問：我司生產(chan)白色壓延微晶玻璃，配方和(he)析晶溫度(du)是(shi)通(tong)過實(shi)驗(yan)確定的，實(shi)驗(yan)室(shi)樣品(pin)沒(mei)有遇(yu)水變色、變脆或炸裂(lie)現(xian)象，即使在水里浸泡(pao)24 h也沒(mei)有問(wen)題。可是(shi)一(yi)上生產(chan)線(xian)就出現(xian)這樣那樣的問(wen)題：析晶溫度(du)為790～820 ℃，產(chan)品(pin)遇(yu)水后會(hui)變色、變脆甚至(zhi)炸裂(lie)；試(shi)著通(tong)過調整(zheng)析晶溫度(du)來解(jie)決(jue)，降低析晶溫度(du)至(zhi)780～810 ℃問(wen)題更加嚴重；提(ti)高析晶溫度(du)至(zhi)800～830 ℃，炸裂(lie)雖然好轉，但是(shi)強(qiang)度(du)會(hui)下降；繼續提(ti)高晶化溫度(du)至(zhi)820～850 ℃會(hui)產(chan)生大的晶花，強(qiang)度(du)會(hui)明顯下降，請(qing)問(wen)韓工這是(shi)什么原因？如何解(jie)決(jue)？

答：根(gen)據您提供的微晶(jing)玻璃(li)析(xi)晶(jing)溫(wen)(wen)(wen)度范圍，基本(ben)可以(yi)認為(wei)是(shi)氟硅堿(jian)鈣(gai)石(shi)(shi)系(xi)微晶(jing)玻璃(li)[Na4K2Ca5Si12O30(OH,F)4]。氟硅堿(jian)鈣(gai)石(shi)(shi)系(xi)微晶(jing)玻璃(li)的核(he)化(hua)(hua)溫(wen)(wen)(wen)度較低，一(yi)般在550～580 ℃保溫(wen)(wen)(wen)處(chu)理才核(he)化(hua)(hua)形成晶(jing)核(he)劑CaF2晶(jing)體，700～740 ℃晶(jing)化(hua)(hua)處(chu)理會形成硬鈣(gai)硅石(shi)(shi)晶(jing)體，750～850 ℃保溫(wen)(wen)(wen)處(chu)理才晶(jing)化(hua)(hua)形成氟硅鈣(gai)堿(jian)石(shi)(shi)晶(jing)體。由(you)(you)于(yu)(yu)配方(fang)(fang)中可能(neng)存(cun)在鎂(mei)(mei)元素，甚至(zhi)鋰(li)元素，如果采用一(yi)步法(fa)析(xi)晶(jing)，可能(neng)在800～850 ℃間保溫(wen)(wen)(wen)形成晶(jing)核(he)劑MgF2晶(jing)體或者氟化(hua)(hua)方(fang)(fang)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)晶(jing)體，由(you)(you)于(yu)(yu)MgF2晶(jing)核(he)劑集聚能(neng)力強且在富鈉(na)(na)(na)情況(kuang)下，溫(wen)(wen)(wen)度較高情況(kuang)下也有可能(neng)產生的是(shi)四硅鈉(na)(na)(na)云(yun)母晶(jing)體或四硅鋰(li)云(yun)母晶(jing)，甚至(zhi)是(shi)產生氟鉀鈉(na)(na)(na)鈣(gai)鎂(mei)(mei)閃石(shi)(shi)晶(jing)體。由(you)(you)于(yu)(yu)玻璃(li)成分(fen)、核(he)化(hua)(hua)溫(wen)(wen)(wen)度、晶(jing)化(hua)(hua)溫(wen)(wen)(wen)度、晶(jing)化(hua)(hua)溫(wen)(wen)(wen)度區間的不同，以(yi)及控制手(shou)段、溫(wen)(wen)(wen)度計檢測計量范圍已經(jing)殘余晶(jing)相的影響，會出現(xian)結晶(jing)復(fu)雜(za)的局(ju)面。下面逐(zhu)步分(fen)析(xi)你所提及的幾種現(xian)象的產生原因。

　　1） 析晶(jing)(jing)(jing)溫度(du)為780～810 ℃，產品遇水后(hou)會(hui)(hui)變(bian)色、變(bian)脆甚至(zhi)炸裂。由于(yu)采(cai)用一(yi)步法析晶(jing)(jing)(jing)，在該溫度(du)保溫會(hui)(hui)快速(su)生成氟硅堿(jian)鈣石(shi)(shi)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)，同時也(ye)會(hui)(hui)產生MgF2晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)或者氟化(hua)方(fang)鎂(mei)石(shi)(shi)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)。由于(yu)析晶(jing)(jing)(jing)會(hui)(hui)從界(jie)(jie)面開始（包括玻璃界(jie)(jie)面或殘余固溶(rong)體(ti)(ti)及包融氣體(ti)(ti)晶(jing)(jing)(jing)相界(jie)(jie)面），此時MgF2晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)或者氟化(hua)方(fang)鎂(mei)石(shi)(shi)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)也(ye)來(lai)不(bu)及集聚被存在于(yu)界(jie)(jie)面中，方(fang)鎂(mei)石(shi)(shi)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)水化(hua)作(zuo)用并不(bu)強，但是由于(yu)氟化(hua)鎂(mei)和(he)方(fang)鎂(mei)石(shi)(shi)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)的半包融，造成應力缺陷，導(dao)致水化(hua)作(zuo)用能力增加，會(hui)(hui)與水膨脹，從而出現(xian)變(bian)色、變(bian)脆甚至(zhi)炸裂缺陷。

