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玻璃制品的缺陷
玻璃制品質(zhì)量低劣可能是由兩種原因造成的：玻璃體的缺陷和制品成型及加工過程中由于工藝制度破壞而造成的缺陷。
玻璃體的缺陷是在熔化過程中玻璃液的物理化學(xué)均一性受到破壞而發(fā)生的，實(shí)際上，理想均一的玻璃是不存在的，工業(yè)玻璃經(jīng)常具有某種程度上的非均一性，容許非均一性的程度取決于由該玻璃體制成的制品的用途。
玻璃體中缺陷的排除往往是非常困難的，因此必須控制工藝過程，當(dāng)玻璃體中出現(xiàn)缺陷后立刻查明產(chǎn)生這些缺陷的原因，及時(shí)采取措施制止缺陷的繼續(xù)發(fā)生。
玻璃體的缺陷按其狀態(tài)的不同可以分為三類：（1）結(jié)石（結(jié)晶夾雜物）、（2）條紋和節(jié)瘤（玻璃態(tài)夾雜物）、（3）氣泡（氣體夾雜物）。
1結(jié)石的種類及產(chǎn)生原因
結(jié)石是玻璃體最危險(xiǎn)的缺陷，它能破壞制品的外觀和光學(xué)均一性。同時(shí)因?yàn)樗哂信c玻璃不同的熱膨脹系數(shù)，所以會(huì)造成附加的內(nèi)應(yīng)力，大大降低制品的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，而且常使退火過程發(fā)生困難。
在玻璃體中，結(jié)石有時(shí)是細(xì)小的晶體，也有時(shí)是粗大的晶體，結(jié)石有時(shí)是分散的也有時(shí)是聚集的，有時(shí)大量的微小結(jié)晶聚集成整片的霧狀物。
所有這些現(xiàn)象說明結(jié)石有不同的類型，它的化學(xué)組成和礦物組成也各不相同，根據(jù)結(jié)石產(chǎn)生的原因，結(jié)石一般可分為配合料結(jié)石、窯碹結(jié)石、耐火材料結(jié)石和析晶結(jié)石四種。
（1）配合料結(jié)石
配合料結(jié)石是配合料中沒有熔化的組份或雜質(zhì)的顆粒，大多數(shù)情況下，配合料結(jié)石是石英顆粒，與配合料結(jié)石有關(guān)的工藝因素如下：
①料的組成不適宜；
?、谂浜狭系慕M分顆粒不均一；
?、叟浜狭匣旌喜缓?；
?、芗恿戏椒ú划?dāng)；
⑤熔化條件被破壞。
（2）窯碹結(jié)石
窯碹和窯的懸壁經(jīng)常受到堿性氣體和堿細(xì)粉的侵蝕，窯碹和窯懸壁的耐火材料與堿作用而生成玻璃滴，達(dá)到一定的重量和粘度以后便由窯碹落下或沿窯壁流入玻璃體中生成結(jié)石，硅磚與堿反應(yīng)生成易熔的硅酸鹽，滴入玻璃熔體中形成窯碹結(jié)石，通常含有粗粒的鯪石英和白硅石晶體，這是由于硅酸鹽晶體滴在熔窯中長時(shí)間受高溫作用而生成，通常有較深的顏色，產(chǎn)生窯碹屆時(shí)的原因是耐火材料質(zhì)量低，窯碹溫度過高配合料顆粒過細(xì)和加料方法不當(dāng)。
?。?）耐火材料結(jié)石
在熔制時(shí)與玻璃體直接接觸的耐火材料被玻璃熔體侵蝕和破壞的產(chǎn)物形成耐火材料結(jié)石。與玻璃直接接觸的耐火材料如坩堝、池窯大磚等大多由耐火粘土制成，因此，這類結(jié)石亦常稱為耐火粘土結(jié)石，上述的窯懸壁和坩堝上的結(jié)石，雖然其產(chǎn)生原因不同，但是亦并入耐火粘土結(jié)石來研究。
耐火粘土結(jié)石類似于有些配合料結(jié)石，但是配合料結(jié)石的圓形通常比耐火粘土結(jié)石要好的多，耐火粘土結(jié)石幾乎常是多角形的。
耐火材料結(jié)石產(chǎn)生主要是由于耐火材料質(zhì)量低而促成的，如氣孔率高、機(jī)械損傷、熔燒不足、砌筑不緊密等，其他如熔化溫度過高、玻璃熔體堿性過高和熔窯中玻璃液的波動(dòng)過于強(qiáng)烈，都會(huì)大大促進(jìn)耐火材料的侵蝕。
