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玻璃发展史

文字:[大][中][小] 2017-8-29    浏览次数:1537    
玻璃:一 种较为透明的液体物质,在 熔融时形成连续网络结构,冷 却过程中粘度逐渐增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料。主要成份是二氧化硅。广泛应用于建筑物,用来隔风却透光。
  历史
  玻 璃最初由火山喷出的酸性岩凝固而得。约公元前3700年前,古 埃及人已制出玻璃装饰品和简单玻璃器皿,当时只有有色玻璃,约公元前1000年前,中国制造出无色玻璃。公元12世纪,出现了商品玻璃,并开始成为工业材料。18世纪,为 适应研制望远镜的需要,制出光学玻璃。1873年,比 利时首先制出平板玻璃。1906年,美 国制出平板玻璃引上机。此后,随 着玻璃生产的工业化和规模化,各 种用途和各种性能的玻璃相继问世。现代,玻璃已成为日常生活、生 产和科学技术领域的重要材料。
  3000多年前,一 艘欧洲腓尼基人的商船,满载着晶体矿物“天然苏打”,航 行在地中海沿岸的贝鲁斯河上。由于海水落潮,商船搁浅了。于 是船员们纷纷登上沙滩。有的船员还抬来大锅,搬来木柴,并用几块“天然苏打”作为大锅的支架,在沙滩上做起饭来。船员们吃完饭,潮水开始上涨了。他 们正准备收拾一下登船继续航行时,突然有人高喊:“大家快来看啊,锅 下面的沙地上有一些晶莹明亮、闪闪发光的东西!”船 员们把这些闪烁光芒的东西,带 到船上仔细研究起来。他们发现,这 些亮晶晶的东西上粘有一些石英砂和融化的天然苏打。原来,这些闪光的东西,是 他们做饭时用来做锅的支架的天然苏打,在火焰的作用下,与 沙滩上的石英砂发生化学反应而产生的晶体,这就是最早的玻璃。后 来腓尼基人把石英砂和天然苏打和在一起,然 后用一种特制的炉子熔化,制成玻璃球,使 腓尼基人发了一笔大财。
  大约在4世纪,罗 马人开始把玻璃应用在门窗上。到1291年,意 大利的玻璃制造技术已经非常发达。“我 国的玻璃制造技术决不能泄漏出去,把 所有的制造玻璃的工匠都集中在一起生产玻璃!”就这样,意 大利的玻璃工匠都被送到一个与世隔绝的孤岛上生产玻璃,他 们在一生当中不准离开这座孤岛。1688年,一 名叫纳夫的人发明了制作大块玻璃的工艺,从此,玻璃成了普通的物品。
  我 们现在使用的玻璃是由石英砂、纯碱、长 石及石灰石经高温制成的。
  熔 体在冷却过程中黏度逐渐增大而得的不结晶的固体材料。性脆而透明。有石英玻璃、硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、氟化物玻璃等。通常指硅酸盐玻璃,以石英砂、纯碱、长 石及石灰石等为原料,经混和、高温熔融、匀化后,加工成形,再经退火而得。广泛用于建筑、日用、医疗、化学、电子、仪表、核工程等领域。
  分类
  简单分类
  玻 璃简单分类主要分为平板玻璃和特种玻璃。平 板玻璃主要分为三种:即引上法平板玻璃(分有槽/无槽两种)、平 拉法平板玻璃和浮法玻璃。由 于浮法玻璃由于厚度均匀、上下表面平整平行,再 加上劳动生产率高及利于管理等方面的因素影响,浮 法玻璃正成为玻璃制造方式的主流。而 特种玻璃则品种众多,下 面按装修中常见的品种一一说明:
  
      一、普通平板玻璃。
  1、3--4厘玻璃,mm在日常中也称为厘。我们所说的3厘玻璃,就是指厚度3mm的玻璃。这 种规格的玻璃主要用于画框表面。
