玻璃的缺陷[1]讲解

玻璃的缺陷

年级： 11级无机非金属材料工程

学号： 51110030016 姓名：杨基超

目录

第一章绪论 (1)

第二章气泡 (2)

第三章

第一章绪论玻璃的缺陷主要指玻璃中存在的气线、条纹和结石等各种夹杂物。这些缺陷的存在既影响玻璃制品的外观质量和内在质量。又影响进一步成型、加工过程，而且还是玻璃制品使用过程中潜在的损坏因素。

玻璃缺陷的气线的种类可分为一次气泡（配合料残留气泡）、二次气泡、外界空气气泡、耐火材料气泡和金属铁引起的气泡等多种。

玻璃缺陷的条纹和节瘤可分成熔制不均匀、窑碹玻璃滴、耐火材料侵蚀和结石熔化四种。另外还有一种是工作池中玻璃液温差大，或料滴局部被冷却。在成型时由于低温部分玻璃先冷却，很厚，而高温部分未冷却，被吹薄，这种条纹的特征是很粗大。

玻璃缺陷中的结石可大致分为三种类型：配合料结石、耐火材料结石和析晶结石。

第二章气泡

气泡是玻璃中肉眼可见的气体夹杂物，不仅影响制品的外观质量，更重要的是影响玻璃的透明性和机械强度。因此，它是一种极易引起人们注意的玻璃缺陷。

玻璃中气泡的大小由零点几毫米到几毫米，呈球形、椭圆形及线状等形状。按尺寸大小，气泡可分为灰泡（直径<0.8mm）和气泡（直径>0.8mm）。气泡不仅源自熔制过程各阶段中发生的化学反应，还有物理溶解的气体，包括在耐火材料空隙中的气体或者是对熔体鼓泡时带入玻璃中的气体，以及部分易挥发组分的蒸气造成的气泡。气泡中的气体可能有：O2、H2、H2O、CO2、CO、SO2、H2S、NO2、N2等，空气也是常见的气态夹杂物。气泡的变形主要是在制品成型过程中造成的。

（1）一次气泡（配合料残留气泡）

在玻璃配合料的熔化过程中，由于各组分一系列

的化学反应和易挥发组分的挥发，释放出大量气体。尽管通过澄清作用，可以除去玻璃中的气泡，但实际上，玻璃澄清完结后，往往有一些气泡没有完全逸出，或是由于平衡破坏，使溶解了的气体又重新析出，残留在玻璃之中，这种气泡叫做一次气泡。

配合料中砂子颗粒粗细不均匀，澄清剂用量不足、配合料的气相单一，或是配合料和碎玻璃投料的温度太低，熔化和澄清温度低等，都会产生一次气泡。若熔制气氛条件、压力条件不尽合理，也会形成一次气泡。此外，玻璃的氧化还原指数不适宜也可能引起配合料气泡。

产生一次气泡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。根据澄清过程消除气泡的两种方式（大气泡逸出和极小气泡被溶解吸收），提高澄清温度有利于大气泡的逸出；降低温度则便于小气泡的溶解吸收。在操作上，严格遵守正确的熔化制度是防止一次气泡产生的重要

措施。

（2）二次气泡

玻璃液在澄清结束后同溶解于其中的气体处于某种平衡状态，这时玻璃中不含气泡，但尚有再发生气泡的可能。如有些系统的玻璃液在冷却过程中，由于外界气相中某些组分分压的改变，使溶解气体不再处于平衡状态，则在已澄清的玻璃液内又出现气泡或灰泡，但尚有再发生气泡的可能。如有些系统的玻璃液在冷却过程中，由于外界气相中某些组分分压的改变，使溶解气体不再处于平衡状态，则在已经澄清的玻璃液内又出现气泡或灰泡，因为这时产生的气泡很小，而冷却时玻璃的黏度增大，二次生成的气泡一经形成，排除就非常困难。

造成二次气泡的原因有物理和化学两种。如果降温后的玻璃液又一次升温超过一定限度，原来溶解于玻璃液中的气体将由于温度的升高引起溶解度的降低，析出十分细小的、均匀分布的二次气泡。这种情

况属于物理上的原因。化学上的原因，主要与玻璃的化学化学组成和使用原料有关，如玻璃中含有过氧化物或高价态氧化物，这些氧化物的分解易于产生二次气泡。有时，在使用芒硝的玻璃的玻璃液中，可能存在未完全分解的芒硝，遇到了冷却带就逐步分解，形成的气泡不能排出，很多与固体芒硝水存在一起，成为芒硝泡。

二次气泡的形成与玻璃熔制工艺密切相关，如果熔制工艺制度控制不当，二次气泡将是不可避免的。熔制温度制度的稳定与否，直接关系到玻璃液的质量。如果已经冷却的玻璃液，由于熔窑温度的温度升高再次被加热，很容易使溶于玻璃中的残余气体形成气泡。于此相似，当生产中由于破碎玻璃用量增加，窑产量降低，机器停歇，或因加料减少等引起温度的提高，熔化带缩短，这时可能形成透明的或带有乳白膜的小气泡、灰泡。如果由于原料中含铁量的降低，或是配合料中引入氧化剂，造成玻璃液透明度的增加，玻璃

液温度提高，这样也可能出现二次气泡。因此，为了避免二次气泡的形成，不但要采取正确的温度压力制度，而且还要对玻璃中产生旗袍的特殊条件加以控制。

（3）耐火材料气泡

玻璃液和耐火材料接触，由于两者可能发生交代作用，如SiO2和Al2O3溶入玻璃液，将导致平衡的改变，结果使原有溶入的气体放出而形成气泡。另外，耐火材料气孔中还有很多空气和吸附的气体，特别是在还原焰中烧成时，在耐火材料的表面或气孔中，可能沉积着一些碳质，这些物质也会因氧化而生长称为气泡。

耐火材料气泡的气体组成主要是SO2、CO2、O2

和空气等。为了防止这些旗袍的产生，必须提高耐火材料的质量。接近成型部分应选择不易与玻璃液反应形成气泡的筑炉材料，以利于提高玻璃液的质量。在操作上也应当尽可能地稳定荣耀的作业制度，如温度制度要稳定，温度不要过高，以避免加剧侵蚀材料。玻璃液面稳定对减少耐火材料的侵蚀有着重要意义。

（4）外界空气气泡

空气泡的引入原因也较多。加料时，在粉料颗粒间隙中不可避免地将带入空气，但这些空气在熔化时即使形成气泡，大部分将随配合料分解出来的气体或在澄清剂的作用下拍出，只有极少量残留在玻璃液中。在搅拌光学玻璃时，搅拌桨放入玻璃液时，也可带入空气泡。至于谈到在成型时由于挑料操作的不适当，或是工具质量较差也容易带入空气泡。

外界空气泡的特点是气泡比较大，一般在2mm以上，并且经常出现在制品的固定部位，但分布很不规则。

（5）金属铁引起的气泡

在池窑操作中，不可避免地使用铁件，如窑的构件、工具等。有时因操作不慎，偶然落入玻璃液中，逐渐溶解，使玻璃着色，而铁件中所含的碳与玻璃中残余气体相互作用排出现褐色条纹，或附着有棕色条纹的痕迹，甚至还可能充满了深色的铁化合物，它们