关于压延微晶玻璃遇水变色、变脆和炸裂问题的答疑

问：我司生产白色压延微晶玻璃，配方和析晶温度是通过实验确定的，实验室样品没有遇水变色、变脆或炸裂现象，即使在水里浸泡24 h也没有问题。可是一上生产线就出现各种问题：析晶温度为790～820 ℃，产品遇a水后会变色、变脆甚至炸裂；试着通过调整析晶温度来解决，降低析晶温度至780～810 ℃问题更加严重；提高析晶温度至800～830 ℃，炸裂虽然好转，但是强度会下降；继续提高晶化温度至820～850 ℃会产生大的晶花，强度会明显下降，请问韩工这是什么原因？如何解决？

答：根据您提供的微晶玻璃析晶温度范围，基本可以认为是氟硅碱钙石系微晶玻璃[Na4K2Ca5Si12O30（OH，F）4]。氟硅碱钙石系微晶玻璃的核化温度较低，一般在550～580 ℃保温处理才核化形成晶核剂CaF2晶体，700～740 ℃晶化处理会形成硬钙硅石晶体，750～850 ℃保温处理才晶化形成氟硅钙碱石晶体。由于配方中可能存在镁元素，甚至锂元素，如果采用一步法析晶，可能在800～850 ℃间保温形成晶核剂MgF2晶体或者氟化方镁石晶体，由于MgF2晶核剂集聚能力强且在富钠情况下，温度较高情况下也有可能产生的是四硅钠云母晶体或四硅锂云母晶，甚至是产生氟钾钠钙镁闪石晶体。由于玻璃成分、核化温度、晶化温度、晶化温度区间的不同，以及控制手段、温度计检测计量范围已经残余晶相的影响，会出现结晶复杂的局面。下面逐步分析你所提及的几种现象的产生原因。

析晶温度为780～810 ℃，产品遇水后会变色、变脆甚至炸裂。由于采用一步法析晶，在该温度保温会快速生成氟硅碱钙石晶体，同时也会产生MgF2晶体或者氟化方镁石晶体。由于析晶会从界面开始（包括玻璃界面或残余固溶体及包融气体晶相界面），此时MgF2晶体或者氟化方镁石晶体也来不及集聚被存在于界面中，方镁石晶体水化作用并不强，但是由于氟化镁和方镁石晶体的半包融，造成应力缺陷，导致水化作用能力增加，会与水膨胀，从而出现变色、变脆甚至炸裂缺陷。

析晶温度为790～820 ℃，氟化镁晶核剂已经转化更加完全，过渡新微晶体可能开始产生，譬如四硅钠云母晶体或四硅锂云母晶，尽管晶体也有水溶膨胀性，但是由于晶体种类多，晶体小，就有了弥散增韧作用，强度有所提高以及爆裂有所缓解。

析晶温度为800～830 ℃，氟化镁晶核剂已经完全转化，新的巨大晶体可能已经产生，譬如氟钾钠钙镁闪石晶体，晶体增大后，缺陷和强度增加，水化能力好转，但是强度和物理性质急剧下降。

析晶温度为820～850 ℃，已经可以用肉眼看到巨大晶花，晶体之间也会产生固溶玻璃体，强度下降会更加明显。

现在大家明白了产生的原因，如何解决呢？笔者认为可以从以下几点着手。

改一步法为两步法，先在540～560 ℃核化，形成晶核剂CaF2晶体，再在700～750 ℃间核化，使得玻璃析出硬钙硅石晶体，不过这样晶体数量和物理性质（强度、白度和透光度）就不一定达到产品要求，也不节能。

改一步法为两步法，先在540～560 ℃核化，形成晶核剂CaF2晶体，再在750～790 ℃间核化，使得玻璃析出氟硅碱钙石晶体，不过这样晶体数量和物理性质（强度、白度和透光度）就不一定达到产品要求，也不节能。

调整配方，提高玻璃组份中铝、钾、镁含量，降低钠、钙、硅含量，采用一步法析晶，初始析晶温度850 ℃，二次析晶温度900 ℃，析出以MgF2为晶核剂的氟钾钠钙镁闪石系微晶玻璃或云母系微晶玻璃。

调整配方，引入第二种引晶剂，譬如磷化物磷灰石，抑制氟引晶剂CaF2、MgF2的产生速度，抑制大的晶体产生，并将一步法析晶温度提高至800 ℃以上。

至于您说的引入其他气相引晶剂如硝酸盐、卤化盐，笔者建议最好不要，因为气相引晶剂反应迅速，控制难度大，尤其是对于较为粗放的生产，范围窄几乎难以控制。至于实验室中没有出现这些问题，也与实验室温度，玻璃粘度与玻璃中残余晶相譬如方石英与生产中不一致有关系，甚至实验室坩埚材质不一样也会改变或者调整玻璃的性能。

（韩复兴）

咨询电话：

编辑部：0757-82269827 传真：0757-82269827

蔡飞虎：0757-82710910 （佛山市玻尔陶瓷科技有限公司）

程昭华：18823150088（佛山市佳窑陶业技术有限公司）

http：//www.fsjiayao.cn

潘 雄：13927769832（E-mail：Xrcpx@sina.com）

韩复兴：18237699507（河南信阳方浩实业有限公司）

秦 威：13927270859（佛山市达索陶瓷科技有限公司

【陶瓷添加剂“私人定制”专家】）

温千鸿：13380225254 E-mail：wenqianhong88@yahoo.com.cn