1、玻璃工藝學(xué),1,1、缺陷的定義：玻璃體內(nèi)由于存在著各種夾雜物，引起玻璃體均勻性的破壞，稱(chēng)為玻璃體的缺陷。 2、缺陷的不可避免 3、缺陷產(chǎn)生的后果 （1）內(nèi)在、外觀質(zhì)量降低 （2）嚴(yán)重影響玻璃的進(jìn)一步成形和加工 （3）產(chǎn)生大量的廢品,第十三章 玻璃體缺陷,第一節(jié) 概述,玻璃工藝學(xué),2,4、 缺陷的種類(lèi) （1）氣泡（氣體夾雜物） （2）結(jié)石（固體夾雜物） （3）條紋和節(jié)瘤（玻璃態(tài)夾雜物） 5、研究方法 簡(jiǎn)單的物理方法：偏光顯微鏡、密度及折射率的測(cè)定 現(xiàn)代方法：X-射線熒光分析、電子顯微鏡、電子探針,第十三章 玻璃體缺陷,玻璃工藝學(xué),3,第十三章 玻璃體缺陷,第二節(jié) 氣泡（氣態(tài)夾雜物）,定義：玻璃中

2、的氣泡是可見(jiàn)的氣體夾雜物。 分類(lèi)： 按大?。夯遗荩ㄖ睆?0.8mm） 氣泡（直徑 0.8mm） 按形狀：球形 橢圓形 線狀,玻璃工藝學(xué),4,第十三章 玻璃體缺陷,氣泡產(chǎn)生的原因 1、一次氣泡 2、二次氣泡 3、外界空氣氣泡 4、耐火材料氣泡 5、金屬鐵引起的氣泡 氣體的化學(xué)組成： 氣體的化學(xué)組成是各不相同的，常含有：O2、N2、CO、CO2、SO2、H2O蒸氣和氧化氮等,玻璃工藝學(xué),5,第十三章 玻璃體缺陷,13.2.1 一次氣泡 1、在間歇式池窯和坩堝窯中 2、在連續(xù)式池窯中 3、熔窯中的氣體介質(zhì) 4、窯壓 5、采取的措施 由于一次氣泡產(chǎn)生的主要原因是澄清不良，解決辦法主要是適當(dāng)提高澄清溫度

3、和適當(dāng)調(diào)整澄清劑的用量。 此外，降低窯壓、降低玻璃表面與氣體界面上的表面張力也可促使氣體逸出；在操作上，嚴(yán)格遵守正確的熔制制度是防止一次氣泡的重要措施。,玻璃工藝學(xué),6,第十三章 玻璃體缺陷,13.2.2 二次氣泡 玻璃液在澄清結(jié)束后，玻璃液同溶解于其中的氣體處于平衡狀態(tài)，這時(shí)玻璃液中不含氣泡（可見(jiàn)），但尚有再產(chǎn)生可見(jiàn)氣泡的可能。 溶解于玻璃液中的氣體在條件改變時(shí)，例如窯內(nèi)氣體介質(zhì)的成分改變，則已經(jīng)澄清的的玻璃液內(nèi)又出現(xiàn)氣泡或灰泡。 由于這時(shí)產(chǎn)生的氣泡很小，而玻璃液在這一溫度范圍內(nèi)的粘度又很大，排除這些氣泡非常困難，它們大量的殘留在玻璃液中。,玻璃工藝學(xué),7,第十三章 玻璃體缺陷,產(chǎn)生的原因：

4、 （一）物理、化學(xué)變化的角度 1、物理原因： 降溫后玻璃液又一次升溫超過(guò)一定限度 2、化學(xué)原因： 與玻璃的化學(xué)組成和使用的原料有關(guān)。（含鋇玻璃）,玻璃工藝學(xué),8,第十三章 玻璃體缺陷,（二）從工藝的角度：二次氣泡的形成與熔制工藝密切相關(guān)。 1、熔制制度的穩(wěn)定與否； 2、配合料的種類(lèi)（芒硝配合料、硫碳著色配合料）； 3、不同組成的玻璃液混合時(shí)； 4、在冷卻帶和通道及流料槽處，由于窯爐氣體介質(zhì)中含有SO2、O2，或由于爐氣的還原性而產(chǎn)生硫化物； 5、配合料中易揮發(fā)組分自表面揮發(fā)； 6、窯內(nèi)氣體壓力的劇烈變化； 7、在電熔窯或輔助電熔中,玻璃工藝學(xué),9,第十三章 玻璃體缺陷,13.2.3 外界空氣氣

