一、石英玻璃為什么會有析晶

 

        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，石英玻璃的內能高于結晶態方石英，屬熱力學上不穩定的亞穩態，當溫度高于1000℃時，SiO2分子振動加速，經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℃析晶速度分別達到更大值。

 

        析晶主要出現在表面，其次是內部缺陷處，原因是這些地方容易沾污，引起雜質離子的局部集聚，特別是堿離子（如K、Na、Li、Ca、Mg等）進入網絡后引起粘度降低，促使失透加速。

 

        由于石英玻璃的熱膨脹系數和比重同析晶產物β-方石英相近，所以在高溫下連續使用時，盡管析晶區不斷擴大，但體積變化并不明顯，仍可滿意地繼續使用，此時尚可減輕玻璃的塑性變形，使耐火度提高。當析晶產物冷卻到800℃時，則出現細小的龜裂網絡。繼續冷卻到200-275℃時，則出現方石英從高溫型到低溫型（即β-方石英→a-方石英）的結構變化，并伴隨著發生體積聚變，如果析晶層很深，則石英玻璃亦隨之破裂。由于析晶常常出現在有雜質的地方，所以高溫使用前的表面狀態及周圍耐火材料、氣氛十分重要。

 

二、石英玻璃硬度和強度高嗎

 

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        石英玻璃的機械性能比硬質玻璃和陶瓷都好，唯脆性較差。石英玻璃的理論計算強度很高，約為24×103MPa，但實際測得的強度要比這個數值低數十倍。影響強度的主要因素首先是玻璃的表面缺陷，特別是表面微裂紋的大小及深度影響更為明顯，細磨的石英玻璃試樣比粗磨的試樣，其抗折強度約增加0.6倍；其次是內在缺陷，例如，氣泡、雜質、熔化不均以及殘余應力等。

 

        石英玻璃的強度隨著溫度的升高而增加，接近退火溫度時達到更大值。

 

        石英玻璃的剪切模量、楊氏模量、阻尼、泊松比、破壞模量一般均隨著溫度的升高而增加，硬度則隨著溫度的升高而降低。