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玻璃的形成與材質分析

發表日期: 2018/3/16 閱讀次數: 476

玻璃最初由火山噴出的酸性巖凝固而得。約公元前3700年前, 古埃及人已制出玻璃裝飾品和簡單玻璃器皿,當時只有有色玻璃,約公元前1000 年前,中國制造出無色玻璃。公元12世紀,出現了商品玻璃,并開始成為工業材料。18世紀,為適應研制望遠鏡的需要,制出 光學玻璃 。1873年,比利時首先制出 平板玻璃 。1906年,美國制出平板玻璃引上機。此后,隨著玻璃生產的工業化和規;,各種用途和各種性能的玻璃相繼問世,F代,玻璃已成為日常生活、生產和科學技術領域的重要材料。 

    種類 玻璃通常按主要成分分為氧化物玻璃和非氧化物玻璃。非氧化物玻璃品種和數量很少,主要有硫系玻璃和鹵化物玻璃。硫系玻璃的陰離子多為硫、硒、碲等,可截止短波長光線而通過黃 、紅光 ,以及近、遠紅外光,其電阻低,具有開關與記憶特性。鹵化物玻璃的折射率低,色散低,多用作光學玻璃。 

    氧化物玻璃又分為硅酸鹽玻璃、硼酸鹽玻璃、磷酸鹽玻璃等。硅酸鹽玻璃指基本成分為SiO 2 的玻璃,其品種多 ,用途廣。通常按玻璃中SiO 2 以及堿金屬 、堿土金屬氧化物的不同含量,又分為 :① 石英玻璃 。SiO 2 含量大于99 .5%,熱膨脹系數低,耐高溫,化學穩定性好,透紫外光和紅外光,熔制溫度高、粘度大,成型較難。多用于半導體、電光源、光導通信、激光等技術和光學儀器中。②高硅氧玻璃。SiO 2 含量約96%,其性質與石英玻璃相似。③鈉鈣玻璃。以SiO 2 含量為主,還含有15%的Na 2 O和16%的 CaO,其成本低廉,易成型,適宜大規模生產,其產量占實用玻璃的90%?缮a玻璃瓶罐、平板玻璃、器皿、燈泡等。④鉛硅酸鹽玻璃。主要成分有 SiO 2 和 PbO ,具有獨特的高折射率和高體積電阻,與金屬有良好的浸潤性,可用于制造燈泡、真空管芯柱、晶質玻璃器皿、火石光學玻璃等。含有大量 PbO的鉛玻璃能阻擋X射線和γ射線。⑤鋁硅酸鹽玻璃。以 SiO 2 和Al 2 O 3 為主要成分,軟化變形溫度高,用于制作放電燈泡、高溫玻璃溫度計、化學燃燒管和玻璃纖維等。⑥硼硅酸鹽玻璃。以 SiO 2 和B 2 O 3 為主要成分,具有良好的耐熱性和化學穩定性,用以制造烹飪器具、實驗室儀器、金屬焊封玻璃等。硼酸鹽玻璃以 B 2 O 3 為主要成分,熔融溫度低,可抵抗鈉蒸氣腐蝕。含稀土元素的硼酸鹽玻璃折射率高、色散低,是一種新型光學玻璃。磷酸鹽玻璃以 P 2 O 5 為主要成分,折射率低、色散低,用于光學儀器中。 

    此外,玻璃按性能特點又分為:鋼化玻璃、多孔玻璃(即泡沫玻璃,孔徑約40 ,用于海水淡化、病毒過濾等方面)、導電玻璃(用作電極和飛機風擋玻璃)、微晶玻璃、乳濁玻璃(用于照明器件和裝飾物品等)和中空玻璃(用作門窗玻璃)等。 

    生產工藝 玻璃生產的主要原料有玻璃形成體、玻璃調整物和玻璃中間體,其余為輔助原料。主要原料指引入玻璃形成網絡的氧化物、中間體氧化物和網絡外氧化物;輔助原料包括澄清劑、助熔劑、乳濁劑、著色劑、脫色劑、氧化劑和還原劑等。 

    玻璃生產工藝主要包括:①原料預加工。將塊狀原料粉碎,使潮濕原料干燥,將含鐵原料進行除鐵處理,以保證玻璃質量。②配合料制備。③熔制。玻璃配合料在池窯或坩堝窯內進行高溫加熱,使之形成均勻、無氣泡,并符合成型要求的液態玻璃。④成型。將液態玻璃加工成所要求形狀的制品,如平板、各種器皿等。⑤熱處理。通過退火、淬火等工藝,消除或產生玻璃內部的應力、分相或晶化,以及改變玻璃的結構狀態.


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