失透(又叫析晶性)是石英玻璃的一個固有缺陷,從熱力學觀點看, 石英玻璃的內(nèi)能高于 結晶態(tài)方石英, 屬熱力學上不穩(wěn)定的亞穩(wěn)態(tài), 當溫度高于1000℃時,SiO2分子振動加速,經(jīng)一段較長時間的重新排列、定向便形成結晶。失透性是以晶核成長速度來表示的,不透明石英玻璃在1520℃、透明石英玻璃在1620℃析晶速度分別達到最大值。
析晶主要出現(xiàn)在表面, 其次是內(nèi)部缺陷處,原因是這些地方容易沾污,引起雜質(zhì)離子的局部集聚,特別是堿離子(如K、Na、Li、Ca、Mg等)進入網(wǎng)絡后引起粘度降低,促使失透加速。
由于石英玻璃的熱膨脹系數(shù)和比重同析晶產(chǎn)物β一方石英相近,所以在高溫下連續(xù)使用 時,盡管析晶區(qū)不斷擴大,但體積變化并不明顯,仍可滿意地繼續(xù)使用,此時尚可減輕玻璃 的塑性變形,使耐火度提高。當析晶產(chǎn)物冷卻到800℃時,則出現(xiàn)細小的龜裂網(wǎng)絡。繼續(xù)冷卻到200~27 5℃時,則出現(xiàn)方石英從高溫型到低溫型(即β方石英→α方石英)的結構變化,并伴隨著發(fā)生體積驟變,如果析晶層很深,則石英玻璃亦隨之破裂。
由于析晶常常出現(xiàn)在有雜質(zhì)的地方,所以高溫使用前的表面狀態(tài)及周圍耐火材料、氣氛十分重要。有關使用石英玻璃時注意事項后面還要介紹。