1.0概述
在传统的熔融法制造玻璃产品工艺过程中,为了降低成本,选用了纯碱为助熔剂,随之而带来的是玻璃制品在一定条件下易风化(俗称发霉)。玻璃发霉是由于玻璃存放时间过长或者天气潮湿引起的化学反应;在阳光的照射下其表面出现有彩虹、霉点、水印、油印、纸纹等现象。
玻璃发霉是储运过程中出现的问题,发霉后的玻璃制品表面会失去光泽,失去透明,呈现彩虹、白斑或贴片现象(不易分离)等。
2.0玻璃发霉机理
玻璃表面有以下特征:
①在退火过程中,碱离子向玻璃表面移动;
②表面容易与O2、SO2、H2O及HCL等反应;
③表面强度低,容易产生Griffith裂纹[1];
④在玻璃表面上容易进行离子交换;
⑤表面上的玻璃态的Sio2可以被水解,使Si-O键断裂;
⑥表面组分容易蒸发及分解;
⑦表面容易析晶;⑧表面具有润温性等。
所以,玻璃发霉的一般过程为:
1.最初,水或潮气吸附在玻璃表面。
2.随后,水或潮气向玻璃内扩散。
3.表面层中的可溶性硅酸盐被水解和破坏。首先是硅酸钠和硅酸钾等被水解和破坏。其次是形成了苛性钠(NaOH)并分离出SiO2。
4.分离出来的SiO2生成硅氧凝胶,在玻璃表面形成保护性薄膜,它阻止了进一步的侵蚀作用。
5.水解形成的苛性钠,与空气中的二氧化碳作用生成碳酸钠,聚集在玻璃表面,构成表面膜中的可溶性盐。由于它的强吸湿性,吸收水分而潮解,最后形成碱液小滴。当周围的温度、湿度改变时,这些小滴的浓度也随之变化。如果浓缩的碱液小滴和玻璃长期接触时,凝胶状硅氧薄膜可在其中部分地被溶解,而使玻璃表面发生严重的局部侵蚀,形成斑点。这是钠离子从玻璃本体中迁移出去,与空气反应生成的白色富碱离子群。扫描电镜可观察到白色粒子群。