  2、5--6厘玻璃,主要用于外墙窗户、门 扇等小面积透光造型等等
  3、7--9厘玻璃,主 要用于室内屏风等较大面积但又有框架保护的造型之中。
  4、9--10厘玻璃,可 用于室内大面积隔断、栏杆等装修项目。
  5、11--12厘玻璃,可 用于地弹簧玻璃门和一些活动人流较大的隔断之中。
  6、15厘以上玻璃,一般市面上销售较少,往往需要订货,主 要用于较大面积的地弹簧玻璃门外墙整块玻璃墙面。
  
      二、其他玻璃
  其他玻璃一说,只 是笔者在分类时相对于平板玻璃而言,并非业内正式分类。主要有:
  1、钢化玻璃。它 是普通平板玻璃经过再加工处理而成一种预应力玻璃。钢 化玻璃相对于普通平板玻璃来说,具有两大特征:
  1)前 者强度是后者的数倍,抗拉度是后者的3倍以上,抗冲击是后者5倍以上。
  2)钢化玻璃不容易破碎,即 使破碎也会以无锐角的颗粒形式碎裂,对人体伤害大大降低。
  2、磨砂玻璃。它 也是在普通平板玻璃上面再磨砂加工而成。一般厚度多在9厘以下,以5、6厘厚度具多。
  3、喷砂玻璃。性 能上基本上与磨砂玻璃相似,不同的改磨砂为喷砂。由于两者视觉上类同,很多业主,甚 至装修专业人员都把它们混为一谈。
  4、压花玻璃。是 采用压延方法制造的一种平板玻璃。其 最大的特点是透光不透明,多 使用于洗手间等装修区域。
  5、夹丝玻璃。是采用压延方法,将 金属丝或金属网嵌于玻璃板内制成的一种具有抗冲击平板玻璃,受 撞击时只会形成辐射状裂纹而不致于堕下伤人。故 多采用于高层楼宇和震荡性强的厂房。
  6、中空玻璃。多 采用胶接法将两块玻璃保持一定间隔,间隔中是干燥的空气,周 边再用密封材料密封而成,主 要用于有隔音要求的装修工程之中。
  7、夹层玻璃。夹 层玻璃一般由两片普通平板玻璃(也 可以是钢化玻璃或其他特殊玻璃)和 玻璃之间的有机胶合层构成。当受到破坏时,碎片仍粘附在胶层上,避 免了碎片飞溅对人体的伤害。多 用于有安全要求的装修项目。
  8、防弹玻璃。实 际上就是夹层玻璃的一种,只 是构成的玻璃多采用强度较高的钢化玻璃,而 且夹层的数量也相对较多。多 采用于银行或者豪宅等对安全要求非常高的装修工程之中。
  9、热弯玻璃。由 平板玻璃加热软化在模具中成型,再 经退火制成的曲面玻璃。在 一些高级装修中出现的频率越来越高,需要预定,没有现货。
  10、玻璃砖。玻 璃砖的制作工艺基本和平板玻璃一样,不同的是成型方法。
  其中间为干燥的空气。多 用于装饰性项目或者有保温要求的透光造型之中。
  11、玻璃纸。也称玻璃膜,具有多种颜色和花色。根据纸膜的性能不同,具有不同的性能。绝大部分起隔热、防红外线、防紫外线、防爆等作用。
  成分分类
  玻 璃通常按主要成分分为氧化物玻璃和非氧化物玻璃。非 氧化物玻璃品种和数量很少,主 要有硫系玻璃和卤化物玻璃。硫 系玻璃的阴离子多为硫、硒、碲等,可 截止短波长光线而通过黄、红光,以及近、远红外光,其电阻低,具有开关与记忆特性。卤 化物玻璃的折射率低,色散低,多用作光学玻璃。
  氧 化物玻璃又分为硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃等。硅 酸盐玻璃指基本成分为SiO2的玻璃,其品种多,用途广。通常按玻璃中SiO2以及碱金属、碱 土金属氧化物的不同含量,又分为:
  ①石英玻璃。SiO2含量大于99.5%,热膨胀系数低,耐高温,化学稳定性好,透紫外光和红外光,熔制温度高、粘度大,成型较难。多用于半导体、电光源、光导通信、激 光等技术和光学仪器中。
