玻璃加工-光學玻璃結石是如何形成的

光學玻璃結石是出現于玻璃CNC玻璃中的結晶夾雜物，結石同氣泡、條紋一樣都是光學玻璃必須克服的缺陷，結石的存在嚴重地影響光學玻璃的光學均勻性。結石的尺寸大小不一，有的呈針頭狀細點，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現，有的則需用偏光顯微鏡才能清楚地辨別。
　　
　　由于光學玻璃結石形成的來源十分複雜，形成的曆史條件變化多端；因此，研究結石的成因及其檢驗時遵循的原理和方法，成爲岩相學上令人注意的一個方面，由于岩相分析結果對判斷結石來源和提出改善和防止的措施，産生了良好的促進作用，日前已成爲控制生産的必要手段。
　　
　　結石有不同的類型，現按其産生原因敘述如下。
　　
　　1爐料結石
　　
　　配合料中某些結晶組分沒有很好溶解，即被帶入到玻璃制品中間，爲爐料結石。在很多情況下，以石英爲常見。如果在一定制度下，料粉成分發生變化，尤其是堿性物質缺少時如不及時提高熔制溫度，則二氧化矽就難以溶解，于是産生爐料結石。在一般情況下，石英未能完全溶解是同粉料混合不勻、石英粉料內出現較大顆粒或者同爐內溫度降低、熔化産生分層、液流出現不正常等有關。個別粗粒石玻璃加工英的殘留，則往往與篩網破損有關。料粉的飛揚使堿性物質損失也有可能造成石英難溶而形成料粉結石。不難看到，形成爐料結石的因素甚多，要從結石的檢驗中找出依據說明真正造成爐料結石的原因，還得依靠岩相學方法來解決。而在正常生産下嚴格控制工藝制度是避免産生料粉結石的重要條件。爐料石英顆粒過細或爐料中水分過多，使爐料結團，也有可能形成爐料結石。
　　
　　2耐火材料結石
　　
　　在光學玻璃熔煉過程中，坩埚的底部和壁部不斷地被玻璃液沖刷和侵蝕。由于陶瓷坩埚在制造時采用生料作爲粘合劑，坩埚經高溫燒結後，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先被玻璃侵蝕溶解掉，致使坩埚表兩層的一些熟料顆料成爲“孤島”狀暴露在玻璃中，進而從坩埚上脫落，掉入玻璃液中成爲玻璃鑽孔結石。坩埚和攪拌器在機械作用下損壞落入玻璃中也會形成結石。除此以外，象爐頂磚、耐火攏或爐滴掉入玻璃中也形成結石：這些光學玻璃結石都是因耐火材料而産生的，因此通常稱爲耐火材料結石。
　　
　　耐火材料結石常常是由于坩埚等耐火材料的不良而造成的，如坩埚氣孔率過大，燒結不好等使其抗侵蝕性能不好，另外采用了過高的熔化溫度也容易造成耐火材料結石。因此提高坩埚的抗侵蝕性能，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坩埚的侵蝕，可以有效地減少耐火材料結石的産生。此外對于熔爐也要經常檢查維修，避免爐滴、爐頂磚、耐火泥掉入玻璃中。
　　
　　3析晶結石
　　
　　玻璃研磨在一定溫度下如果從已經形成的玻璃重新析出晶體，即成爲析晶結石。這類光學玻璃結石的産生，通常與該玻璃的析晶傾向有密切的關系。
　　
　　玻璃中析晶結石的存在往往使玻璃産生迷漾白點或呈現具有明顯結晶形態的産物。析晶結石特別容易發生在兩相界面上，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。
　　
　　在析晶溫度範圍內，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速度曲線來表示。根據兩者曲線在相應溫度範圍內的相交關系便可找出結晶傾向最大的溫度範圍。爲了不讓玻璃在這個溫度範圍內析晶，工藝上往往采取迅速冷卻的辦法，不使玻璃有充分時間進行成核和生長。
　　
　　對析晶傾向不大的玻璃成分來說，産生析晶結石的原因常常是由于控制溫度不當而造成。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烈的玻璃。對于析晶傾向較大的玻璃來說，采用快速冷卻來避免析晶當然是非常必要的，否則析晶結石就不可避免地産生。爲了消除析晶結石，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；或者調整配方、穩定操作制度來達到預期目的。
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