玻璃瓶中的氣泡是可見的氣體夾雜物,不僅影響玻璃制品的外觀質量,更重要的是影響玻璃的透明性和機械強度。因此它是一種極易引起人們注意的玻璃體缺陷。
氣泡的大小由零點幾毫米到幾毫米。按照尺寸大小,氣泡可分為灰泡(直徑)和氣泡(直徑),其形狀也是各種各樣的;有球形的、橢圓形的及線狀的。氣泡的變形主要是制品成型過程中造成的。
氣泡的化學組成是不相同的,常含有氧化氮和水蒸氣等。
根據氣泡產生的原因不同,可以分成: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。在生產實踐中,玻璃制品產生氣泡的原因很多,情況很復雜。通常是通過在熔化過程的不同階段中取樣,首先判斷氣泡是在何時何地產生的,再詳細研究原料及熔制條件,從而確定其生成原因,并采取相應的措施加以解決。
一、一次氣泡(配合料殘留氣泡)
配合料在熔化過程中,由于各組份一系列的化學反應和易揮發組份的揮發,釋放出大量氣體。盡管通過澄清作用,可以除去玻璃中的氣泡,但實際上,玻璃澄清完結后,往往有一些氣泡沒有_逸出,或是由于平衡破壞,使溶解了的氣體又重新析出,殘留在玻璃之中,這種氣泡叫做一次氣泡。
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等,都會產生一次氣泡的缺陷。
在玻璃瓶玻璃中,配合料下面的玻璃液溫度低,當玻璃液熔化率過高時,將有灰泡和小氣泡產生,有時帶有乳白色沉積物。若是沿窯長與寬的方向上溫度分布不合理,_溫度區過短,在玻璃液中缺少明顯的熱對流效應,則未_澄清的玻璃液可能流過_溫度區,殘留一次氣泡。若是在_溫度區之后溫度劇烈降低,則造成流向成型部的液流速度過大,出料量太大也將形成一次氣泡。
窯內熔化部空間氧化還原氣氛,對于一次氣泡的產生也很有關系。純堿、芒硝的配合料,在熔化帶的始端,_具有還原氣氛,在熔化帶的末端_保持氧化氣氛。否則將引起中等尺寸氣泡產生,它們聚集在一起,或排列成一串。
有時因窖內氣體空間為負壓,吸入了冷空氣;或是由于池壁冷卻系統的冷空氣吹入窖內,在玻璃表面上產生了過冷卻的粘滯薄膜,妨礙了氣泡從熔化帶和澄清帶的玻璃液中排出,造成了一次氣泡。
一次氣泡產生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。此外降低窯內氣體壓力,降低玻璃與氣體界面上的表現張力也可以促使氣體逸出。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。
二、二次氣泡
澄清后的玻璃液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。當玻璃液所處的條件有所改變,例如窯內氣體介質的成分改變測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,而玻璃液在這一溫度范圍內的粘度又較大,排除這些氣泡非常困難,于是它們_大量殘留在玻璃液內。
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__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_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,主要與玻璃的化學組成和使用的原料有關,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。
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,當生產中由于碎玻璃的用量增加,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
玻璃瓶與玻璃制品性能的檢驗
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。
熔制含有芒硝的配合料時,在熔化帶應使芒硝分解_,玻璃液中的含量
不應_,并盡可能地避兔在冷卻或成型時受還原焰的作用引起二次氣泡。
在冷卻帶或成型帶所用的耐火材料不能含有還原劑夾雜物,如焦炭、碳化物、硅酸亞鐵、鐵珠或硫化物等,否則將產生由灰泡至較大的氣泡。