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石英玻璃析晶的原因和用途

文章来源:   作者:管理员  发布时间:2016-6-24 11:10:08  浏览量:916

本来是一块表面光亮照人、非常透明的玻璃,但在一定高温条件下,突然变白、变乌,失去了光泽,变成了不透明的磨砂玻璃,这就是玻璃析晶。析晶的过程是玻璃在高温下析出二氧化硅结晶相的过程。先是随机的产生晶核,随后,在其周围开始生长不断结晶,然后向四周扩展,直到整个玻璃体。析晶与温度有关,温度越高,析晶前沿的扩展速度就越快。

在实践中,我们很难见到石英玻璃单纯由于本征原因析晶的,因为它的温度条件很苛刻,不仅要有适当的温度条件,还要有合适的降温速度。我们常见的石英玻璃析晶另有原因,那就是诱导。

石英玻璃内部不纯,有微量晶核(杂质或未熔融石英)存在就会加速析晶,而且析晶的温度也降低了,这就是发生于内部的诱导。石英玻璃的纯度很高,因此,我们也很难见到石英玻璃因内部的诱导而析晶的。

石英玻璃的表面状态很重要,析晶多从表面开始,这主要是温度的传导和表面沾污(K、Na、Li、Ca等)所致。如果石英玻璃表面被沾污,即使是极微量的沾污(如人眼看不清的汗迹、碱性微尘等)也会起到诱导作用,使石英玻璃的析晶温度下降,并快速析晶。这就是发生于表面的诱导,这种比较常见。

石英玻璃析晶失去了透明度,同时强度减弱,但它的耐火度或软化点提高了。例如,石英玻璃在1500~1600℃下使用,其表面有方石英析出,也就是表面析晶,可它的耐火度或软化点起码提高了300℃,但冷却下来就会炸裂。

已经产生析晶的石英玻璃制品当冷却到275℃以下时会在析晶层产生裂纹。这些裂纹会向没有析晶的部分扩展、直到整个制品破碎。但若不降温到300℃以下,这些析晶仍然是透明的。

只要将析晶的石英玻璃制品总数保持在300℃以上使用,析晶层就不会产生破坏,制品就可以继续使用相当长的时间。

析晶的应用:石英玻璃析晶析出α—方石英,有其危害的一面,但研究表明α—方石英的晶体结构有支撑作用,能增强石英玻璃抗高温形变性能。

Ae2O3涂层利用这一点,在石英管外表均匀涂一层高能Ae2O3,使其在高温下人为造成一层析晶层,以提高其高温形变性能,使其可在高温1300℃使用。

来源中国玻璃网

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