分析玻璃中條紋產(chǎn)生原因

【中玻網(wǎng)】玻璃中條紋和節(jié)瘤
　　
　　玻璃主體內(nèi)存在的異類夾雜物稱為玻璃態(tài)夾雜物(條紋和節(jié)瘤)，它屬于一種比較普遍的玻璃不均勻性方面的缺點(diǎn)，在化學(xué)組成和物理性質(zhì)上(折射率、密度、黏度、表面張力、熱膨脹系數(shù)、機(jī)械強(qiáng)度、顏色)與玻璃主體不同。
　　
　　由于玻璃中條紋、節(jié)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(guī)則，表現(xiàn)出由于流動或物理化學(xué)性的溶解而互相滲透的情況。它分布在玻璃的內(nèi)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(xì)微玻璃中條紋用肉眼看不見，必須用儀器檢查才能發(fā)現(xiàn)，然而這在光學(xué)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(jié)瘤。在制品上它以顆粒狀、塊狀或成片狀出現(xiàn)。條紋和節(jié)瘤由于它們產(chǎn)生的原因不同，可以是無色的，也可以是綠色和棕色的。
　　
　　根據(jù)擴(kuò)散的機(jī)理，如果條紋和節(jié)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(jié)瘤，一般其黏度都比玻璃黏度高。在生產(chǎn)實際中，常常遇到的條紋和節(jié)瘤大多富含二氧化硅和氧化鋁。
　　
　　條紋和節(jié)瘤根據(jù)其產(chǎn)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(jié)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(chǎn)生的原因：
　　
　　(1)熔化不均產(chǎn)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(nèi)各部分互相擴(kuò)散，清理不均性。若是均化進(jìn)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(guān)的因素如配合料均勻度、粉料飛揚(yáng)、碎玻璃的使用情況和用量等問題。
　　
　　熔制制度的穩(wěn)定對于條紋和節(jié)瘤的產(chǎn)生關(guān)系十分密切。當(dāng)熔制溫度不穩(wěn)定時，破壞了均化的溫度制度，同時也引起凍凝區(qū)的玻璃液參加液流，導(dǎo)致條紋和節(jié)瘤的出現(xiàn)。
　　
　　還有一個對玻璃中條紋有影響的因素是窯內(nèi)氣體。已經(jīng)知道，玻璃的表面張力受窯內(nèi)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(dāng)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(nèi)部熔體推到表面上來，這一過程繼續(xù)進(jìn)行到玻璃熔體全部被還原為止。這種現(xiàn)象說明了窯內(nèi)氣體(還原性氣體)可以促使玻璃液翻動，由此可見窯內(nèi)氣體對玻璃均勻性所產(chǎn)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(nèi)氣體就可能對它產(chǎn)生著色(棕顏色)條紋。
　　
　　在生產(chǎn)實際中，熔制不均勻引起的條紋和節(jié)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(chǎn)生的條紋較少。工廠中大量出現(xiàn)的熔制不均勻而產(chǎn)生的條紋，都伴隨有一次氣泡和熔制不良引起的結(jié)石。
　　
　　(2)碹滴產(chǎn)生的條紋綜前所述，碹滴滴人或流入玻璃體中，由于其化學(xué)組成和主體玻璃顯然不同，也將形成條紋和節(jié)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(zhì)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(zhì)的。這兩種玻璃滴的黏度都很大，在玻璃熔體中擴(kuò)散很慢，往往來不及溶解，形成了條紋和節(jié)瘤。
　　
　　(3)耐火材料被侵蝕產(chǎn)生的條紋這種條紋和節(jié)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(jié)晶狀態(tài)落人玻璃體內(nèi)形成結(jié)石。也可能形成玻璃態(tài)物質(zhì)溶解在玻璃體內(nèi)，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(xiàn)的嚴(yán)重不均勻性玻璃體，一般形成富氧化鋁質(zhì)條紋。
　　
　　對于侵蝕性強(qiáng)的玻璃，這種侵蝕產(chǎn)生的條紋幾乎是無法防止的，有時為了促進(jìn)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(zhì)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(jié)瘤的重要因素。
　　
　　(4)結(jié)石熔化產(chǎn)生的條紋和節(jié)瘤的產(chǎn)生有時由結(jié)石而來，因為結(jié)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(dāng)結(jié)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(jié)石溶解后的玻璃體與主體玻璃仍具有不同的化學(xué)組成，形成節(jié)瘤或條紋。結(jié)石熔化后在它的周圍形成溶液環(huán)，有時這種溶液環(huán)形成包裹狀，若為黏土質(zhì)耐火材料結(jié)石，可以從包裹中引出富含氧化鋁的條紋，拖有長尾巴，結(jié)石本身留在包裹中有時也鉆出包裹外。