如今,玻璃已經(jīng)成為日常生活、生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中,最重要的材料之一了。在大家的認(rèn)知中,可能覺得生活中的玻璃是一種很穩(wěn)定的物質(zhì),不容易發(fā)生腐蝕。但如果仔細(xì)觀察臥室的鏡子或者是窗戶上的玻璃,大家就會發(fā)現(xiàn),隨著使用時間的延長,玻璃表面會出現(xiàn)白霧、白點(diǎn),即便噴水擦拭后也無法除去。
這些白霧、白點(diǎn)并不是灰塵,而是玻璃發(fā)生腐蝕后的產(chǎn)物,也有人用“玻璃風(fēng)化”、“玻璃發(fā)霉”來形容這種腐蝕現(xiàn)象。 在春夏之交,氣溫和濕度逐漸升高,會使玻璃腐蝕的幾率大大增加。對于單純承受大氣物質(zhì)侵蝕的建筑物窗戶玻璃來說,其腐蝕可以分為四個階段:
1.空氣中的水、二氧化碳和灰塵等物質(zhì)會吸附在玻璃表面形成沉積物,但這種表面沉積物很容易用水清洗。
2.如果玻璃一直處于較高濕度的條件下(60%以上),表面的沉積物會變厚(約1μm),水或者潮氣會向玻璃內(nèi)擴(kuò)散,玻璃組分水解后會使表面變色,仍然可以用水清洗干凈。
3.玻璃表面形成沉積膜后,如果繼續(xù)處于較高濕度的大氣環(huán)境下,某些成分(堿金屬和堿土金屬)會在玻璃表面大量富集和浸析,表面的可溶性硅酸鹽被破壞。
此時,局部位置會存在硅含量較高的物質(zhì),看起來像是水漬殘留,腐蝕輕微的部分用食醋就可以清洗,腐蝕嚴(yán)重的甚至得用前面提到的氫氟酸才能有效的清洗。
4.最后階段,玻璃表面將變得十分粗糙,局部會發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕。這是因為玻璃中的鈉離子從基體中遷出,與空氣反應(yīng)生成白色的堿性物質(zhì),這便是玻璃上的白霧、白點(diǎn),即使用氫氟酸也無法達(dá)到有效清洗。
舉個生活中的例子:鏡子用得越久,會感覺它越來越模糊,這就是由于表面受到了腐蝕,變得較為粗糙,入射的光線部分發(fā)生了漫反射。從玻璃腐蝕的第一階段來考慮,每周用水輕輕擦拭,保持鏡子清晰干凈,其使用壽命可以延長。
除了白霧、白點(diǎn),玻璃腐蝕還會出現(xiàn)彩虹斑,它的成因比較復(fù)雜,具體可以分為兩種:
1.生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的,也被稱為應(yīng)力斑。由于玻璃內(nèi)部應(yīng)力分布不均勻而使得入射光產(chǎn)生干涉的現(xiàn)象,目前尚無方法避免;2.使用過程中產(chǎn)生的,受到空氣中的水汽或者其他化學(xué)產(chǎn)品的侵蝕。
雖然玻璃腐蝕會給我們生活帶來困擾,但在玻璃加工過程中,這是一種有用的加工手段。除了直接進(jìn)行雕刻,還可以利用蝕刻劑(HF,氫氟酸)來對玻璃進(jìn)行刻蝕。將玻璃涂上用汽油溶解的石蠟液作為保護(hù)層,在固化的石蠟層上雕刻出所需要的文字或者圖案,刻痕深度要能使玻璃露出;然后,將氫氟酸滴于文字或者圖案上,控制腐蝕的時間、調(diào)整所需花紋的深淺,之后用溫水洗去石蠟和氫氟酸,即可制得有花紋的玻璃。(不建議自己操作,氫氟酸具有強(qiáng)烈腐蝕性)