淺談玻璃缺陷的化學成分檢測與鑒定

郭學謙

摘 要：本文主要詮釋了玻璃缺陷基本分類，綜合分析了玻璃缺陷化學成分的檢測及鑒定方法，進而對玻璃缺陷化學成分的檢測及鑒定實例，進行了深度的驗證研究。從而能夠通過玻璃缺陷化學成分最佳檢測及鑒定方法的科學性運用，從根本上提升玻璃缺陷化學成分的檢測及鑒定精準性，有針對性地對玻璃產(chǎn)線進行改良，提升玻璃產(chǎn)品合格率，為玻璃加工制造業(yè)的長期發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：玻璃缺陷；化學成分；檢測；鑒定

前言

由于我國近幾年玻璃產(chǎn)品的質(zhì)檢部門及使用客戶對玻璃產(chǎn)品質(zhì)量的要求不斷提高，導致一些玻璃加工制造企業(yè)因玻璃的缺陷問題未達標而出現(xiàn)較為嚴重的經(jīng)濟損失情況。為了盡可能地改善這種情況，就需從玻璃缺陷化學成分的檢測及鑒定入手，依據(jù)玻璃缺陷的基本分類，擇取最佳的檢測及鑒定方法，以切實地提升玻璃缺陷化學成分的檢測及鑒定的準確性，查找出玻璃產(chǎn)品出現(xiàn)缺陷問題的根本原因，實施相應(yīng)的干預(yù)措施，以增加玻璃產(chǎn)品質(zhì)檢的合格率，從根本上降低玻璃加工制造業(yè)生產(chǎn)成本，為玻璃加工制造企業(yè)贏得更多經(jīng)濟收益。

1.玻璃缺陷基本分類

從玻璃缺陷所存在于玻璃的內(nèi)部或者表面的物理形態(tài)上劃分，可分為氣態(tài)化與固態(tài)化的玻璃缺陷兩類。固態(tài)化的玻璃缺陷還可分成非玻璃態(tài)與玻璃態(tài)的缺陷。而從玻璃的缺陷化學性成分方面來劃分，還可把固態(tài)化的玻璃缺陷劃分為富鋯質(zhì)、富鋁質(zhì)、富硅質(zhì)的結(jié)石，或是鋯、鋁、硅這三種元素任意兩種以上混合物；氣態(tài)化的玻璃缺陷，即為氣泡，依據(jù)氣泡內(nèi)部氣體成分還可分為一氧化碳的氣泡、氫氣泡、氧氣泡、二氧化碳的氣泡等，或者是兩種以上混合性氣體所形成的一種氣泡等。

2.檢測及鑒定方法

通常情況下，針對于玻璃產(chǎn)品缺陷的檢測及鑒定方法以巖相分析為主，主要就是通過對玻璃產(chǎn)品缺陷的顯微性結(jié)構(gòu)及形貌，來對玻璃缺陷類別及成因進行判斷。而對玻璃缺陷進行化學成分檢測及鑒定的方法，我國還處于初級應(yīng)用階段。玻璃缺陷化學成分的檢測及鑒定，通常會受到客觀因素所限制。一方面為玻璃產(chǎn)品缺陷的尺寸一般較為微小，增加了準確性取樣的難度性，會夾帶較多的基礎(chǔ)性玻璃，以至于所檢測鑒定出的玻璃產(chǎn)品缺陷化學成分與其基礎(chǔ)性玻璃化學成分之間并未存在較大差異；另一方面，則是會受到分析方法及工具所限制，以至于針對玻璃產(chǎn)品缺陷化學成分檢測及鑒定的準確性難以保證。那么，基于玻璃產(chǎn)品缺陷的外觀尺寸通常較小，本次研究主要是圍繞著微區(qū)的分析技術(shù)，以攻破該微小性玻璃缺陷的取樣及分析難題，以全面提升玻璃產(chǎn)品缺陷化學成分的檢測及鑒定水準。電子探針的微小區(qū)分析性技術(shù)，它主要是把聚焦性電子束在玻璃產(chǎn)品缺陷表面的選定區(qū)域掃描，或者是固定于某一點來照射，無損地對微小區(qū)域固體樣品進行化學分析。與電鏡掃描功能相一致，但也具備化學分析功能，該項功能也是電子式探針主要功能之一。通過電子式探針分析，可同時獲取玻璃缺陷表面的形貌信息及化學成分的各項數(shù)據(jù)，也就是二次的電子會給出形貌的基礎(chǔ)信息，而特征的X射線與背散射的電子（BSE）會通過該波長色散及能量色散的光譜性分析方法給出化學成分的各項數(shù)據(jù)。而后，對比分析玻璃缺陷的化學成分及其基礎(chǔ)性玻璃的化學成分，進而高效地完成該玻璃缺陷化學成分的檢測及鑒定工作。

3.檢測及鑒定實例

3. 硅質(zhì)條紋類玻璃缺陷

通過電子式探針顯微性分析技術(shù)的科學運用，綜合分析了浮法玻璃內(nèi)的條紋，沿著該條紋長度的方向分別擇取了10個點。在與該條紋的平行邊緣間距為1.5mm位置，為基礎(chǔ)性玻璃條紋區(qū)域，也分別擇取了10個點。對二者開展EPMA化學成分的檢測及鑒定工作，分別擇取該10個點的平均數(shù)值，那么，從分析結(jié)果即能表明，該玻璃缺陷是富硅質(zhì)的玻璃條紋。從該條紋光學性顯微鏡的圖像及酸腐蝕之后所遺留的一些凹凸性條紋痕跡上，足以進一步驗證該玻璃缺陷化學性成分是富硅質(zhì)的玻璃條紋。

3. 鋁質(zhì)節(jié)瘤類玻璃缺陷

運用SEM-EDS來檢測及鑒定鋁質(zhì)節(jié)瘤類的玻璃缺陷，由外來的耐火泥、陶瓷碎片所誘發(fā)的玻璃產(chǎn)品結(jié)石化學成分綜合分析，還有結(jié)石周圍玻璃相及基礎(chǔ)性玻璃化學成分的檢測及鑒定結(jié)果分析，其檢測及鑒定分析結(jié)果表明，結(jié)石所在的核心部分逐漸向基礎(chǔ)性玻璃體方向上的氧化鋁化學成分含量降低，而氧化硅的實際含量有所增加，氧化鈉的實際含量為持平狀態(tài)?？勺C明結(jié)石化學成分空間的分布特點為，由核心位置逐漸向著外部延伸，一直到基礎(chǔ)性玻璃體，形成了結(jié)石主成分由高逐漸降低，剩余成分則為補充，其余的化學成分實際含量變化的方向與之相反。

4.結(jié)語

綜上所述，電子式探針顯微性分析技術(shù)的科學運用能較好地對玻璃缺陷進行化學成分檢測及鑒定，為玻璃加工制造企業(yè)有針對性，有目的性地提高自身產(chǎn)品質(zhì)量有著舉足輕重的作用。伴隨著我國工業(yè)化的持續(xù)性發(fā)展，玻璃加工制造業(yè)也逐漸展露頭角，猶如雨后春筍一般呈現(xiàn)著良好的發(fā)展態(tài)勢。而這勢必也對我國的玻璃加工制造業(yè)提出了更高的要求。所以，盡量減少玻璃產(chǎn)品加工制造期間，在玻璃產(chǎn)品內(nèi)部或表面難以避免出現(xiàn)的不同類型的缺陷問題，對玻璃產(chǎn)品加工制造企業(yè)能否良好發(fā)展有著重要影響。

參考文獻

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（作者單位：清遠南玻節(jié)能新材料有限公司）