而促使玻璃液澄清。反应式为： 卤化物类澄清剂 　　熔制硬质硼硅酸盐玻璃的有效澄清剂，它以不同方式降低熔体的粘度。包括氟化物、氯化物、溴化物、碘化物。氟化物在熔中通过断裂玻璃结构而起澄清作用。 4）玻璃液的均化 　　均化过程在玻璃形成时已经开始，在澄清过程后期与澄清过程一起进行和完成。 均化的作用：消除玻璃液中的条纹和其他不均体，使玻璃液各部分在化学组成上达到预期的均匀一致。 均化通常是在低于澄清温度下进行的。 促进均化的因素： 扩散、表面张力、玻璃液的对流 5）玻璃液的冷却 　　冷却降温到成形所需的粘度。通常钠钙硅酸盐玻璃要降低温度到1000~1100℃才进行成形。 　　 冷却时的玻璃的热均匀度或产生二次气泡影响玻璃的质量。 产生二次气泡的原因： 1）硫酸盐或碳酸盐的热分解； 2）玻璃液流股间的化学反应； 3）耐火材料中小气泡的成核作用而引起二次气泡； 4）溶解气体析出　 玻璃熔制的全过程(两个阶段)： 配合料的熔融阶段；玻璃液的精炼阶段。 4、影响玻璃熔制过程的工艺因素 1）玻璃的化学成分 原料及配合料的性质 2）加速剂的使用 　 高熔点组分如SiO2、 Al2O3 含量高，熔化速度慢。碱金属或碱土金属氧化物含量高，熔化速度快。 不同原料影响配合料的分层、挥发量、熔化温度。如重碱较轻碱易下沉。硼酸易挥发，可由钾长石和铝氧粉提供。 属于化学活性物质，一般不改变熔体的组成与性质，但可降低熔体表面张力度，增加熔体透热性，利于熔体消除气泡和化学均化，提高熔体的质量。 配合料中引入适当的氟化物、氧化砷、硼酸盐、铵盐，可加速玻璃形成过程。 主要是温度制度、压力制度和气氛制度。 熔制温度决定熔化速度；熔窑压力制度直接影响到温度制度，压力