（4）析晶結(jié)石
玻璃體的析晶結(jié)石并不是由于異類物質(zhì)的加入所形成,而是由玻璃液本身的析晶所產(chǎn)生的。析晶結(jié)石的外觀是多種多樣的,結(jié)石尺寸常在百分之幾毫米到若干厘米之間，形狀和色澤常是各種各樣的，但是晶體具有正確的幾何形狀乃是其特征，一般工業(yè)用的玻璃析晶時(shí)常遇到的為鱗石英、白硅石、硅灰石、硅酸灰石、鈉硅灰石、透輝石，在特殊玻璃中亦有銀、鉛、鋁等的化合物。
析晶結(jié)石產(chǎn)生的因素之一是玻璃熔體的析晶性能，這一性能取決于玻璃的化學(xué)組成，同時(shí)還有不少因素促進(jìn)析晶結(jié)石的產(chǎn)生；熔化溫度制度和成型溫度制度的破壞使玻璃熔體的析晶傾向加強(qiáng)，除了修正玻璃的化學(xué)組成使它具有較小的析晶能力外，必須制定并嚴(yán)格遵守合理的熔制和成型溫度制度。
2條紋和節(jié)瘤的種類及產(chǎn)生原因
玻璃體的條紋和節(jié)瘤是玻璃態(tài)的夾雜物，而其組成與性質(zhì)與玻璃主體不同，條紋和節(jié)瘤破壞玻璃的均一性、它能破壞玻璃制品的外觀、降低玻璃的機(jī)械強(qiáng)度、耐急冷急熱性和化學(xué)均一性，實(shí)際上很難得到完全均一的玻璃液，一般的玻璃制品都存在著一定程度的非均一性，在耐熱性能和透光性能要求不高的制品中是允許存在的。
根據(jù)產(chǎn)生原因的不同，條紋和節(jié)瘤可分成：熔制不均勻的、窯碹玻璃液滴的、耐火材料被侵蝕的和結(jié)石熔化的四種。
?。?）熔制不均的條紋和節(jié)瘤
配合料的混合不均勻、配合料產(chǎn)生分層、配合料的顆粒不均勻、加料方式的不妥善引起的某些組分料粉的飛散或是某些組分熔化后流散、熔制時(shí)某些組分從玻璃體表面揮發(fā)，引起玻璃表面熔體組成和內(nèi)部不一致、均化溫度制度被破壞，以至均化過程未完成、熔制溫度的不穩(wěn)定，引起凍凝區(qū)域的玻璃參加流動(dòng)，以及配合料中選用的碎玻璃與主體玻璃成分差異太大且碎玻璃占有不小的數(shù)量比。
這些都是條紋和節(jié)瘤的成因，這類條紋和節(jié)瘤往往是富含二氧化硅質(zhì)的，一般表現(xiàn)為條紋，而且在玻璃中比較分散。清除這種條紋出現(xiàn)的方法除仔細(xì)拌和配合料或?qū)⑴浜狭蠅褐瞥蓧K外，必須嚴(yán)格遵守熔制溫度制度。
?。?）窯碹玻璃滴的條紋和節(jié)瘤
如前所述，窯碹和窯懸壁、坩堝受到堿氣流作用而形成硅酸鹽熔體，達(dá)到一定的重量和粘度以后，就以玻璃液滴的形態(tài)滴入或流入玻璃熔體中，窯碹部位的硅磚被作用形成的玻璃液滴屬于富二氧化硅質(zhì)的，窯懸壁和坩堝壁的耐火材料被作用形成的玻璃滴屬于富氧化鋁質(zhì)的，這兩種玻璃滴的粘度都很大，在玻璃熔體中擴(kuò)散很慢，最終形成條紋和結(jié)瘤。
由于和窯碹結(jié)石形成的原因相同，所以消除這種條紋和節(jié)瘤的方法亦是相同的：仔細(xì)選擇和砌筑耐火材料，防止配合料飛揚(yáng)以及嚴(yán)格遵守溫度制度。
?。?）耐火材料被侵蝕的條紋和節(jié)瘤
這種條紋和節(jié)瘤是最常產(chǎn)生的一種，玻璃熔體是侵蝕性介質(zhì)，對(duì)與它相接觸的窯碹大磚或是坩堝能起破壞作用，被破壞部分可能以結(jié)晶狀態(tài)落入玻璃體內(nèi)形成結(jié)石，也可能形成玻璃態(tài)物質(zhì)溶解在玻璃內(nèi)。耐火材料大多為耐火粘土物質(zhì)，被侵蝕后玻璃熔體中增加了提高粘度的組分，造成玻璃體沿窯壁、大磚和坩堝部分嚴(yán)重的不均一性，由于侵蝕是連續(xù)均勻進(jìn)行的，所以一般形成氧化鋁質(zhì)條紋。
