O fenômeno de cristalização de O vidro de quartzo refere -se ao processo em que as moléculas SiO _ 2 no vidro de quartzo são reorganizadas, orientadas e cristalizadas localmente (principalmente quartzo) sob alta temperatura ou condições específicas. Durante esse processo, o vidro de quartzo originalmente transparente ou translúcido perderá gradualmente sua transparência, se tornará opaco ou aparecerá manchas cristalinas brancas.

Propriedades termodinâmicas

Do ponto de vista termodinâmico, o vidro de quartzo possui uma energia interna mais alta que o quartzo cristalino, por isso pertence a um estado metaestável termodinamicamente instável. Quando usado em altas temperaturas por um longo tempo, o vidro de quartzo tenderá a transição de fase α-quartzo termodinamicamente estável, que é o fenômeno da cristalização.

fator de temperatura

A cristalização está intimamente relacionada à temperatura. Quando a temperatura é superior a um certo limiar (por exemplo, acima de 1000 ° C), a vibração das moléculas de SiO2 se acelerará e, após um período de rearranjo e orientação, a cristalização pode ser formada. Especialmente quando a temperatura atinge ou excede 1300 ° C, ela tem um grande impacto na cristalização do vidro de quartzo, porque a energia do vidro aumenta, o fluxo viscoso se intensifica e uma certa quantidade de fase líquida pode aparecer. Essas condições são propícias à cristalização do quartzo. Pelo contrário, quando a temperatura não excede 1100 ° C, o efeito na cristalização do vidro de quartzo não é óbvio.

Impurezas e indução

As impurezas no vidro de quartzo, especialmente os íons metálicos alcalinos (como íons metálicos de K, Na, Li) e alcalinos (como Ca, Mg), podem reduzir bastante a temperatura de cristalização e acelerar o processo de cristalização. A presença desses íons de impureza no vidro causará uma diminuição na viscosidade e promoverá a aceleração da devitrificação. Além disso, o estado de superfície do vidro de quartzo também é muito importante. Se a superfície estiver contaminada, mesmo uma pequena quantidade de contaminação (como manchas de suor que não são visíveis ao olho humano, poeira alcalina etc.) desempenhará um papel indutor, fazendo com que a temperatura de cristalização do vidro de quartzo caia e cristalize rapidamente.

Processo de produção e características estruturais

O processo de produção de vidro de quartzo também afeta seu desempenho de cristalização. Por exemplo, se houver deficiências no processo de produção, como a temperatura de fusão não for alta o suficiente, o tempo não é longo o suficiente, ou a velocidade de resfriamento não é rápida o suficiente etc., pode haver partículas de quartzo não derretidas ou núcleos de cristal de rastreamento deixados no vidro de quartzo, que se tornará o ponto de partida para a cristalização. Além disso, as características estruturais do vidro de quartzo, como defeitos internos, bolhas etc., também se tornam facilmente uma concentração de íons de impureza, acelerando assim o processo de cristalização.

Efeito da cristalização no vidro de quartzo

A cristalização pode fazer com que o vidro de quartzo perde sua transparência e enfraquece sua força. No entanto, em alguns casos, a cristalização também pode melhorar o ponto de refratório ou amolecimento do vidro de quartzo. Mas, em geral, a cristalização é desfavorável para o desempenho do vidro de quartzo, especialmente quando usado em altas temperaturas. A cristalização pode fazer com que o vidro de quartzo quebre ou a falha mecânica.

O fenômeno de cristalização do vidro de quartzo é devido às suas propriedades termodinâmicas, fatores de temperatura, impurezas e indução, processo de produção e características estruturais e outros fatores. Portanto, ao usar vidro de quartzo, é necessário prestar atenção ao controle da temperatura, evitar poluição por impureza, otimizar o processo de produção e outras medidas para reduzir a ocorrência do fenômeno de cristalização.

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