光學(xué)玻璃結石是如何形成的？

光學(xué)玻璃結石是出現于玻璃中的結晶夾雜物，結石同氣泡、條紋一樣都是光學(xué)玻璃必須克服的缺陷，結石的存在嚴重地影響光學(xué)玻璃的光學(xué)均勻性。結石的尺寸大小不一，有的呈針頭狀細點(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，有的則需用偏光顯微鏡才能清楚地辨別。由于光學(xué)玻璃結石形成的來(lái)源十分復雜，形成的歷史條件變化多端；因此，研究結石的成因及其檢驗時(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，由于巖相分析結果對判斷結石來(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。

　　結石有不同的類(lèi)型，現按其產(chǎn)生原因敘述如下。

　　1、爐料結石

　　配合料中某些結晶組分沒(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?；蛘咄瑺t內溫度降低、熔化產(chǎn)生分層、液流出現不正常等有關(guān)。個(gè)別粗粒石英的殘留，則往往與篩網(wǎng)破損有關(guān)。料粉的飛揚使堿性物質(zhì)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(shuō)明真正造成爐料結石的原因，還得依靠巖相學(xué)方法來(lái)解決。而在正常生產(chǎn)下嚴格控制工藝制度是避免產(chǎn)生料粉結石的重要條件。爐料石英顆粒過(guò)細或爐料中水分過(guò)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(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)高溫燒結后，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石。坩堝和攪拌器在機械作用下?lián)p壞落入玻璃中也會(huì )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(xué)玻璃結石都是因耐火材料而產(chǎn)生的，因此通常稱(chēng)為耐火材料結石。

　　耐火材料結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坩堝的侵蝕，可以有效地減少耐火材料結石的產(chǎn)生。此外對于熔爐也要經(jīng)常檢查維修，避免爐滴、爐頂磚、耐火泥掉入玻璃中。在一定溫度下如果從已經(jīng)形成的玻璃重新析出晶體，即成為析晶結石。這類(lèi)光學(xué)玻璃結石的產(chǎn)生，通常與該玻璃的析晶傾向有密切的關(guān)系。

　　玻璃中析晶結石的存在往往使玻璃產(chǎn)生迷漾白點(diǎn)或呈現具有明顯結晶形態(tài)的產(chǎn)物。析晶結石特別容易發(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，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(cháng)速度曲線(xiàn)來(lái)表示。根據兩者曲線(xiàn)在相應溫度范圍內的相交關(guān)系便可找出結晶傾向最大的溫度范圍。為了不讓玻璃在這個(gè)溫度范圍內析晶，工藝上往往采取迅速冷卻的辦法，不使玻璃有充分時(shí)間進(jìn)行成核和生長(cháng)。

　　對析晶傾向不大的玻璃成分來(lái)說(shuō)，產(chǎn)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(lái)說(shuō)，采用快速冷卻來(lái)避免析晶當然是非常必要的，否則析晶結石就不可避免地產(chǎn)生。為了消除析晶結石，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(lái)達到預期目的。