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玻璃瓶中气泡的类型与形成的原因

玻璃瓶常以气泡的直径及单位体积内的气泡个数来划分等级。制品中气泡的形状可呈球形、椭圆形、细长形,它的变形与成型过程有关。大部分气泡为无色透明的,也可呈有色的,如白色芒硝泡。气泡直径过小的称灰泡或尘泡。气泡中的气体有: 0 2 、 N 2 、 H 2 O 、 CO 2 、 CO 、 H 2 、 SO 2 、 H 2 S 、 NO 2 等。有时气泡为真空泡或空气泡。 
    通常气泡的形成有以下几种原因: 
1 .残留气泡的形成 
    在玻璃瓶玻璃熔制过程中,粉料中的各种盐类等都将在高温下分解,放出的大量气体不断地从熔体中排除。熔体进入澄清阶段还继续排除气泡。为加速排除气泡,一般采用高温熔制以降低玻璃液的粘度,或加入降低表面张力的物质,或使窑内压力降低以使气泡逸出。但尽管如此,有些气泡仍然会残留在玻璃液内,或者由于玻璃液与炉气相互作用后又产生气泡而又未能及时排除,这就形成了残留气泡。 
    要防止这种缺陷,必须严格遵守配料与熔制制度,或调整熔制温度、改变澄清剂种类和用量,或适当改变玻璃成分,使熔体的粘度和表面张力降低等。以上都是有利于排除玻璃液中气泡的措施。 
2 .二次气泡的形成 
    二次气泡的形成可以有两种原因,即物理的和化学的。玻璃液澄清结束后,玻璃液处于气液两相平衡状态,若降温后的玻璃液又一次升温超过一定限度,原溶解于玻璃液中的气体由于温度增高而引起溶解度的下降,所以析出了极细小的、分布均匀的、数量极多的气泡,这就是二次气泡。这种情况属于物理上的原因。 
    由于化学上原因产生二次气泡的成因可以有多种多样。在使用芒硝的玻璃液中,未分解完全的芒硝在冷却阶段继续分解而形成二次气泡;含钡玻璃由于过氧化钡在低温时的分解形成次气泡;以硫化物着色的玻璃与含硫酸盐的玻璃接触也产生二次气泡等。 
    由于二次气泡产生于玻璃液的低温状态下,其粘度很大,因而微小的气泡极难排除,且由于玻璃液是高粘滞液体,要建立新的平衡是比较缓慢的。由于二次气泡的成因不同,为防止二次气泡应有相应的措施。 
3 .耐火材料气泡的形成 
    玻璃液与耐火材料相互进行物理化学作用而产生气泡。耐火材料本身有一定的气孔率,当与玻璃液接触后,因毛细管作用,玻璃液进入缝隙而将气体挤出而成气泡,耐火材料的气孔率比较大,因而放出的气体量是相当可观的。
    耐火材料所含铁的氧化物对玻璃液中残留的盐类的分解起着催化作用,这使玻璃液产生气泡。由还原焰烧成的耐火材料,在其表面上或缝隙中会留有碳素,这些碳索与玻璃液中的变价氧化物作用而生成气泡。 
    为防止这类气泡的产生,必须提高耐火材料的质量降低气孔率,并在熔制工艺操作上严格遵守作业制度减少温度的波动。 
4 .铁器引起的气泡 
    在冷修或热修玻璃熔窑时,可能会在窑中落入铁器,在很长时间内铁器将逐步氧化并溶解于玻璃液中,使玻璃着成褐色,而铁中的碳也将氧化成 CO 及 CO 2 而形成气泡。由此可见由铁器引起的气泡在其周界上往往伴随有褐色的玻璃膜。 
5 .其他气泡形成的原因 
    由于粉料颗粒间的空气在高温熔化时未能及时排除,或由成型时因挑料而带入的空气,或搅拌叶带入的空气等都可以形成空气泡。当玻璃表面遭受急冷而使外层结硬,而内层还将继续收缩,这时只要内层中有极小的气泡就造成了真空条件,使极小的气泡迅速长大而形成了真空泡。在玻璃电熔过程中,如果电流密度过大,在电极附近就会产生氧气泡。
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