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玻璃瓶夾雜物及其形成原因

在主體玻璃瓶玻璃內存在異類玻璃夾雜物稱玻璃狀夾雜物(通常是指條紋、線道和節瘤)。它是屬于一種比較普遍的玻璃缺陷。由于兩者成分和性質不同,其結果不僅影響外觀,也可使界面上的力學強度、耐熱性、密度、粘度、折射率、表面張力、色澤上與主體玻璃不同,這使制品的使用性能降低。

線道多是由于玻璃液中存在著尚未均化的、粘度高、表面張力大的玻璃瓶在吹制成型過程中形成的;結節由結石與周圍玻璃液中的組分在長期高溫下作用而成,或由碹滴轉化而成玻璃狀團塊;條紋是早期形成的不均勻玻璃液在液流作用下和在攪拌過程中被分散而尚未擴散均化而成的細小條帶。這三種玻璃狀夾雜物中前兩種的缺陷對制品質量的影響最大。雖然條紋也影響質量,但對有些制品,如包裝用瓶罐及低檔的器皿等,在一定程度上還容許存在,但對光學玻璃卻是絕對不容許的。

玻璃狀夾雜物按它們的化學成分來分,主要有硅質與鋁硅質兩大類,現分述如下:

1.硅質玻璃狀夾雜物

由富硅質玻璃瓶產生的線道、結節和條紋,主要是因原料配制及熔制不當及耐火材料的侵蝕而引起的。當粉料混和極不均勻時,常形成砂蛋,即形成富硅質的料團,在長期高溫作用下料團雖熔化成玻璃體,但未能及時擴散而成為結節;因分層使SiO2在粉料中各處含量不均,它在熔制后形成了富硅質條紋。另外,石英顆粒的顆粒組成不當,粗顆粒極易形成條紋。

在熔制時,若配合料采用大料堆的加料方法,料堆表面的易熔組分很容易由高處往低處流,造成了料堆上層難熔的SiO2增多,即發生了熔化分層。由硅質耐火材料侵蝕下來的物質也形成硅質線道與結節。池窯中的胸墻及碹頂大多采用硅磚來砌筑,在使用過程中這些磚的表面都會發生侵蝕,若爐齡過長或爐溫過高對其侵蝕加劇,侵蝕后的形成物,或以熔溜物沿磚表面淌下,或以碹滴掉下,有時雖呈晶態物質,但經長期高溫熔化一般均可玻璃化,由于來不及擴散而呈玻璃狀夾雜物。

由于富硅質玻璃狀夾雜物的密度和折射率均小于主體玻璃,這可作為鑒別的依據。

2.鋁硅質玻璃狀夾雜物

它大部分來自電熔磚、粘土磚、高鋁磚等耐火材料的侵蝕,或玻璃配合料中混入高鋁質的粘土所致。鋁硅質耐火材料的侵蝕程度往往與耐火材料的質量密切相關,結構不致密的耐火磚因存在縫隙,玻璃液很容易從毛細孔或微細裂紋處滲進,隨著組分間的擴散交代作用而進一步深入耐火磚,并形成富鋁質的玻璃。若這種玻璃附著于磚體表面,由于其粘度和表面張力都很大,可以在磚表面形成一層?;げ?,使磚體的侵蝕變得緩慢。但當熔制溫度發生波動,或液面波動過于頻繁,液流即被擾亂,在窯體結構的相應部位侵蝕下來的高粘度高表面張力的玻璃便進入主體玻璃中形成了線道或條紋。當耐火磚表面受到侵蝕后,磚體碎屑可能剝落下來,經長期高溫作用也可由晶相轉為玻璃相,若不能充分均化就形成鋁硅質結節。電熔耐火材料的顯微結構不適當,則在磚體內部易造成粗晶和空洞,并因此而產生裂紋,這將導致侵蝕加速,尤其是爐溫過高或爐溫波動頻繁則更甚。
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