13-章--玻璃体缺陷解析

1、玻璃工艺学1 1、缺陷的定义：玻璃体内由于存在着各种夹杂物，引起玻璃体均匀性的破坏，称为玻璃体的缺陷。 2、缺陷的不可避免 3、缺陷产生的后果 （1）内在、外观质量降低 （2）严重影响玻璃的进一步成形和加工 （3）产生大量的废品 第十三章 玻璃体缺陷第一节 概述玻璃工艺学24、 缺陷的种类（1）气泡（气体夹杂物）（2）结石（固体夹杂物）（3）条纹和节瘤（玻璃态夹杂物）5、研究方法 简单的物理方法：偏光显微镜、密度及折射率的测定 现代方法：X-射线荧光分析、电子显微镜、电子探针第十三章 玻璃体缺陷玻璃工艺学3第十三章 玻璃体缺陷第二节 气泡（气态夹杂物）定义：玻璃中的气泡是可见的气体夹杂物。分类

2、： 按大小：灰泡（直径 0.8mm） 气泡（直径 0.8mm） 按形状：球形 椭圆形 线状玻璃工艺学4第十三章 玻璃体缺陷气泡产生的原因 1、一次气泡 2、二次气泡 3、外界空气气泡 4、耐火材料气泡 5、金属铁引起的气泡气体的化学组成： 气体的化学组成是各不相同的，常含有：O2、N2、CO、CO2、SO2、H2O蒸气和氧化氮等玻璃工艺学5第十三章 玻璃体缺陷13.2.1 一次气泡 1、在间歇式池窑和坩埚窑中 2、在连续式池窑中 3、熔窑中的气体介质 4、窑压 5、采取的措施 由于一次气泡产生的主要原因是澄清不良，解决办法主要是适当提高澄清温度和适当调整澄清剂的用量。 此外，降低窑压、降低玻璃

3、表面与气体界面上的表面张力也可促使气体逸出；在操作上，严格遵守正确的熔制制度是防止一次气泡的重要措施。 玻璃工艺学6第十三章 玻璃体缺陷13.2.2 二次气泡 玻璃液在澄清结束后，玻璃液同溶解于其中的气体处于平衡状态，这时玻璃液中不含气泡（可见），但尚有再产生可见气泡的可能。 溶解于玻璃液中的气体在条件改变时，例如窑内气体介质的成分改变，则已经澄清的的玻璃液内又出现气泡或灰泡。 由于这时产生的气泡很小，而玻璃液在这一温度范围内的粘度又很大，排除这些气泡非常困难，它们大量的残留在玻璃液中。 玻璃工艺学7第十三章 玻璃体缺陷产生的原因： （一）物理、化学变化的角度 1、物理原因： 降温后玻璃液又一

4、次升温超过一定限度 2、化学原因： 与玻璃的化学组成和使用的原料有关。（含钡玻璃）玻璃工艺学8第十三章 玻璃体缺陷 （二）从工艺的角度：二次气泡的形成与熔制工艺密切相关。 1、熔制制度的稳定与否； 2、配合料的种类（芒硝配合料、硫碳着色配合料）； 3、不同组成的玻璃液混合时； 4、在冷却带和通道及流料槽处，由于窑炉气体介质中含有SO2、O2，或由于炉气的还原性而产生硫化物； 5、配合料中易挥发组分自表面挥发； 6、窑内气体压力的剧烈变化； 7、在电熔窑或辅助电熔中玻璃工艺学9第十三章 玻璃体缺陷13.2.3 外界空气气泡 气泡产生于配合料和成形操作过程。 1、配合料 2、成形过程中人工吹制用吹

5、杆挑料 真空吸料 供料机供料这种气泡的特点：气泡比较大玻璃工艺学10第十三章 玻璃体缺陷13.2.4 耐火材料气泡 玻璃和耐火材料间的物理化学作用会引起许多气泡的产生。 这主要由于： 1、耐火材料本身有一定的气孔率； 2、耐火材料所含铁的化合物； 3、耐火材料受玻璃液侵蚀后，使得玻璃液的SiO2、Al2O3含量增加，促进Na2CO3分解13.2.5 金属铁引起的气泡 1、产生原因 2、特点 3、采取措施玻璃工艺学11第十三章 玻璃体缺陷第三节 结石（固态夹杂物）概述： 结石是玻璃体内最危险的夹杂物，它不仅破坏了玻璃制品的外观和光学均一性，而且降低了玻璃制品的使用价值。结石与它周围玻璃的膨胀系数

