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玻璃析晶温度及其研究概述

第36卷第11期 娃 酸 盐 通 报V ol.36 N o.l l 2017 年 11 月_________________BULLETIN O F T H E C H IN ESE CERAM IC SOCIETY_____________N ovem ber,2017

玻璃析晶温度及其研究概述

耿铁,盛洁,蔚川乐,胡金中,秦立祥

(河南工业大学机电工程学院,郑州450001)

摘要:介绍玻璃生产过程中的析晶现象,概述了温度对玻璃析晶的影响以及目前对玻璃析晶及性能的研究现状,最 后对该方向未来的发展进行了展望。

关键词:玻璃析晶性能;温度;测试技术

中图分类号:TQ171 文献标识码:A 文章编号:1001-1625(2017)11-3672-04

Research on Crystallization Temperature of Glass and its Overview

GENG Tie, SHENG Jie, WEI Chuan-le, HU Jin-zhong, QIN Li-xiang

(School of Mechanic & Electrical Engineering, Henan University of Technology,Zhengzhou 450001, China)

Abstract:The phenomenon of glass crystallization in production is introduced.The influence of temperature on the crystallization of glass and the current status of glass crystallization are summarized.

Finally,the future development of this direction is prospected.

Key words:glass crystallization property;temperature;testing technology

1引言

玻璃析晶又称失透或反玻璃化[1],是指在一定条件下玻璃共混体系释放能量、向晶体转化且最终析出 晶体的现象。玻璃析晶时伴有的体积效应会造成玻璃产品外观和质量上的缺陷,同时晶体的存在使玻璃的 热稳定性、物理性能、光学性能等一系列的性质发生改变[2]。长期以来,玻璃析晶是学者们关注的研究重 点[34]。材料组成是产生玻璃析晶的主要内因,温度是较重要的外部影响因素。在材料组成一定的情况下,研究人员希望研究玻璃析晶的温度范围,和在该温度范围内玻璃的析晶情况。根据研究结果可以制定出合 理的成型与热加工方案,得到不产生析晶的透明玻璃,或者通过选择合适的温度控制结晶,得到理想的微晶 玻璃[5]。

2玻璃晶体的成核、长大

一般玻璃的成型粘度范围为103?106. 6 dPa ?s,玻璃处于103?108dPa ? s的黏度所对应的温度范围 内(该玻璃系统液相线温度以下)会出现玻璃析晶现象,在玻璃成型的过程中会发生析晶,这是由于玻璃析 晶的液相温度在玻璃成型温度范围内。玻璃析晶转变过程:(1)在玻璃表面或其中间形核;(2)原子从玻璃 相跃迁到晶相,使晶核向周围玻璃相中生长。Mcmillan等对玻璃晶化机制的研究认为玻璃的晶化机制有两 种-体积晶化和表面晶化[6]。周萘等[7]的石英玻璃动力学实验表明石英玻璃主要是表面成核、异相成核,出现均相成核但所占成核比例不大。

塔曼(Tamman)理论[8]认为玻璃析晶中起主要作用的是:晶核形成速率(&)、晶核成长速度(&)以及熔

基金项目:国家自然科学基金(51375143)

作者简介:耿铁(1968-),男,博士,教授,博导.主要从事材料成形过程模拟及工艺优化方面的研究.