光學(xué)玻璃結(jié)石是如何形成的

【中玻網(wǎng)】光學(xué)玻璃結(jié)石是出現(xiàn)于玻璃中的結(jié)晶夾雜物，結(jié)石同氣泡、條紋一樣都是光學(xué)玻璃必須克服的缺點(diǎn)，結(jié)石的存在嚴(yán)重地影響光學(xué)玻璃的光學(xué)均勻性。結(jié)石的尺寸大小不一，有的呈針頭狀細(xì)點(diǎn)，有的可連片成塊。其中包含的晶體有的用肉眼或放大鏡即可發(fā)現(xiàn)，有的則需用偏光顯微鏡才能清楚地辨別。
　　
　　由于光學(xué)玻璃結(jié)石形成的來(lái)源十分復(fù)雜，形成的歷史條件變化多端；因此，研究結(jié)石的成因及其檢驗(yàn)時(shí)遵循的原理和方法，成為巖相學(xué)上令人注意的一個(gè)方面，由于巖相分析結(jié)果對(duì)判斷結(jié)石來(lái)源和提出改善和防止的措施，產(chǎn)生了良好的促進(jìn)作用，日前已成為控制生產(chǎn)的必要手段。
　　
　　結(jié)石有不同的類(lèi)型，現(xiàn)按其產(chǎn)生原因敘述如下。
　　
　　1爐料結(jié)石
　　
　　配合料中某些結(jié)晶組分沒(méi)有很好溶解，即被帶入到玻璃制品中間，為爐料結(jié)石。在很多情況下，以石英為常見(jiàn)。如果在一定制度下，料粉成分發(fā)生變化，尤其是堿性物質(zhì)缺少時(shí)如不及時(shí)提高熔制溫度，則二氧化硅就難以溶解，于是產(chǎn)生爐料結(jié)石。在一般情況下，石英未能完全溶解是同粉料混合不勻、石英粉料內(nèi)出現(xiàn)非常大顆�；蛘咄瑺t內(nèi)溫度降低、熔化產(chǎn)生分層、液流出現(xiàn)不正常等有關(guān)。個(gè)別粗粒石英的殘留，則往往與篩網(wǎng)破損有關(guān)。料粉的飛揚(yáng)使堿性物質(zhì)損失也有可能造成石英難溶而形成料粉結(jié)石。不難看到，形成爐料結(jié)石的因素甚多，要從結(jié)石的檢驗(yàn)中找出依據(jù)說(shuō)明真實(shí)造成爐料結(jié)石的原因，還得依靠巖相學(xué)方法來(lái)解決。而在正常生產(chǎn)下嚴(yán)格控制工藝制度是避免產(chǎn)生料粉結(jié)石的重要條件。爐料石英顆粒過(guò)細(xì)或爐料中水分過(guò)多，使?fàn)t料結(jié)團(tuán)，也有可能形成爐料結(jié)石。
　　
　　2耐火材料結(jié)石
　　
　　在光學(xué)玻璃熔煉過(guò)程中，坩堝的底部和壁部不斷地被玻璃液沖刷和侵蝕。由于陶瓷坩堝在制造時(shí)采用生料作為粘合劑，坩堝經(jīng)高溫?zé)Y(jié)后，粘合荊的生料耐侵蝕較差。耐侵蝕性差的生料部分在高溫時(shí)先被玻璃侵蝕溶解掉，致使坩堝表兩層的一些熟料顆料成為“孤島”狀暴露在玻璃中，進(jìn)而從坩堝上脫落，掉入玻璃液中成為結(jié)石。坩堝和攪拌器在機(jī)械作用下?lián)p壞落入玻璃中也會(huì)形成結(jié)石。除此以外，象爐頂磚、耐火攏或爐滴掉入玻璃中也形成結(jié)石：這些光學(xué)玻璃結(jié)石都是因耐火材料而產(chǎn)生的，因此通常稱(chēng)為耐火材料結(jié)石。
　　
　　耐火材料結(jié)石常常是由于坩堝等耐火材料的不良而造成的，如坩堝氣孔率過(guò)大，燒結(jié)不好等使其抗侵蝕性能不好，另外采用了過(guò)高的熔化溫度也容易造成耐火材料結(jié)石。因此提高坩堝的抗侵蝕性能，在不影響玻璃澄清均化情況下，盡量采用較低的化料溫度和澄清溫度以減少玻璃液對(duì)坩堝的侵蝕，可以有效地減少耐火材料結(jié)石的產(chǎn)生。此外對(duì)于熔爐也要經(jīng)常檢查維修，避免爐滴、爐頂磚、耐火泥掉入玻璃中。
　　
　　3析晶結(jié)石
　　
　　在一定溫度下如果從已經(jīng)形成的玻璃重新析出晶體，即成為析晶結(jié)石。這類(lèi)光學(xué)玻璃結(jié)石的產(chǎn)生，通常與該玻璃的析晶傾向有密切的關(guān)系。
　　
　　玻璃中析晶結(jié)石的存在往往使玻璃產(chǎn)生迷漾白點(diǎn)或呈現(xiàn)具有明顯結(jié)晶形態(tài)的產(chǎn)物。析晶結(jié)石特別容易發(fā)生在兩相界面上，例如在玻璃液的表面上、氣泡上、玻璃液與耐火材料接觸的界面上。
　　
　　在析晶溫度范圍內(nèi)，不同組成的玻璃液析晶的傾向，可以由它們的晶核形成速率與晶體生長(zhǎng)速度曲線來(lái)表示。根據(jù)兩者曲線在相應(yīng)溫度范圍內(nèi)的相交關(guān)系便可找出結(jié)晶傾向非常大的溫度范圍。為了不讓玻璃在這個(gè)溫度范圍內(nèi)析晶，工藝上往往采取迅速冷卻的辦法，不使玻璃有充分時(shí)間進(jìn)行成核和生長(zhǎng)。
　　
　　對(duì)析晶傾向不大的玻璃成分來(lái)說(shuō)，產(chǎn)生析晶結(jié)石的原因常常是由于控制溫度不當(dāng)而造成。但也很可能是由于玻璃液成分不均，在局部地方形成了析晶傾向強(qiáng)烈的玻璃。對(duì)于析晶傾向非常大的玻璃來(lái)說(shuō)，采用快速冷卻來(lái)避免析晶當(dāng)然是非常必要的，否則析晶結(jié)石就不可避免地產(chǎn)生。為了清理析晶結(jié)石，工藝上可以采取提高操作溫度，使成型溫度處于液化溫度(析晶上限溫度)之上；或者調(diào)整配方、穩(wěn)定操作制度來(lái)達(dá)到預(yù)期目的。