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【中玻網】玻璃中條紋和節瘤
玻璃主體內存在的異類夾雜物稱為玻璃態夾雜物(條紋和節瘤),它屬于一種比較普遍的玻璃不均勻性方面的缺點,在化學組成和物理性質上(折射率、密度、黏度、表面張力、熱膨脹系數、機械強度、顏色)與玻璃主體不同。
由于玻璃中條紋、節瘤在玻璃主體上呈不同程度的凸出部分,它與玻璃的交界面不規則,表現出由于流動或物理化學性的溶解而互相滲透的情況。它分布在玻璃的內部,或在玻璃的表面上。大多呈條紋,也有呈線狀、纖維狀,有時似疙瘩而凸出。有些細微玻璃中條紋用肉眼看不見,必須用儀器檢查才能發現,然而這在光學玻璃中也是不允許的。對于一般玻璃制品,在不影響其實用性能情況下,可以允許存在一定程度的不均勻性。呈滴狀的、保持著原有性狀的異類玻璃稱為節瘤。在制品上它以顆粒狀、塊狀或成片狀出現。條紋和節瘤由于它們產生的原因不同,可以是無色的,也可以是綠色和棕色的。
根據擴散的機理,如果條紋和節瘤的黏度比玻璃黏度低得多,通常可以熔解在玻璃熔體中,然而殘留在玻璃中的條紋和節瘤,一般其黏度都比玻璃黏度高。在生產實際中,常常遇到的條紋和節瘤大多富含二氧化硅和氧化鋁。
條紋和節瘤根據其產生的原因不同,可以分成熔制不均勻、窯碹玻璃滴、耐火材料侵蝕和結石熔化四種。另外還有一種是工作池中玻璃液溫差大,或料滴局部冷卻。在成形時由于低溫部分玻璃先冷卻,很厚的地方而高溫部分未冷卻,被吹薄,這種條紋的特征是很粗大。
玻璃中條紋產生的原因:
(1)熔化不均產生的條紋玻璃在熔化過程中,通過“均化”階段的作用,使熔體內各部分互相擴散,清理不均性。若是均化進行得不夠完善,玻璃體中必將存在不同程度的不均一性。與此有關的因素如配合料均勻度、粉料飛揚、碎玻璃的使用情況和用量等問題。
熔制制度的穩定對于條紋和節瘤的產生關系十分密切。當熔制溫度不穩定時,破壞了均化的溫度制度,同時也引起凍凝區的玻璃液參加液流,導致條紋和節瘤的出現。
還有一個對玻璃中條紋有影響的因素是窯內氣體。已經知道,玻璃的表面張力受窯內氣體影響甚大,同一種玻璃,受還原性氣體作用后,它的表面張力要比受氧化性氣體作用時提高20%。當處于平衡的玻璃液面受到還原性的爐氣作用時,熔體表面張力增加,表面撕裂,表面張力比較小的內部熔體推到表面上來,這一過程繼續進行到玻璃熔體全部被還原為止。這種現象說明了窯內氣體(還原性氣體)可以促使玻璃液翻動,由此可見窯內氣體對玻璃均勻性所產生的影響。對于由氧化還原作用而著色的含硫酸鹽玻璃,窯內氣體就可能對它產生著色(棕顏色)條紋。
在生產實際中,熔制不均勻引起的條紋和節瘤往往是富含二氧化硅,而且在玻璃中比較分散。一般澄清良好的玻璃,均化也良好,也就是說在一般情況下,在無一次氣泡的玻璃中,由于熔制不均勻而產生的條紋較少。工廠中大量出現的熔制不均勻而產生的條紋,都伴隨有一次氣泡和熔制不良引起的結石。
(2)碹滴產生的條紋綜前所述,碹滴滴人或流入玻璃體中,由于其化學組成和主體玻璃顯然不同,也將形成條紋和節瘤。窯碹和胸墻部位的硅磚受蝕后形成的玻璃滴,屬于富二氧化硅質的。坩堝壁耐火材料被侵蝕后形成的玻璃滴屬于富氧化鋁質的。這兩種玻璃滴的黏度都很大,在玻璃熔體中擴散很慢,往往來不及溶解,形成了條紋和節瘤。
(3)耐火材料被侵蝕產生的條紋這種條紋和節瘤是較常見的一種。玻璃熔體侵蝕耐火材料,被破壞的部分可能以結晶狀態落人玻璃體內形成結石。也可能形成玻璃態物質溶解在玻璃體內,使玻璃熔體中增加了提高黏度和表面張力的組分,所以形成條紋。沿池壁大磚和坩堝壁處出現的嚴重不均勻性玻璃體,一般形成富氧化鋁質條紋。
對于侵蝕性強的玻璃,這種侵蝕產生的條紋幾乎是無法防止的,有時為了促進玻璃的均化而提高溫度,但對耐火材料的侵蝕也增加了,以致玻璃中條紋更多。相反要是降低溫度,則均化困難。因此解決這樣的問題主要是提高耐火材料的質量。特別是水平磚縫容易受蝕,垂直磚縫也易使堿分滲入。通常在坩堝底部先搪一層碎玻璃熔體,使含堿組分不與耐火材料直接接觸。遵守制定的溫度制度,避免溫度過程等也是防止和清理玻璃中條紋節瘤的重要因素。
(4)結石熔化產生的條紋和節瘤的產生有時由結石而來,因為結石在玻璃體中受玻璃熔體的作用,逐漸以不同的速度溶解,當結石具有非常大的溶解度和在高溫停留一定時間后,就可以消失。結石溶解后的玻璃體與主體玻璃仍具有不同的化學組成,形成節瘤或條紋。結石熔化后在它的周圍形成溶液環,有時這種溶液環形成包裹狀,若為黏土質耐火材料結石,可以從包裹中引出富含氧化鋁的條紋,拖有長尾巴,結石本身留在包裹中有時也鉆出包裹外。
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