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玻璃瓶夹杂物及其形成原因

在主体玻璃瓶玻璃内存在异类玻璃夹杂物称玻璃状夹杂物(通常是指条纹、线道和节瘤)。它是属于一种比较普遍的玻璃缺陷。由于两者成分和性质不同,其结果不仅影响外观,也可使界面上的力学强度、耐热性、密度、粘度、折射率、表面张力、色泽上与主体玻璃不同,这使制品的使用性能降低。

线道多是由于玻璃液中存在着尚未均化的、粘度高、表面张力大的玻璃瓶在吹制成型过程中形成的;结节由结石与周围玻璃液中的组分在长期高温下作用而成,或由碹滴转化而成玻璃状团块;条纹是早期形成的不均匀玻璃液在液流作用下和在搅拌过程中被分散而尚未扩散均化而成的细小条带。这三种玻璃状夹杂物中前两种的缺陷对制品质量的影响最大。虽然条纹也影响质量,但对有些制品,如包装用瓶罐及低档的器皿等,在一定程度上还容许存在,但对光学玻璃却是绝对不容许的。

玻璃状夹杂物按它们的化学成分来分,主要有硅质与铝硅质两大类,现分述如下:

1.硅质玻璃状夹杂物

由富硅质玻璃瓶产生的线道、结节和条纹,主要是因原料配制及熔制不当及耐火材料的侵蚀而引起的。当粉料混和极不均匀时,常形成砂蛋,即形成富硅质的料团,在长期高温作用下料团虽熔化成玻璃体,但未能及时扩散而成为结节;因分层使SiO2在粉料中各处含量不均,它在熔制后形成了富硅质条纹。另外,石英颗粒的颗粒组成不当,粗颗粒极易形成条纹。

在熔制时,若配合料采用大料堆的加料方法,料堆表面的易熔组分很容易由高处往低处流,造成了料堆上层难熔的SiO2增多,即发生了熔化分层。由硅质耐火材料侵蚀下来的物质也形成硅质线道与结节。池窑中的胸墙及碹顶大多采用硅砖来砌筑,在使用过程中这些砖的表面都会发生侵蚀,若炉龄过长或炉温过高对其侵蚀加剧,侵蚀后的形成物,或以熔溜物沿砖表面淌下,或以碹滴掉下,有时虽呈晶态物质,但经长期高温熔化一般均可玻璃化,由于来不及扩散而呈玻璃状夹杂物。

由于富硅质玻璃状夹杂物的密度和折射率均小于主体玻璃,这可作为鉴别的依据。

2.铝硅质玻璃状夹杂物

它大部分来自电熔砖、粘土砖、高铝砖等耐火材料的侵蚀,或玻璃配合料中混入高铝质的粘土所致。铝硅质耐火材料的侵蚀程度往往与耐火材料的质量密切相关,结构不致密的耐火砖因存在缝隙,玻璃液很容易从毛细孔或微细裂纹处渗进,随着组分间的扩散交代作用而进一步深入耐火砖,并形成富铝质的玻璃。若这种玻璃附着于砖体表面,由于其粘度和表面张力都很大,可以在砖表面形成一层保护层,使砖体的侵蚀变得缓慢。但当熔制温度发生波动,或液面波动过于频繁,液流即被扰乱,在窑体结构的相应部位侵蚀下来的高粘度高表面张力的玻璃便进入主体玻璃中形成了线道或条纹。当耐火砖表面受到侵蚀后,砖体碎屑可能剥落下来,经长期高温作用也可由晶相转为玻璃相,若不能充分均化就形成铝硅质结节。电熔耐火材料的显微结构不适当,则在砖体内部易造成粗晶和空洞,并因此而产生裂纹,这将导致侵蚀加速,尤其是炉温过高或炉温波动频繁则更甚。
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