5、泡 氣泡產(chǎn)生于配合料和成形操作過(guò)程。 1、配合料 2、成形過(guò)程中 人工吹制用吹桿挑料 真空吸料 供料機(jī)供料 這種氣泡的特點(diǎn)：氣泡比較大,玻璃工藝學(xué),10,第十三章 玻璃體缺陷,13.2.4 耐火材料氣泡 玻璃和耐火材料間的物理化學(xué)作用會(huì)引起許多氣泡的產(chǎn)生。 這主要由于： 1、耐火材料本身有一定的氣孔率； 2、耐火材料所含鐵的化合物； 3、耐火材料受玻璃液侵蝕后，使得玻璃液的SiO2、Al2O3含量增加，促進(jìn)Na2CO3分解 13.2.5 金屬鐵引起的氣泡 1、產(chǎn)生原因 2、特點(diǎn) 3、采取措施,玻璃工藝學(xué),11,第十三章 玻璃體缺陷,第三節(jié) 結(jié)石（固態(tài)夾雜物）,概述： 結(jié)石是玻璃體內(nèi)最危險(xiǎn)的夾雜

6、物，它不僅破壞了玻璃制品的外觀和光學(xué)均一性，而且降低了玻璃制品的使用價(jià)值。結(jié)石與它周?chē)ＡУ呐蛎浵禂?shù)相差愈大，產(chǎn)生的局部應(yīng)力也就愈大。這就大大降低了制品的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，甚至?xí)怪破纷孕衅屏选?特別是結(jié)石的膨脹系數(shù)小于它周?chē)Ａ蛎浵禂?shù)時(shí)，在玻璃的交接面上形成張應(yīng)力，常會(huì)出現(xiàn)放射形的裂紋。 在玻璃制品中，通常不允許結(jié)石存在，應(yīng)盡量設(shè)法排除它。,玻璃工藝學(xué),12,第十三章 玻璃體缺陷,分類(lèi)： 按產(chǎn)生的原因分： 配合料結(jié)石； 耐火材料結(jié)石； 玻璃液中的析晶結(jié)石； 硫酸鹽夾雜物（堿性類(lèi)夾雜物）； “黑斑”與外來(lái)污染物 按組成分類(lèi)： 硅質(zhì)結(jié)石； 鋁硅質(zhì)結(jié)石； 鈉鈣質(zhì)結(jié)石、鈣鎂質(zhì)結(jié)石； 鋯質(zhì)結(jié)石,玻

7、璃工藝學(xué),13,第十三章 玻璃體缺陷,13.3.1 配合料結(jié)石 配合料結(jié)石是配合料中沒(méi)有融化的組分顆粒，也就是未完全融化的物料的殘留物，在大多數(shù)情況下配合料結(jié)石時(shí)石英顆粒。其特點(diǎn)： 1、結(jié)石中的石英顆粒特點(diǎn) 2、石英顆粒的邊緣特點(diǎn) 除了石英結(jié)石外，Al2O3的顆粒也可能生成玻璃體中的結(jié)石。 配合料結(jié)石產(chǎn)生的原因：原料的選擇與加工、配合料的制備工藝、加料方法和熔制條件。,玻璃工藝學(xué),14,第十三章 玻璃體缺陷,13.3.2 耐火材料結(jié)石 1、窯碹結(jié)石 2、與玻璃液接觸部分產(chǎn)生的結(jié)石 （1）粘土質(zhì)耐火材料 （2）電熔質(zhì)耐火材料 電熔莫來(lái)石、電熔鋯剛玉,玻璃工藝學(xué),15,第十三章 玻璃體缺陷,出現(xiàn)耐

