玻璃体的缺陷.ppt

1、第13章 玻璃体的缺陷,气泡 结石 条纹和节瘤,13.1 概述,玻璃体的缺陷按其状态不同，可以分为三大类： 气泡 (气体夹杂物，bubble)； 结石 (结晶夹杂物,stone)； 条纹和节瘤 (玻璃态夹杂物)。,13.2 气泡 气泡的影响和形貌,影响制品的外观质量，透明性和机械强度。 气泡的大小与形状 按气泡尺寸大小可以分为灰泡(直径0.8mm)。 气泡有球形、椭圆形及线状，制品成型过程中易造成气泡变形。,13.2 气泡 气泡的种类与成因,（1）一次气泡 (配合料残留气泡) 配合料在熔制过程中，由于发生一系列化学反应和挥发物的挥发，放出大量气体，生成气泡。 一次气泡产生的主要原因: （1）配

2、合料粗细不均，澄清剂用量不足，气相单一 （2）工艺制度或操作不合理 （3）气氛、压力控制不当 解决方法：（1）适当提高澄清温度，调节澄清剂的用量 （2）降低窑内压力 （3）降低玻璃液与气体界面的表面张力,澄清不良,13.2 气泡 气泡的种类与成因,（2）二次气泡 (再生泡) 特点：从熔体中析出，因此小而多 处于成形区，温度较低，粘度较大，气泡难以排除 产生的原因： 物理原因：溶解再析出（温度波动、机械扰动） 化学原因：玻璃的化学组成和使用原料有关,13.2 气泡 气泡的种类与成因,二次气泡产生的化学原因：玻璃的化学组成和使用原料有关 过氧化物和高价态氧化物分解气体 芒硝分解不完全 不同化学组成

3、的玻璃液接触时，发生反应发出气体： 硫化物与硫酸盐接触发生氧化还原反应，发出SO2气体 硫酸盐与氧化硅反应： Na2SO4 + nSiO2 =Na2OnSiO2 + SO3 含氧化硅较多的玻璃液与含氧化硅较少的玻璃液接触时，气体溶解平衡被破坏，残余气体排除成为气泡 炉气与玻璃液发生反应 配合料组分挥发，表面产生析晶或条纹，出现适合泡核生长的界面 玻璃液在电极附件被电解,13.2 气泡 气泡的种类与成因,（3）耐火材料气泡 玻璃与耐火材料之间发生的物理化学作用，会产生许多气泡 。 耐火材料孔隙中的气体被吸入的玻璃液挤出 耐火材料中的含铁化合物对玻璃液中残余盐类的分解催化作用 耐火材料中碳素燃烧

4、耐火材料被侵蚀之后，在玻璃液中的SiO2、Al2O3含量增加，促使Na2CO3分解,13.2 气泡 气泡的种类与成因,（4）污染泡 直接由外部氛围气或由于搅拌等操作而带入，或由于升温而由耐火材料的气孔带入玻璃液中。 配合料粉料和碎玻璃颗粒吸附的气体 成形过程中夹带入的空气 固体异物产生的气泡（燃料、器件腐蚀） 液体浸入产生的气泡 熔融盐的气泡（硝水泡）,13.2 气泡 气泡的种类与成因,（5）金属铁引起的气泡 铁中的碳素与玻璃残余气体的相互作用 特征：褐色玻璃薄膜或条纹,13.2 气泡 气泡的检验,根据其外形尺寸、形状、分布情况、产生部位和时间来判断气泡产生的原因。 气泡内气体化学组成分析 （

5、1）磨片 （2）浸入甘油，针刺取气泡 （3）注入吸收剂，观察气泡大小变化，计算组成,13.3 结石(结晶夹杂物) (stone),结石是玻璃体内最危险的缺陷，它破坏玻璃制品的外观与光学均匀性，大大降低玻璃制品的机械强度和热稳定性，甚至会使制品自行炸裂。 (1)配合料结石(未熔化的颗粒) 大多数情况下是石英(方石英和鳞石英)颗粒，也有其他组分，如氧化铬、锡石、氧化铝等。常见的结石是方石英和鳞石英。 特征：在石英颗粒周围有一层含SiO2较高的无色圈； 或者出现羽状、骨架状或树枝状石英晶变体。,13.3 结石(结晶夹杂物) (stone),（2）耐火材料结石 耐火材料受到侵蚀剥落或高温时与玻璃液作用

