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玻璃瓶中结石的类型与形成的原因

结石是出现在玻璃中的结晶夹杂物。结石是玻璃制品中最严重的缺陷,它破坏了玻璃制品的外观和光学均匀性,另外,由于结石与主体玻璃的热膨胀系数不同,因而在制品加热或冷却过程中造成界面应力,它是制品出现裂纹和炸裂的主要原因。 
根据结石的成因,它可以分为以下几类: 
1 .配合料结石 
    配合料结石是配合料中未熔化的颗粒,在大多数情况下是石英颗粒,色泽呈白色,其边缘由于逐渐溶解而变圆,其表面常有沟槽,在石英颗粒周围有一层 SiO2 含量较高的无色圈,它粘度高不易扩散,常导致形成粗筋。石英颗粒的边缘往往会出现方石英和鳞石英的晶体。配合料结石的产生不仅与配合料的制备质量有关,也与熔制的加料方式、熔制温度的高低与波动等有关。常见的结石有方石英及鳞石英。 
2.耐火材料结石 
    当耐火材料受到侵蚀剥落,或在高温下玻璃液与耐火材料相互作用后有些碎屑就可能夹杂到玻璃制品中而形成耐火材料结石。窑碹、胸墙常用硅砖砌成,在高温下或者在碱性飞料的影响下会产生蚀变,有时形成熔溜物淌下,或以碹滴落入玻璃液中,这是耐火材料结石的另一种来源。 
    因此,要减少耐火材料结石,必须选用优质耐火材料。一般而言,耐火材料的气孔率、结构致密度、显微结构的均匀度、砌筑质量、熔化温度、玻璃液本身的碱性程度、熔化分层、所用原料种类等都与其有密切关系。
    常见的耐火材料结石为铝硅质结石如莫来石、霞石、白榴石等。 
3 .析晶结石 
    均质的玻璃液在一定温度下又析出晶体即为析晶结石。 玻璃中的析晶结石往往使玻璃产生迷漠的白点,或呈现具有明显结晶态的产物。析晶结石特别容易发生在两相界面上。例如,在玻璃液的表面上、气泡上、与耐火材料接触的界面上。 玻璃成分对产生析晶结石有明显的影响,因为成分不同其晶核生成速度及晶体成长速度都不同,在成分上应选择析晶倾向小的氧化物,降低易析晶氧化物的含量。 另外,对产生析晶有较大影响的是窑炉的温度制度与窑的结构,前者应使玻璃液尽量少在析晶温度范围内停留,而后者应尽量使玻璃液滞留的死角减少。 
    析晶结石通常有鳞石英与方石英 (SiO 2 ) 、硅灰石 (CaO ? SiO 2 ) 、失透石 (Na 2 O ? 3CaO ? 6Si0 2 ) 、透辉石 (CaO ? MgO ? 2Si0 2 ) 及二硅酸钡 (BaO ? 2Si0 2 ) 等。 
4 .硫酸盐夹杂物 
   玻璃熔体中所含硫酸盐若超过所能溶解的量,它就会以硫酸盐的形式成为浮渣析出,在冷却后硬化而成结晶体。 
5 .黑色夹杂物 
    在玻璃中也常见黑色夹杂物,它们直接或间接由配合料而来,常见的有氧化铬晶体、氧化镍晶体、铬铁晶体等。
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