　　2） 析晶(jing)溫度(du)為790～820 ℃，氟化鎂(mei)晶(jing)核劑(ji)已經轉(zhuan)化更加完全，過渡新(xin)微晶(jing)體(ti)(ti)可能開始(shi)產生(sheng)，譬如四硅鈉云母晶(jing)體(ti)(ti)或四硅鋰云母晶(jing)，盡管(guan)晶(jing)體(ti)(ti)也有(you)水溶(rong)膨脹性，但是由于晶(jing)體(ti)(ti)種類多(duo)，晶(jing)體(ti)(ti)小，就(jiu)有(you)了彌散增韌作用，強度(du)有(you)所提高以及爆裂有(you)所緩解(jie)。

　　3） 析(xi)晶(jing)溫度(du)為(wei)800～830 ℃，氟(fu)化(hua)鎂晶(jing)核劑(ji)已(yi)經(jing)完全轉化(hua)，新(xin)的巨大(da)晶(jing)體(ti)(ti)可能(neng)已(yi)經(jing)產(chan)生，譬如氟(fu)鉀(jia)鈉(na)鈣鎂閃石晶(jing)體(ti)(ti)，晶(jing)體(ti)(ti)增大(da)后，缺陷和強度(du)增加，水化(hua)能(neng)力好(hao)轉，但是(shi)強度(du)和物(wu)理(li)性質(zhi)急劇下降。

　　4） 析晶(jing)溫度(du)為(wei)820～850 ℃，已經可(ke)以用肉眼看到(dao)巨大晶(jing)花，晶(jing)體之間(jian)也會(hui)產生固溶玻璃體，強度(du)下(xia)降會(hui)更(geng)加明(ming)顯(xian)。

►►現在大家明白了產生的原因，如何解決呢？筆者認為可以從以下幾點著手：

　　1） 改(gai)一步(bu)(bu)法為兩(liang)步(bu)(bu)法，先在540～560 ℃核(he)化，形成晶(jing)核(he)劑CaF2晶(jing)體(ti)，再(zai)在700～750 ℃間(jian)核(he)化，使得玻璃(li)析出(chu)硬(ying)鈣硅(gui)石晶(jing)體(ti)，不過這樣晶(jing)體(ti)數量和(he)物理性質（強度、白(bai)度和(he)透光度）就(jiu)不一定達到產品要求，也不節能。

　　2） 改一(yi)步(bu)(bu)法(fa)為兩步(bu)(bu)法(fa)，先(xian)在540～560 ℃核化，形成晶(jing)核劑CaF2晶(jing)體，再在750～790 ℃間(jian)核化，使(shi)得玻璃析出氟硅堿鈣石晶(jing)體，不過(guo)這樣晶(jing)體數量(liang)和物理性質(zhi)（強度(du)、白度(du)和透光(guang)度(du)）就不一(yi)定達(da)到產品要求，也不節能。

　　3） 調整配方(fang)，提高玻璃(li)組份中鋁、鉀、鎂含量，降(jiang)低鈉、鈣、硅含量，采用(yong)一步法析(xi)晶，初始析(xi)晶溫度(du)850 ℃，二次析(xi)晶溫度(du)900 ℃，析(xi)出以MgF2為(wei)晶核劑的氟鉀鈉鈣鎂閃石系微晶玻璃(li)或(huo)云母系微晶玻璃(li)。

　　4） 調(diao)整配(pei)方，引入第二種引晶(jing)劑，譬如(ru)磷化物磷灰(hui)石，抑制(zhi)(zhi)氟(fu)引晶(jing)劑CaF2、MgF2的產(chan)生速度，抑制(zhi)(zhi)大的晶(jing)體產(chan)生，并將一步法(fa)析晶(jing)溫度提(ti)高至(zhi)800 ℃以上。

　　至于您(nin)說(shuo)的(de)(de)(de)引入其(qi)他氣相(xiang)引晶(jing)劑如硝酸鹽、鹵化鹽，筆者建議最好(hao)不(bu)要，因為(wei)(wei)氣相(xiang)引晶(jing)劑反應迅速，控制(zhi)難(nan)度(du)大，尤其(qi)是對(dui)于較為(wei)(wei)粗放的(de)(de)(de)生產，范圍窄幾乎難(nan)以控制(zhi)。至于實(shi)驗(yan)室(shi)中(zhong)沒有出現這些(xie)問題(ti)，也與(yu)(yu)實(shi)驗(yan)室(shi)溫度(du)，玻(bo)(bo)璃粘度(du)與(yu)(yu)玻(bo)(bo)璃中(zhong)殘余晶(jing)相(xiang)譬(pi)如方石(shi)英與(yu)(yu)生產中(zhong)不(bu)一致(zhi)有關系(xi)，甚(shen)至實(shi)驗(yan)室(shi)坩堝材質(zhi)不(bu)一樣也會(hui)改變或者調整玻(bo)(bo)璃的(de)(de)(de)性能。

作者：韓復興

節選自《佛(fo)山陶瓷》2016.04期