8、火材料結(jié)石的原因： 1、耐火材料質(zhì)量低劣 2、耐火材料使用不當(dāng) 3、熔化溫度過(guò)高 4、助熔劑用量過(guò)大 5、易起反應(yīng)的耐火材料砌在一起。,玻璃工藝學(xué),16,第十三章 玻璃體缺陷,13.3.2 析晶結(jié)石 玻璃體的析晶結(jié)石，是由于玻璃在一定溫度范圍內(nèi)，本身的析晶所造成的。這種析晶作用在生產(chǎn)中稱(chēng)之為“失透”，失透是玻璃生產(chǎn)中相當(dāng)討厭的問(wèn)題。 特點(diǎn)：尺寸在百分之一毫米到若干毫米之間；尺寸和形狀經(jīng)常是多種多樣的，但一定的幾何形狀是其鑒別的特征之一。分布上有單獨(dú)分布的，大多數(shù)是聚集成脈狀、斑點(diǎn)、球體、條帶等。 析晶結(jié)實(shí)經(jīng)常發(fā)生的部位： 各相分界線上；玻璃液表面上；氣泡附近；與耐火材料接觸部分 。也經(jīng)常在配合

9、料結(jié)石、耐火材料以及條紋、線道中產(chǎn)生。,玻璃工藝學(xué),17,第十三章 玻璃體缺陷,防止析晶結(jié)石的產(chǎn)生，應(yīng)采取的措施： 1、組成上：設(shè)計(jì)合理的玻璃組成，使玻璃在一定溫度范圍內(nèi)盡可能的減少析晶傾向，并保證在冷卻和成形條件下對(duì)于析晶有足夠的穩(wěn)定性。 2、在操作上：制定合理的熔化制度，并保持穩(wěn)定。 3、在窯爐設(shè)計(jì)上：盡可能地避免死角，以免形成的析晶結(jié)石在溫度波動(dòng)時(shí)進(jìn)入成形流。 產(chǎn)生析晶結(jié)石后，消除的辦法： 1、提高玻璃液的溫度； 2、消除或定期處理玻璃液滯集的部分； 3、改善爐內(nèi)的均化； 4、最后的辦法是改變玻璃組成。,玻璃工藝學(xué),18,第十三章 玻璃體缺陷,一般來(lái)講，在生產(chǎn)中消除析晶結(jié)石的措施： 1、

10、增加組分； 2、提高機(jī)速； 3、在吹制或燈工中，減少再加熱次數(shù)； 4、水平拉管機(jī)更換旋轉(zhuǎn)管時(shí)，仔細(xì)烘烤； 5、流料槽加強(qiáng)保溫。,玻璃工藝學(xué),19,第十三章 玻璃體缺陷,13.3.4硫酸鹽夾雜物（堿性類(lèi)夾雜物）； 玻璃熔體中所含的硫酸鹽如果超過(guò)玻璃中所能溶解的數(shù)量時(shí)，就會(huì)以硫酸鹽的形式成為浮渣分離出來(lái)并且進(jìn)入成品中。在玻璃成形時(shí)，這種硫酸鹽浮渣還是液態(tài)；冷卻后熔融的硫酸鹽硬化而成結(jié)晶的小滴析出，通常也叫“鹽泡”。 特點(diǎn)：它具有典型的裂紋結(jié)構(gòu)。 原因：主要是由于配合料中芒硝在融化澄清過(guò)程中沒(méi)有完全分解所致。 措施：檢查熔化初期是否保持還原性、配合料中碳粉用量是否合適以使硫酸鹽夾雜物排除。 堿性?shī)A雜