耐火材料被侵蝕是最具危害性的根源，特別是對(duì)侵蝕性強(qiáng)的玻璃來說，這種侵蝕產(chǎn)生條紋幾乎是無法防止的，消除這種條紋的方法主要是提高耐火材料的耐侵蝕性質(zhì)量，除此之外還有：仔細(xì)砌筑耐火材料，在坩堝底部先涂一層碎玻璃的熔體，是含堿粉料不直接與耐火材料接觸，冷卻窯壁，以遵守溫度制度，避免溫度過高。
（4）結(jié)石熔化的條紋和節(jié)瘤
條紋和節(jié)瘤的產(chǎn)生有時(shí)與結(jié)石的產(chǎn)生有關(guān)，因?yàn)榻Y(jié)石在玻璃熔體中受玻璃熔體的作用，逐漸以不同的速度溶解，當(dāng)結(jié)石具有較大的溶解度和在高溫停留一定的時(shí)間后就可以消失，結(jié)石溶解后的玻璃熔體與主體玻璃具有不同的化學(xué)組成，就形成節(jié)瘤，或是條紋，這種條紋和節(jié)瘤的組成相應(yīng)于結(jié)石的種類。防止這種節(jié)瘤和條紋的方法最主要的是防止結(jié)石的發(fā)生。
3氣泡及產(chǎn)生原因
可見的氣體夾雜物是玻璃液中各種氣體所組成的氣泡。
氣泡大小的波動(dòng)范圍由百分之幾毫米到幾毫米之間，最小的氣泡實(shí)際上稱作“灰泡”，從形狀上看，氣泡也有各式各樣的；有球形的、橢圓形的及發(fā)狀的，氣泡的變形主要是在制品成型的過程中發(fā)生的。
根據(jù)產(chǎn)生原因不同，氣泡可以分成：配合料殘留氣泡、二次氣泡、外界空氣氣泡、耐火材料氣泡和金屬鐵引起的氣泡五種。
?。?）配合料殘留氣泡
配合料在加熱熔化時(shí)產(chǎn)生大量氣體，為了清除玻璃熔體中的氣體，必須進(jìn)行澄清，氣體有時(shí)會(huì)因熔化制度的破壞而殘留在玻璃液內(nèi)，不能放出來。提高溫度，降低玻璃——氣體界面上的表面張力，降低窯內(nèi)氣體壓力，都可以促進(jìn)氣泡溢出。玻璃液流對(duì)氣泡溢出有很大影響，液流能將氣泡帶走，并常常妨礙氣泡溢出，嚴(yán)格遵守規(guī)定的熔化制度是防止配合料分解氣泡的最重要措施。
?。?）二次氣泡
澄清后的玻璃液同溶于其中的氣體處在平衡狀態(tài)，如果玻璃體所處的條件大大改變時(shí)，常常發(fā)現(xiàn)已澄清了的玻璃液中又出現(xiàn)氣泡和灰泡，因?yàn)闅馀莩叽绾苄?，玻璃液低溫時(shí)粘度很大，要排除這些氣泡是非常困難的，于是，它們就大量殘留在玻璃液內(nèi)。殘余芒硝分解也屬于二次分解現(xiàn)象。為了消除二次氣泡，必須遵守正確的溫度制度及氣體制度。
?。?）外界空氣氣泡
往窯內(nèi)加料時(shí)，配合料顆粒間所包含的空氣帶到玻璃熔體中，此外，參加的碎玻璃塊之間也含有一定數(shù)量的氣體，所有這些氣體都應(yīng)該在澄清過程中排除出來，但是，外界空氣和配合料中殘留氣泡一樣，會(huì)殘留在玻璃熔體中，主要的預(yù)防措施是：采用適量的碎玻璃，按顆粒組成正確選擇原料。
?。?）耐火材料氣泡
在玻璃和耐火材料交界處，常?？吹讲Ａ?nèi)聚集許多氣泡，這一現(xiàn)象是由于玻璃與耐火材料的相互作用引起的，當(dāng)耐火材料中的氧化鉛和二氧化硅溶解到玻璃熔體中時(shí)，玻璃和溶于其中的氣體之間的反應(yīng)就趨向于放出這些氣體而生成氣泡，耐火材料的孔內(nèi)也常常含有氣體，這些氣體因?yàn)闆]有別的出路而進(jìn)入玻璃內(nèi)。
為防止氣泡的產(chǎn)生，必須提高耐火材料的質(zhì)量，如密度、抗玻璃侵蝕性、機(jī)械強(qiáng)度，并降低含鐵量，同時(shí)還必須嚴(yán)格遵守熔化制度，不使溫度過高而加劇侵蝕耐火材料。
?。?）金屬鐵引起的氣泡
在生產(chǎn)上有時(shí)因?yàn)椴僮鞑恢?jǐn)慎或者疏忽，在玻璃液中掉進(jìn)了金屬鐵，這些金屬鐵在玻璃中逐漸溶解，使玻璃液著色，而鐵內(nèi)所含的碳被汽化成氣泡。為了防止這種氣泡，必須仔細(xì)的配制配合料，注意在熔制前檢查窯池，采用質(zhì)量好的金屬作為成型工具的浸入玻璃液的部件。
