【門窗幕墻網】氣泡是玻璃中肉眼可見的氣體夾雜物,不僅影響制品的外觀質量,更重要的是影響玻璃的透明性和機械強度。玻璃中氣泡的大小由零點幾毫米到幾毫米,按尺寸分,氣泡可分為灰泡(直徑<0.8mm)和氣泡(直徑>0.8mm)。
氣泡的產生可能是因為熔制過程各階段中發生的化學反應,還有物理溶解的氣體,包括在耐火材料空隙中的氣體或者是對熔體鼓泡時帶入玻璃中的氣體,以及部分易揮發組分的蒸氣造成的氣泡。
氣泡中的氣體可能有:O2、H2、H2O、CO2、CO、SO2、H2S、NO2、N2等,空氣也是常見的氣態夾雜物。氣泡的變形主要是在制品成型過程中造成的。
玻璃缺陷的氣泡的種類可分為一次氣泡(配合料殘留氣泡)、二次氣泡、外界空氣氣泡、耐火材料氣泡和金屬鐵引起的氣泡等多種。
一次氣泡
產生一次氣泡的主要原因是澄清不良,解決辦法主要是適當提高澄清溫度和適當調整澄清劑的用量。根據澄清過程消除氣泡的兩種方式(大氣泡逸出和極小氣泡被溶解吸收),提高澄清溫度有利于大氣泡的逸出;降低溫度則便于小氣泡的溶解吸收。在操作上,嚴格遵守正確的熔化制度是防止一次氣泡產生的重要措施。
那什么原因導致的呢?常見的有配合料中砂子顆粒粗細不均勻,澄清劑用量不足、配合料的氣相單一,或是配合料和碎玻璃投料的溫度太低,熔化和澄清溫度低等,都會產生一次氣泡。若熔制氣氛條件、壓力條件不盡合理,也會形成一次氣泡。此外,玻璃的氧化還原指數不適宜也可能引起配合料氣泡。
二次氣泡
玻璃液在澄清結束后同溶解于其中的氣體處于某種平衡狀態,這時玻璃中不含氣泡,但尚有再發生氣泡的可能。如有些系統的玻璃液在冷卻過程中,由于外界氣相中某些組分分壓的改變,使溶解氣體不再處于平衡狀態,則在已澄清的玻璃液內又出現氣泡或灰泡,但尚有再發生氣泡的可能。如有些系統的玻璃液在冷卻過程中,由于外界氣相中某些組分分壓的改變,使溶解氣體不再處于平衡狀態,則在已經澄清的玻璃液內又出現氣泡或灰泡,因為這時產生的氣泡很小,而冷卻時玻璃的黏度增大,二次生成的氣泡一經形成,排除就非常困難。
為了避免二次氣泡的形成,不但要采取正確的溫度壓力制度,而且還要對玻璃中產生氣泡的特殊條件加以控制。
造成二次氣泡的原因有物理和化學兩種。如果降溫后的玻璃液又一次升溫超過一定限度,原來溶解于玻璃液中的氣體將由于溫度的升高引起溶解度的降低,析出十分細小的、均勻分布的二次氣泡。這種情況屬于物理上的原因。
化學上的原因,主要與玻璃的化學化學組成和使用原料有關,如玻璃中含有過氧化物或高價態氧化物,這些氧化物的分解易于產生二次氣泡。有時,在使用芒硝的玻璃的玻璃液中,可能存在未完全分解的芒硝,遇到了冷卻帶就逐步分解,形成的氣泡不能排出,很多與固體芒硝水存在一起,成為芒硝泡。
二次氣泡的形成與玻璃熔制工藝密切相關,如果熔制工藝制度控制不當,二次氣泡將是不可避免的。熔制溫度制度的穩定與否,直接關系到玻璃液的質量。如果已經冷卻的玻璃液,由于熔窯溫度的溫度升高再次被加熱,很容易使溶于玻璃中的殘余氣體形成氣泡。
與此相似,當生產中由于破碎玻璃用量增加,窯產量降低,機器停歇,或因加料減少等引起溫度的提高,熔化帶縮短,這時可能形成透明的或帶有乳白膜的小氣泡、灰泡。如果由于原料中含鐵量的降低,或是配合料中引入氧化劑,造成玻璃液透明度的增加,玻璃液溫度提高,這樣也可能出現二次氣泡。
耐火材料氣泡
玻璃液和耐火材料接觸,由于兩者可能發生交代作用,如SiO2和Al2O3溶入玻璃液,將導致平衡的改變,結果使原有溶入的氣體放出而形成氣泡。另外,耐火材料氣孔中還有很多空氣和吸附的氣體,特別是在還原焰中燒成時,在耐火材料的表面或氣孔中,可能沉積著一些碳質,這些物質也會因氧化而生長稱為氣泡。耐火材料氣泡的氣體組成主要是SO2、CO2、O2和空氣等。
為了防止這些氣泡的產生,必須提高耐火材料的質量。接近成型部分應選擇不易與玻璃液反應形成氣泡的筑爐材料,以利于提高玻璃液的質量。在操作上也應當盡可能地穩定榮耀的作業制度,如溫度制度要穩定,溫度不要過高,以避免加劇侵蝕材料。玻璃液面穩定對減少耐火材料的侵蝕有著重要意義。
外界空氣氣泡
空氣泡的引入原因也較多。加料時,在粉料顆粒間隙中不可避免地將帶入空氣,但這些空氣在熔化時即使形成氣泡,大部分將隨配合料分解出來的氣體或在澄清劑的作用下排出,只有極少量殘留在玻璃液中。
在攪拌光學玻璃時,攪拌槳放入玻璃液時,也可帶入空氣泡。至于談到在成型時由于挑料操作的不適當,或是工具質量較差也容易帶入空氣泡。外界空氣泡的特點是氣泡比較大,一般在2mm以上,并且經常出現在制品的固定部位,但分布很不規則。
金屬鐵引起的氣泡
在池窯操作中,不可避免地使用鐵件,如窯的構件、工具等。有時因操作不慎,偶然落入玻璃液中,逐漸溶解,使玻璃著色,而鐵件中所含的碳與玻璃中殘余氣體相互作用出現褐色條紋,或附著有棕色條紋的痕跡,甚至還可能充滿了深色的鐵化合物,它們的顏色由棕色到深綠色。還有一種特殊情況是氣泡帶有一小塊金屬或其氧化物,在顯微鏡下可以看到棕色到鮮明的西紅柿色的硅酸鐵結晶體。
為了防止這種氣泡的產生,必須仔細地配制料粉,加強熔制錢對窯的檢查,成型工具的質量,特別是浸入玻璃液內的部件質量要好,使用方法得當。