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石英玻璃的失透性

2022-12-31 11:59:45 點擊數:

失透(tou)(tou)(又叫析(xi)晶性)是(shi)石(shi)英玻(bo)(bo)璃的(de)一(yi)個固有缺陷,從熱力學觀點看(kan),石(shi)英玻(bo)(bo)璃的(de)內能高于結(jie)晶態(tai)方石(shi)英,屬(shu)熱力學上不穩(wen)定的(de)亞穩(wen)態(tai),當(dang)溫度高于1000℃時,SiO2 分子振動加(jia)速(su),經一(yi)段較長時間的(de)重新排列、定向(xiang)便形(xing)成結(jie)晶。失透(tou)(tou)性是(shi)以(yi)晶核成長速(su)度來表示的(de),不透(tou)(tou)明石(shi)英玻(bo)(bo)璃在1520℃、透(tou)(tou)明石(shi)英玻(bo)(bo)璃在1620℃析(xi)晶速(su)度分別達(da)到大值。

析晶主要出現在(zai)表面,其次是(shi)內部缺陷處,原因是(shi)這些地方容易(yi)沾污,引起雜質離子的(de)局部集聚,特別是(shi)堿離子(如K、Na、Li、Ca、Mg等(deng))進入網(wang)絡后引起粘度(du)降低,促使失透加速(su)。

由(you)(you)于石(shi)英(ying)玻(bo)璃(li)的(de)(de)(de)熱膨脹系數和(he)比重同(tong)析(xi)晶(jing)(jing)產物(wu)β-方(fang)(fang)石(shi)英(ying)相近,所以在高(gao)溫(wen)下連續使(shi)(shi)用(yong)(yong)時,盡管析(xi)晶(jing)(jing)區不(bu)斷擴大(da),但體積變(bian)(bian)化(hua)并不(bu)明顯,仍可滿意地繼續使(shi)(shi)用(yong)(yong),此時尚可減(jian)輕玻(bo)璃(li)的(de)(de)(de)塑性變(bian)(bian)形,使(shi)(shi)耐(nai)火度提高(gao)。當析(xi)晶(jing)(jing)產物(wu)冷(leng)卻(que)(que)到800℃時,則出現(xian)細小(xiao)的(de)(de)(de)龜裂網絡。繼續冷(leng)卻(que)(que)到200-275℃時,則出現(xian)方(fang)(fang)石(shi)英(ying)從(cong)高(gao)溫(wen)型(xing)到低溫(wen)型(xing)(即(ji)β-方(fang)(fang)石(shi)英(ying)→a-方(fang)(fang)石(shi)英(ying))的(de)(de)(de)結(jie)構(gou)變(bian)(bian)化(hua),并伴隨(sui)著(zhu)發(fa)生體積聚變(bian)(bian),如(ru)果析(xi)晶(jing)(jing)層(ceng)很深(shen),則石(shi)英(ying)玻(bo)璃(li)亦(yi)隨(sui)之破裂。由(you)(you)于析(xi)晶(jing)(jing)常常出現(xian)在有雜質的(de)(de)(de)地方(fang)(fang),所以高(gao)溫(wen)使(shi)(shi)用(yong)(yong)前的(de)(de)(de)表(biao)面狀態及(ji)周圍耐(nai)火材(cai)料(liao)、氣(qi)氛十(shi)分重要。有關使(shi)(shi)用(yong)(yong)石(shi)英(ying)玻(bo)璃(li)時注意事項后(hou)面還要介紹。

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