6、相差愈大，产生的局部应力也就愈大。这就大大降低了制品的机械强度和热稳定性，甚至会使制品自行破裂。 特别是结石的膨胀系数小于它周围玻璃膨胀系数时，在玻璃的交接面上形成张应力，常会出现放射形的裂纹。 在玻璃制品中，通常不允许结石存在，应尽量设法排除它。玻璃工艺学12第十三章 玻璃体缺陷分类： 按产生的原因分： 配合料结石； 耐火材料结石； 玻璃液中的析晶结石； 硫酸盐夹杂物（碱性类夹杂物）； “黑斑”与外来污染物 按组成分类： 硅质结石； 铝硅质结石； 钠钙质结石、钙镁质结石； 锆质结石玻璃工艺学13第十三章 玻璃体缺陷13.3.1 配合料结石 配合料结石是配合料中没有融化的组分颗粒，也就是未完全

7、融化的物料的残留物，在大多数情况下配合料结石时石英颗粒。其特点： 1、结石中的石英颗粒特点 2、石英颗粒的边缘特点 除了石英结石外，Al2O3的颗粒也可能生成玻璃体中的结石。 配合料结石产生的原因：原料的选择与加工、配合料的制备工艺、加料方法和熔制条件。玻璃工艺学14第十三章 玻璃体缺陷13.3.2 耐火材料结石 1、窑碹结石 2、与玻璃液接触部分产生的结石 （1）粘土质耐火材料 （2）电熔质耐火材料 电熔莫来石、电熔锆刚玉 玻璃工艺学15第十三章 玻璃体缺陷 出现耐火材料结石的原因： 1、耐火材料质量低劣 2、耐火材料使用不当 3、熔化温度过高 4、助熔剂用量过大 5、易起反应的耐火材料砌在

8、一起。玻璃工艺学16第十三章 玻璃体缺陷13.3.2 析晶结石 玻璃体的析晶结石，是由于玻璃在一定温度范围内，本身的析晶所造成的。这种析晶作用在生产中称之为“失透”，失透是玻璃生产中相当讨厌的问题。 特点：尺寸在百分之一毫米到若干毫米之间；尺寸和形状经常是多种多样的，但一定的几何形状是其鉴别的特征之一。分布上有单独分布的，大多数是聚集成脉状、斑点、球体、条带等。 析晶结实经常发生的部位： 各相分界线上；玻璃液表面上；气泡附近；与耐火材料接触部分 。也经常在配合料结石、耐火材料以及条纹、线道中产生。 玻璃工艺学17第十三章 玻璃体缺陷防止析晶结石的产生，应采取的措施：防止析晶结石的产生，应采取的

9、措施： 1、组成上：设计合理的玻璃组成，使玻璃在一定温度范围内尽可能的减少析晶倾向，并保证在冷却和成形条件下对于析晶有足够的稳定性。 2、在操作上：制定合理的熔化制度，并保持稳定。 3、在窑炉设计上：尽可能地避免死角，以免形成的析晶结石在温度波动时进入成形流。产生析晶结石后，消除的办法：产生析晶结石后，消除的办法： 1、提高玻璃液的温度； 2、消除或定期处理玻璃液滞集的部分； 3、改善炉内的均化； 4、最后的办法是改变玻璃组成。 玻璃工艺学18第十三章 玻璃体缺陷一般来讲，在生产中消除析晶结石的措施：一般来讲，在生产中消除析晶结石的措施： 1、增加组分； 2、提高机速； 3、在吹制或灯工中，减

