探索石英玻璃析晶原因

【中玻網】玻璃有一特性，就是析晶。析晶又被稱為玻璃的失透或反玻璃化。本來是一塊表面光亮照人、非常透明的玻璃，但在一定高溫條件下，突然變白、變烏，失去了光澤，變成了不透明的磨砂玻璃，這就是玻璃析晶。
　　
　　析晶的過程是玻璃在高溫下析出二氧化硅結晶相的過程。先是隨機的產生晶核，隨后，在其周圍開始生長不斷結晶，然后向四周擴展，直到整個玻璃體。析晶與溫度有關，溫度越高，析晶前沿的擴展速度就越快。

　　石英玻璃

　　玻璃析晶的原因主要有兩種，一種是本征原因，另一種是由于誘導作用而引起的。
　　
　　本征原因是由于二氧化硅本身就是易結晶體，它熔化后之所以成為石英玻璃，是因為溶液冷卻過快，它還沒來得及變成結晶體，溫度就已降至結晶所需溫度以下了，所以沒能變成有序排列的結晶體，而凝固成雜亂無章的玻璃體了。當石英玻璃在適當的溫度條件下，也就是在結晶所需的溫度環境內，它還是要顯露出自己的本性，使雜亂無章排列的質點重新定向排列，還原成結晶體，這就是玻璃的本征析晶。
　　
　　在實踐中，我們很難見到石英玻璃單純由于本征原因析晶的，因為它的溫度條件很苛刻，不僅要有適當的溫度條件，還要有合適的降溫速度。我們常見的石英玻璃析晶另有原因，那就是誘導。
　　
　　誘導也有兩種，一種發生于內部，另一種發生于表面。
　　
　　石英玻璃內部不純，有微量晶核(雜質或未熔融石英)存在就會加速析晶，而且析晶的溫度也降低了，這就是發生于內部的誘導。
　　
　　石英玻璃的表面狀態很重要，析晶多從表面開始，這主要是溫度的傳導和表面沾污(K、Na、Li、Ca等)所致。如果石英玻璃表面被沾污，即使是較微量的沾污(如人眼看不清的汗跡、堿性微塵等)也會起到誘導作用，使石英玻璃的析晶溫度下降，并快速析晶。這就是發生于表面的誘導。
　　
　　石英玻璃的純度很高，因此，我們也很難見到石英玻璃因內部的誘導而析晶的，常見的是另一種，也就是發生于表面的誘導。
　　
　　石英玻璃析晶失去了透明度，同時強度減弱，但它的耐火度或軟化點提高了。例如，石英玻璃在1500～1600℃下使用，其表面有方石英析出，也就是表面析晶，可它的耐火度或軟化點起碼提高了300℃，但冷卻下來就會炸裂。