玻璃巖相分析ppt課件(已修改)
2025-05-16 06:01 本頁面
【正文】 材料巖相分析 第七章 玻璃缺陷及 微晶玻璃巖相分析 167。 71 概述 在高溫條件下物料熔化成熔體經(jīng)快速冷卻成型，再作適當熱處理所得到的透明無機材料稱為玻璃材料。 這里將從生產(chǎn)量大，使用面廣的鈉鈣硅酸鹽系統(tǒng)玻璃制品和部分微晶玻璃為主，討論玻璃體內(nèi)的各種缺陷，特別是結(jié)石；對微晶玻璃除研究母體玻璃缺陷外，還要討論在熱處理微晶化過程中母體玻璃顯微結(jié)構(gòu)的變化及其規(guī)律。 所以，玻璃材料顯微結(jié)構(gòu)分析的主要內(nèi)容有以下三個方面： 1. 玻璃結(jié)石： 不允許存在但又常見的嚴重缺陷。原料、窯內(nèi)耐火材料及其蝕變、玻璃析晶等均可能是結(jié)石物質(zhì)的來源和形成原因?？捎纱颂岢鱿Y(jié)石的措施。 2. 玻璃態(tài)缺陷： 除結(jié)石以外，在玻璃體內(nèi)還會存在氣泡、條紋和節(jié)瘤等缺陷。設(shè)法消除也是研究的課題。 3. 微晶玻璃： 探討微晶化的機理，對微晶玻璃的成分、主晶相、所用晶核劑、熱處理制度以及性能進行研究。 167。 72 結(jié)石的來源、形態(tài)及檢驗方法 一 .來源 1. 來源于原料的結(jié)石 鈉鈣硅酸鹽玻璃原料有：石英砂、白云石、方解石、純堿、瑩石、硝酸鈉等。提供給玻璃的主要成分為：硅、鎂、鉀、鈣、鈉等元素的氧化物。 結(jié)石 一般是由于配合料沒有充分熔化殘留在玻璃液中，冷卻后進入玻璃而成的。由粉料形成的結(jié)石大部分為未熔石英顆粒及發(fā)生多晶轉(zhuǎn)變了的磷石英、方石英，還有鋯石。 由粉料產(chǎn)生的結(jié)石大致有以下三方面原因： ① 配合料混合不均： 使易熔組分多的部位熔化速度快，而難熔組分多的部位熔化速度慢，使未熔石英顆粒聚集成團形成結(jié)石。 ② 原料質(zhì)量不高： 含有難熔料如鋯英石、氧化鉻等都會形成結(jié)石。 ③ 操作制度不當： 如過篩時粗砂漏網(wǎng)而形成結(jié)石；熔化溫度控制不當，使配合料熔化不充分也會形成粉料結(jié)石，等等。 2. 來源于耐火材料的結(jié)石 玻璃液對窯內(nèi)耐火材料的侵蝕作用，使耐火材料的使用壽命縮短，同時剝蝕的耐火材料殘渣落入玻璃液中即形成了結(jié)石。侵蝕的原因主要有以下三方面。 ① 溫度條件： 大部分窯爐用的硅質(zhì)耐火材料在溫度變化過程中要發(fā)生鱗石英、方石英的晶型轉(zhuǎn)變，伴隨著明顯的體積變化，使磚體出現(xiàn)裂紋而逐漸解體。溫度對其它耐火材料的侵蝕破壞作用也很劇烈。 ② 化學侵蝕： 熔融的玻璃組分、配合料中的粉塵揮發(fā)份、燃料的灰份等在熔制玻璃的過程中均會與耐火材料的物相發(fā)生化學反應而生成新相，使耐火材料剝落。 ③ 物理侵蝕： 玻璃液流動對磚體的沖刷作用及荷重的壓力作用，加劇了磚體的剝落和化學侵蝕。 由此使來源于耐火材料的結(jié)石有三種可能情況：一種是耐火材料本身的晶化或氣孔，再一種是耐火材料的物相與玻璃反應后生成的變質(zhì)結(jié)晶礦物，另一種則是耐火材料被熔化后重新析晶的礦物。 所以在玻璃窯內(nèi)應根據(jù)不同部位的工作條件，所制玻璃的成分，熔化溫度的高低等而選用不同性能的耐火材料。 3. 來源于析晶的結(jié)石 析晶結(jié)石的形成往往是由于配合料中某種組合過量或混合不均勻，使局部某種組分過量，造成該組分的析晶物質(zhì)條件，如氧化鈣過量析出硅灰石（ CaOSiO2）晶體，氧化鈉過量析出失透石（ Na2O3CaO6SiO2）晶體。 氧化鎂過量析出透輝石（ CaO MgO 2SiO2）晶體。二氧化硅過量析出磷石英、方石英。此外，在冷卻階段由于所設(shè)計的冷卻成型溫度不適當，恰好造成某種物相的析晶溫度條件，則會出現(xiàn)該組分的大量析晶。 二 . 結(jié)石形態(tài) 1. 晶體構(gòu)造決定形態(tài) 結(jié)石具體形態(tài)主要取決于其晶體的內(nèi)部構(gòu)造，成分不同而構(gòu)造相同或相似的晶體，常長成相同或相似的形態(tài)；而晶格構(gòu)造不同，即使是同成分的晶體亦會呈現(xiàn)不同的形狀。 譬如以方石英、磷石英的對比為例，見圖 82，高溫低粘度玻璃液中可析出 α 方石英的八面體理想形態(tài)（ A），在粘度較大的玻璃液中快速生長，將沿六個八面體頂角方向長成十字形對稱的骨架狀（ B）。 若結(jié)晶物質(zhì)供應不均勻?qū)㈤L成不對稱的帆船狀（ C），在流動的高溫熔體中將呈現(xiàn)單枝骨架狀。溫度降至室溫時，它們將轉(zhuǎn)變?yōu)槿员Ａ糁邷刈凅w形狀的 β 方石英。 見圖 83， α 鱗石英在低粘度玻璃液中將長成六方板狀（ A），在粘度較大的玻璃液中快速生長，將沿六個頂角方向長成骸晶（ B），最終形成六角雪花狀（ C）。 如果組成不均勻或在流動時將長成相當于六角雪花一瓣的羽毛狀（ D），在熔體溫度降低到室溫時，它們將轉(zhuǎn)變?yōu)槿员Ａ糁邷刈凅w形態(tài)的 γ 磷石英。 結(jié)石晶體所具有的這種結(jié)晶習性，可用來識別和鑒定晶體。常見的有（見圖 84）：掃把狀的失透石（ Na2O3MgO6SiO2）（ A），放射狀的透輝石（ CaOMgO2SiO2）和硅灰石（ Na2OSiO2） （ B） 。 樹枝狀的斜鋯石（ ZrO2）（ C），網(wǎng)狀的
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