10、少再加热次数； 4、水平拉管机更换旋转管时，仔细烘烤； 5、流料槽加强保温。玻璃工艺学19第十三章 玻璃体缺陷13.3.4硫酸盐夹杂物（碱性类夹杂物）； 玻璃熔体中所含的硫酸盐如果超过玻璃中所能溶解的数量时，就会以硫酸盐的形式成为浮渣分离出来并且进入成品中。在玻璃成形时，这种硫酸盐浮渣还是液态；冷却后熔融的硫酸盐硬化而成结晶的小滴析出，通常也叫“盐泡”。 特点：它具有典型的裂纹结构。 原因：主要是由于配合料中芒硝在融化澄清过程中没有完全分解所致。 措施：检查熔化初期是否保持还原性、配合料中碳粉用量是否合适以使硫酸盐夹杂物排除。 碱性夹杂物（碱泡）：有时，出现盐泡是由于纯碱飞料受炉气中（S2O+

11、O2）作用而形成的，也称为碱泡。 玻璃工艺学20第十三章 玻璃体缺陷13.3.5 黑色夹杂物“黑斑”与外来污染物 玻璃中也常发现黑色夹杂物，它们直接或间接由配合料而来，也可能是由于操作上的不当（慎）而引入其他杂质，是玻璃体产生缺陷。 含铬的黑色夹杂物的特点： 若夹杂物在玻璃中溶解很少，不形成特殊的溶液圈，而带有绿色条纹，则可能是由于含铬的物体形成，这种黑色结石大多是深绿色的氧化铬晶体。 采取的措施： 1、与沙子的含铬量很有关系，检查和处理沙子中含铬量。 2、以铬铁矿作绿色玻璃原料时，由于不宜分解和熔化，应注意细度和混合均匀。玻璃工艺学21第十三章 玻璃体缺陷13.3.6 结石的检验 检验的目的

12、：查明结石的化学组成，以确定其出现的原因，进一步采取措施加以预防和排除。 检验的方法： 1、用肉眼或利用1020倍的放大镜来观察； 2、纯碱检验； 3、化学分析； 4、测定结石四周的玻璃； 5、岩相分析法； 6、X-射线衍射法 7、电子显微镜法及电子探针微量分析。玻璃工艺学22第十三章 玻璃体缺陷第四节 条纹和节瘤（玻璃态夹杂物）定义：玻璃主体内存在的异类玻璃态夹杂物。特点：属于一种比较普遍的玻璃不均匀性方面的缺陷。 化学组成上、物理性质上（折射率、密度、粘度、表面张力、热膨胀、机械强度、颜色）与玻璃的主体不同。后果及表现形式： 不仅影响外观，也使性能降低。表现形式： 1、线道； 2、结节；

13、3、条纹玻璃工艺学23第十三章 玻璃体缺陷13.4.1 溶质不均匀引起的条纹和节瘤 产生原因：熔制过程中，通过均化阶段的作用，使熔体内各部分互相扩散，消除不均匀性，均化进行的不够完善产生。 特点：在生产实际中，熔制不均匀引起的条纹和节瘤往往是富含二氧化硅，而且在玻璃中比较分散。一般澄清良好的玻璃，均化也良好。即在一般情况下，在无一次气泡的玻璃中，由于熔制不均匀而产生的条纹极少。工厂中大量出现的熔制不均匀而产生的条纹，都伴随有一次气泡和熔制不良引起的结石。13.4.2 窑碹玻璃滴引起的条纹和节瘤 产生原因：碹滴滴入或流入玻璃体中，由于其化学组成和主体玻璃显然不同，也将形成条纹和节瘤。 特点：富含二氧化硅。 玻璃工艺学24第十三章 玻璃体缺陷13.4.3 耐火材料被侵蚀引起的条纹和节瘤 产生原因：玻璃熔体侵入耐火材料中，被破坏的部分可能以结晶状态在玻璃体内形成结石；也可能形成玻璃态溶解在玻璃体内，使玻璃熔体内增加了提高粘度和表面张力的组分，形成条纹和节瘤。 特点：在生产实际中，耐火材料被侵蚀引起的条纹和节瘤总是存在的。不同时期缺陷产生的程度不同（早、中、晚）。13.4.4 结石熔化引起的条纹和节瘤 产生原因：由结石熔化引起 特点：在结石周围。