11、物（堿泡）：有時(shí)，出現(xiàn)鹽泡是由于純堿飛料受爐氣中（S2O+O2）作用而形成的，也稱(chēng)為堿泡。,玻璃工藝學(xué),20,第十三章 玻璃體缺陷,13.3.5 黑色夾雜物“黑斑”與外來(lái)污染物 玻璃中也常發(fā)現(xiàn)黑色夾雜物，它們直接或間接由配合料而來(lái)，也可能是由于操作上的不當(dāng)（慎）而引入其他雜質(zhì)，是玻璃體產(chǎn)生缺陷。 含鉻的黑色夾雜物的特點(diǎn)： 若夾雜物在玻璃中溶解很少，不形成特殊的溶液圈，而帶有綠色條紋，則可能是由于含鉻的物體形成，這種黑色結(jié)石大多是深綠色的氧化鉻晶體。 采取的措施： 1、與沙子的含鉻量很有關(guān)系，檢查和處理沙子中含鉻量。 2、以鉻鐵礦作綠色玻璃原料時(shí)，由于不宜分解和熔化，應(yīng)注意細(xì)度和混合均勻。,玻璃

12、工藝學(xué),21,第十三章 玻璃體缺陷,13.3.6 結(jié)石的檢驗(yàn) 檢驗(yàn)的目的：查明結(jié)石的化學(xué)組成，以確定其出現(xiàn)的原因，進(jìn)一步采取措施加以預(yù)防和排除。 檢驗(yàn)的方法： 1、用肉眼或利用1020倍的放大鏡來(lái)觀察； 2、純堿檢驗(yàn)； 3、化學(xué)分析； 4、測(cè)定結(jié)石四周的玻璃； 5、巖相分析法； 6、X-射線衍射法 7、電子顯微鏡法及電子探針微量分析。,玻璃工藝學(xué),22,第十三章 玻璃體缺陷,第四節(jié) 條紋和節(jié)瘤（玻璃態(tài)夾雜物）,定義：玻璃主體內(nèi)存在的異類(lèi)玻璃態(tài)夾雜物。 特點(diǎn)：屬于一種比較普遍的玻璃不均勻性方面的缺陷。 化學(xué)組成上、物理性質(zhì)上（折射率、密度、粘度、表面張力、熱膨脹、機(jī)械強(qiáng)度、顏色）與玻璃的主體不同

13、。 后果及表現(xiàn)形式： 不僅影響外觀，也使性能降低。表現(xiàn)形式： 1、線道； 2、結(jié)節(jié)； 3、條紋,玻璃工藝學(xué),23,第十三章 玻璃體缺陷,13.4.1 溶質(zhì)不均勻引起的條紋和節(jié)瘤 產(chǎn)生原因：熔制過(guò)程中，通過(guò)均化階段的作用，使熔體內(nèi)各部分互相擴(kuò)散，消除不均勻性，均化進(jìn)行的不夠完善產(chǎn)生。 特點(diǎn)：在生產(chǎn)實(shí)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。即在一般情況下，在無(wú)一次氣泡的玻璃中，由于熔制不均勻而產(chǎn)生的條紋極少。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。 13.4.2 窯碹玻璃滴引起的條紋和節(jié)瘤 產(chǎn)生原因：碹滴滴入或流入玻璃體中，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。 特點(diǎn)：富含二氧化硅。,玻璃工藝學(xué),24,第十三章 玻璃體缺陷,13.4.3 耐火材料被侵蝕引起的條紋和節(jié)瘤 產(chǎn)生原因：玻璃熔體侵入耐火材料中，被破壞的部分可能以結(jié)晶狀態(tài)在玻璃體內(nèi)形成結(jié)石；也可能形成玻璃態(tài)溶解在玻璃體內(nèi)，使玻璃熔體內(nèi)增加了提高粘度和表面張力的組分，形成條紋和節(jié)瘤。 特點(diǎn)：在生產(chǎn)實(shí)際中，耐火材料被侵蝕引起的條紋和節(jié)瘤總是存在的。不同時(shí)期缺陷產(chǎn)生的程度不同（早、中、晚）。 13.4.4 結(jié)石熔化引起的條紋和節(jié)瘤 產(chǎn)生原因：由結(jié)石熔化引起 特點(diǎn)：在結(jié)石周?chē)?玻璃工