بررسی اثر افزودن اپک کننده های مختلف بر مکانیزم اپال شدن و مقاومت شیمیایی شیشه های بوروسیلیکاتی حاوی اکسید روی

شیشه های اپال دارای ظاهری شبیه به چینی هستند که در فنّاوری نورافشانی، مقاصد تزیینی، جواهرات شیشه ای و بالأخص مظروف کاربرد فراوان دارند. اخیراً توجه ویژه ای به شیشه های اپال شوک پذیر در سیستم بوروسیکاتی حاوی اکسید روی شده است. زیرا ZnO همانند Al2O3 مقاومت شیمیایی را بهبود می بخشد اما برخلاف Al2O3 بر گرانروی مذاب بی تأثیر است و حتی آن را کاهش می دهد. در این پژوهش با افزودن اپک کننده های مختلف به ترکیب ساده ای از شیشه ZnO-B2O3-SiO2 ، شیشه های اپال شوک پذیر از انواع عملیات حرارتی مجدد و خودبه خودی تهیه شد. سپس برای تعیین میزان اپاسیته نمونه ها، درصد عبور نور توسط اسپکتروفتومتر نور مرئی (UV-Visible Spectroscopy) اندازه گیری شد. برای تعیین مکانیزم اپال شدن پراش پرتوایکس (XRD)، آنالیز حرارتی افتراقی (DTA)، تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) همچنین آنالیز فازی (EDS) از نمونه ها گرفته شد. در نهایت مقاومت شیمیایی نمونه ها در محیط قلیایی شدید طبق استاندارد ISO 695 اندازه گیری شد. نمونه پایه پس از عملیات حرارتی در دماهای مختلف به میزان اپاسیته لازم و مناسب برای شیشه های اپال نرسید. به منظور بهبود میزان اپاسیته، اپک کننده هایی نظیر MgO و P2O5 و ZrO2 در مقادیر 2 و 4 درصد وزنی به آمیز شیشه افزوده شد. نمونه هایی که دارای 2 درصد اپک کننده بودند توانایی تبدیل به شیشه اپال از نوع عملیات حرارتی مجدد را داشتند و نمونه های حاوی 4 درصد اپک کنند ه به طور خود به خودی اپال شدند. مکانیزم اپال شدن در نمونه های حاوی P2O5 جدایش فازی و در بقیه نمونه ها تبلور جزئی تشخیص داده شد. مشخص شد که نمونه حاوی ZrO2 به عنوان اپک کننده بهترین مقاومت شیمیایی را از بین بقیه نمونه ها دارد و دلیل آن تبلور فازهای زیرکونیا، گانیت و ویلمیت در شیشه است.

کلیدواژه ها:

اپک کننده ، اسپکتروفتومتر نور مرئی ، شیشه اپال ، جدایش فازی ، مقاومت شیمیایی