玻璃瓶中結石的類型與形成的原因

    結石是玻璃中的結晶夾雜物,是玻璃制品中嚴重的缺陷,它破壞了玻璃制品的外觀和光學均勻性,另外,由于結石與主體玻璃的熱膨脹系數不同,因而在制品加熱或冷卻過程中造成界面應力,它是玻璃制品出現裂紋和炸裂的主要原因。 

根據結石的成因可以分為下列幾類: 

1 .配合料結石 

配合料結石是配合料中未熔化的顆粒,在大多數情況下是石英顆粒,色澤呈白色,其邊緣由于逐漸溶解而變圓,其表面常有溝槽,在石英顆粒周圍有一層 SiO2 含量較高的無色圈,它粘度高不易擴散,常導致形成粗筋。石英顆粒的邊緣往往會出現方石英和鱗石英的晶體。配合料結石的產生不僅與配合料的制備質量有關,也與熔制的加料方式、熔制溫度的高低與波動等有關。常見的結石有方石英及鱗石英。 

2.耐火材料結石 

    當耐火材料受到侵蝕剝落,或在高溫下玻璃液與耐火材料相互作用后有些碎屑就可能夾雜到玻璃制品中而形成耐火材料結石。窯碹、胸墻常用硅磚砌成,在高溫下或者在堿性飛料的影響下會產生蝕變,有時形成熔溜物淌下,或以碹滴落入玻璃液中,這是耐火材料結石的另一種來源。 

    因此,要減少耐火材料結石,選用耐火材料。一般而言,耐火材料的氣孔率、結構致密度、顯微結構的均勻度、砌筑質量、熔化溫度、玻璃液本身的堿性程度、熔化分層、所用原料種類等都與其有密切關系。

    常見的耐火材料結石為鋁硅質結石如莫來石、霞石、白榴石等。 

3 .析晶結石 

    均質的玻璃液在差不多的溫度下又析出晶體即為析晶結石。 玻璃中的析晶結石往往使玻璃產生迷漠的白點,或呈現具有明顯結晶態的產物。析晶結石特別容易發生在兩相界面上。例如,在玻璃液的表面上、氣泡上、與耐火材料接觸的界面上。 玻璃成分對產生析晶結石有明顯的影響,因為成分不同其晶核生成速度及晶體成長速度都不同,在成分上應選擇析晶傾向小的氧化物,降低易析晶氧化物的含量。 另外,對產生析晶有較大影響的是窯爐的溫度制度與窯的結構,前者應使玻璃液盡量少在析晶溫度范圍內停留,而后者應盡量使玻璃液滯留的死角減少。 

    析晶結石通常有鱗石英與方石英 (SiO 2 ) 、硅灰石 (CaO ? SiO 2 ) 、失透石 (Na 2 O ? 3CaO ? 6Si0 2 ) 、透輝石 (CaO ? MgO ? 2Si0 2 ) 及二硅酸鋇 (BaO ? 2Si0 2 ) 等。 

4 .硫酸鹽夾雜物 

   玻璃熔體中所含硫酸鹽若超過所能溶解的量,它就會以硫酸鹽的形式成為浮渣析出,在冷卻后硬化而成結晶體。 

5 .黑色夾雜物 

    在玻璃中也常見黑色夾雜物,它們直接或間接由配合料而來,常見的有氧化鉻晶體、氧化鎳晶體、鉻鐵晶體等。

  

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