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探索石英玻璃析晶原因

來(lái)源:好玻璃網(wǎng) 2014/9/12 15:16:15

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中玻網(wǎng)】玻璃有一特性,就是析晶。析晶又被稱(chēng)為玻璃的失透或反玻璃化。本來(lái)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(guò)程是玻璃在高溫下析出二氧化硅結晶相的過(guò)程。先是隨機的產(chǎn)生晶核,隨后,在其周?chē)_(kāi)始生長(cháng)不斷結晶,然后向四周擴展,直到整個(gè)玻璃體。析晶與溫度有關(guān),溫度越高,析晶前沿的擴展速度就越快。

 中玻網(wǎng)新聞圖片

  石英玻璃

  玻璃析晶的原因主要有兩種,一種是本征原因,另一種是由于誘導作用而引起的。
  
  本征原因是由于二氧化硅本身就是易結晶體,它熔化后之所以成為石英玻璃,是因為溶液冷卻過(guò)快,它還沒(méi)來(lái)得及變成結晶體,溫度就已降至結晶所需溫度以下了,所以沒(méi)能變成有序排列的結晶體,而凝固成雜亂無(wú)章的玻璃體了。當石英玻璃在適當的溫度條件下,也就是在結晶所需的溫度環(huán)境內,它還是要顯露出自己的本性,使雜亂無(wú)章排列的質(zhì)點(diǎn)重新定向排列,還原成結晶體,這就是玻璃的本征析晶。
  
  在實(shí)踐中,我們很難見(jiàn)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,不僅要有適當的溫度條件,還要有合適的降溫速度。我們常見(jiàn)的石英玻璃析晶另有原因,那就是誘導。
  
  誘導也有兩種,一種發(fā)生于內部,另一種發(fā)生于表面。
  
  石英玻璃內部不純,有微量晶核(雜質(zhì)或未熔融石英)存在就會(huì )加速析晶,而且析晶的溫度也降低了,這就是發(fā)生于內部的誘導。
  
  石英玻璃的表面狀態(tài)很重要,析晶多從表面開(kāi)始,這主要是溫度的傳導和表面沾污(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(huì )起到誘導作用,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。
  
  石英玻璃的純度很高,因此,我們也很難見(jiàn)到石英玻璃因內部的誘導而析晶的,常見(jiàn)的是另一種,也就是發(fā)生于表面的誘導。
  
  石英玻璃析晶失去了透明度,同時(shí)強度減弱,但它的耐火度或軟化點(diǎn)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(diǎn)起碼提高了300℃,但冷卻下來(lái)就會(huì )炸裂。

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