Кристаллизация стекол

Анализ развития стеклотехники показывает, что главная неприятность, которая всегда подстерегала стеклодела – стихийная кристаллизация стекла, что особенно проявилось при переходе к машинным методам производства. Спонтанная кристаллизация определяется природой стекла, его стремлением перейти из метастабильного в устойчивое кристаллическое состояние. Спонтанная кристаллизация – частичная или полная портит стекло, нарушает прозрачность, ухудшает прочность, снижает способность к формованию.

Кристаллизационная способность стекол различна и определяется двумя факторами: скоростью образования центров кристаллизации (ЧЦК) и линейной скоростью роста кристаллов (ЛСК). Исследования Таммана в области кристаллизации показали, что ЧЦК и ЛСК зависят от температуры, и эта зависимость выражается характерными кривыми (рис. 4).

Рис.4. Типичные кривые зависимости линейной скорости кристаллизации (1), скорости образования центров кристаллизации (2) и вязкости (3) от степени переохлаждения стекол.

По мере увеличения степени переохлаждения растет скорость образования центров кристаллизации и их число. После достижения максимальных значений в некотором температурном интервале, определяемом составом стекла, вязкостью стекломассы, а также природой выделяющейся кристаллической фазы скорость образования центров кристаллизации уменьшается до нуля. Аналогичный вид имеет и кривая ЛСК. Относительное расположение кривых характеризует склонность расплава стекла к кристаллизации. Наибольшая вероятность кристаллизации стекол наблюдается в области перекрывания кривых (заштрихованный участок).