6、，其碎屑及作用后的新矿物夹杂在玻璃制品中形成耐火材料结石。其滴落物夹带到制品中，也形成耐火材料结石。 耐火材料结石形成途径 （1）碱气体、碱飞料、其他挥发物在耐火材料表明形成釉层，逐渐成为液滴，落入玻璃液中 （2）熔体中的碱分从接触表明向砖体中心扩散，引起石英的多晶转变，使砖体松散以致剥落；或溶解砖体中的玻璃相，使晶相剥落 （3）玻璃液自表面开始对耐火砖体进行溶蚀 特征：硅砖窑碹结石呈泪滴状，常含有粗粒的石英晶体，并带浅绿色 黏土质窑碹结石常含有刚玉霞石和少量莫来石大晶体 常伴生黄绿色条纹和节瘤,13.3 结石(结晶夹杂物) (stone),（3）析晶结石 玻璃在一定温度范围内，由于本身析晶而

7、产生的结石称为析晶结石，也称为“失透”。 常见的析晶结石有如下几种晶体：鳞石英 和方石英 (SiO2)，硅灰石 (CaOSiO2)，失透石 (Na2O3CaO6SiO2)，透辉石 (CaOMgO2 SiO2)，二硅酸钡(BaO2SiO2)等。 特征：尺寸较小（0.01n毫米） 大多数聚集成脉状、斑点、球体、条带状 常出现在各相分界线上，或在条纹、线道中,13.3 结石(结晶夹杂物) (stone),（4）硫酸夹杂物 盐泡 玻璃熔体中所含的硫酸盐超出玻璃液所能溶解的数量时，就会形成硫酸盐浮渣分离出来，并在冷却带形成晶体。 碱泡 纯碱飞料受炉气中的（SO2O2）作用而形成硫酸盐，并在低温时以晶体形

8、式析出。 特征：典型的裂纹结构,13.3 结石(结晶夹杂物) (stone),（5）黑色夹杂物“黑斑子”与污染物 由于配合料杂质、工艺操作不慎或气氛控制不当而引入的含铬、铁、镍等结石。 特征：在玻璃中溶解很少，不形成溶液圈，带有绿色条纹,13.3 结石 检验,目的：查明结石的化学组成和矿物组成 方法： 肉眼和放大器观察结石的颜色、轮廓、表面特征、四周玻璃颜色和结石出现的部位 碳酸钠试验：区分结石是SiO2（可溶）还是Al2O3 （不溶） 剥取结石进行化学组成分析 偏光显微镜岩相分析确定结石的矿物组成 测定结石四周的折射率 电子显微镜获取结石形貌，电子探针进行局部化学组成分析 X射线分析矿物组成,13.4 条纹和节瘤 (玻璃态夹杂物),玻璃主体内存在的异类玻璃夹杂物称为玻璃态夹杂物。 熔制不均匀引起的条纹和节瘤 均化不够完善，或熔制制度不稳定 富含SiO2 窑碹玻璃滴引起的条纹和节瘤 碹滴滴人或流人玻璃体中，会产生此类缺陷。由于它们富含SiO2或Al2O3其粘度很大，在玻璃体中扩散很慢，来不及溶解，形成条纹和节瘤。 耐火材料被侵蚀引起的条纹和节瘤 富氧化铝 结石熔化引起的条纹和节瘤 结石有较大溶解度和在高温停留一定时间后，可以消失。结石溶解后的玻璃体与主体玻璃具有不同的化学组成，来不及扩散而形成节瘤和条纹。,13.4 条纹