探索石英玻璃析晶原因

【中玻網(wǎng)】玻璃有一特性，就是析晶。析晶又被稱為玻璃的失透或反玻璃化。本來是一塊表面光亮照人、非常透明的玻璃，但在一定高溫條件下，突然變白、變?yōu)�，失去了光澤，變成了不透明的磨砂玻璃，這就是玻璃析晶。
　　
　　析晶的過程是玻璃在高溫下析出二氧化硅結(jié)晶相的過程。先是隨機的產(chǎn)生晶核，隨后，在其周圍開始生長不斷結(jié)晶，然后向四周擴(kuò)展，直到整個玻璃體。析晶與溫度有關(guān)，溫度越高，析晶前沿的擴(kuò)展速度就越快。

　　石英玻璃

　　玻璃析晶的原因主要有兩種，一種是本征原因，另一種是由于誘導(dǎo)作用而引起的。
　　
　　本征原因是由于二氧化硅本身就是易結(jié)晶體，它熔化后之所以成為石英玻璃，是因為溶液冷卻過快，它還沒來得及變成結(jié)晶體，溫度就已降至結(jié)晶所需溫度以下了，所以沒能變成有序排列的結(jié)晶體，而凝固成雜亂無章的玻璃體了。當(dāng)石英玻璃在適當(dāng)?shù)臏囟葪l件下，也就是在結(jié)晶所需的溫度環(huán)境內(nèi)，它還是要顯露出自己的本性，使雜亂無章排列的質(zhì)點重新定向排列，還原成結(jié)晶體，這就是玻璃的本征析晶。
　　
　　在實踐中，我們很難見到石英玻璃單純由于本征原因析晶的，因為它的溫度條件很苛刻，不僅要有適當(dāng)?shù)臏囟葪l件，還要有合適的降溫速度。我們常見的石英玻璃析晶另有原因，那就是誘導(dǎo)。
　　
　　誘導(dǎo)也有兩種，一種發(fā)生于內(nèi)部，另一種發(fā)生于表面。
　　
　　石英玻璃內(nèi)部不純，有微量晶核(雜質(zhì)或未熔融石英)存在就會加速析晶，而且析晶的溫度也降低了，這就是發(fā)生于內(nèi)部的誘導(dǎo)。
　　
　　石英玻璃的表面狀態(tài)很重要，析晶多從表面開始，這主要是溫度的傳導(dǎo)和表面沾污(K、Na、Li、Ca等)所致。如果石英玻璃表面被沾污，即使是較微量的沾污(如人眼看不清的汗跡、堿性微塵等)也會起到誘導(dǎo)作用，使石英玻璃的析晶溫度下降，并快速析晶。這就是發(fā)生于表面的誘導(dǎo)。
　　
　　石英玻璃的純度很高，因此，我們也很難見到石英玻璃因內(nèi)部的誘導(dǎo)而析晶的，常見的是另一種，也就是發(fā)生于表面的誘導(dǎo)。
　　
　　石英玻璃析晶失去了透明度，同時強度減弱，但它的耐火度或軟化點提高了。例如，石英玻璃在1500～1600℃下使用，其表面有方石英析出，也就是表面析晶，可它的耐火度或軟化點起碼提高了300℃，但冷卻下來就會炸裂。