  ②高硅氧玻璃。SiO2含量约96%,其 性质与石英玻璃相似。
  ③钠钙玻璃。以SiO2含量为主,还含有15%的Na2O和16%的CaO,其成本低廉,易成型,适宜大规模生产,其产量占实用玻璃的90%。可生产玻璃瓶罐、平板玻璃、器皿、灯泡等。
  ④铅硅酸盐玻璃。主要成分有SiO2和PbO,具 有独特的高折射率和高体积电阻,与 金属有良好的浸润性,可用于制造灯泡、真空管芯柱、晶质玻璃器皿、火石光学玻璃等。含有大量PbO的铅玻璃能阻挡X射线和γ射线。
  ⑤铝硅酸盐玻璃。以SiO2和Al2O3为主要成分,软化变形温度高,用于制作放电灯泡、高温玻璃温度计、化 学燃烧管和玻璃纤维等。
  ⑥硼硅酸盐玻璃。以SiO2和B2O3为主要成分,具 有良好的耐热性和化学稳定性,用以制造烹饪器具、实验室仪器、金属焊封玻璃等。硼酸盐玻璃以B2O3为主要成分,熔融温度低,可抵抗钠蒸气腐蚀。含 稀土元素的硼酸盐玻璃折射率高、色散低,是一种新型光学玻璃。磷酸盐玻璃以P2O5为主要成分,折射率低、色散低,用于光学仪器中。
  (1)普通玻璃(Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2)
  (2)石英玻璃(以 纯净的石英为主要原料制成的玻璃,成分仅为SiO2)
  (3)钢化玻璃(与普通玻璃成分相同)
  (4)钾玻璃(K2O、CaO、SiO2)
  (5)硼酸盐玻璃(SiO2、B2O3)
  (6)有色玻璃在(普 通玻璃制造过程中加入一些金属氧化物。Cu2O——红色;CuO——蓝绿色;CdO——浅黄色;CO2O3——蓝色;Ni2O3——墨绿色;MnO2——紫色;胶体Au——红色;胶体Ag——黄色)
  (7)变色玻璃(用 稀土元素的氧化物作为着色剂的高级有色玻璃)
  (8)光学玻璃(在 普通的硼硅酸盐玻璃原料中加入少量对光敏感的物质,如AgCl、AgBr等,再 加入极少量的敏化剂,如CuO等,使 玻璃对光线变得更加敏感)
  (9)彩虹玻璃(在 普通玻璃原料中加入大量氟化物、少 量的敏化剂和溴化物制成)
  (10)防护玻璃(在 普通玻璃制造过程加入适当辅助料,使其具有防止强光、强 热或辐射线透过而保护人身安全的功能。如灰色——重铬酸盐,氧 化铁吸收紫外线和部分可见光;蓝绿色——氧化镍、氧 化亚铁吸收红外线和部分可见光;铅玻璃——氧化铅吸收X射线和r射线;暗蓝色——重铬酸盐、氧化亚铁、氧化铁吸收紫外线、红 外线和大部分可见光;加 入氧化镉和氧化硼吸收中子流。
  (11)微晶玻璃(又 叫结晶玻璃或玻璃陶瓷,是 在普通玻璃中加入金、银、铜等晶核制成,代替不锈钢和宝石,作雷达罩和导弹头等)。
  (12)玻璃纤维(由 熔融玻璃拉成或吹成的直径为几微米至几千微米的纤维,成分与玻璃相同)
  (13)玻璃丝(即长玻璃纤维)
  (14)玻璃钢(由 环氧树脂与玻璃纤维复合而得到的强度类似钢材的增强塑料)
  (15)玻璃纸(用 粘胶溶液制成的透明的纤维素薄膜)
  (16)水玻璃(Na2SiO3)的水溶液,因 与普通玻璃中部分成分相同而得名)
  (17)金属玻璃(玻璃态金属,一 般由熔融的金属迅速冷却而制得)
  (18)萤石(氟石)(无色透明的CaF2,用 作光学仪器中的棱镜和透光镜)
  (19)有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)
  性能分类
  此外,玻 璃按性能特点又分为:钢化玻璃、多孔玻璃(即泡沫玻璃,孔径约40,用于海水淡化、病毒过滤等方面)、导电玻璃(用 作电极和飞机风挡玻璃)、微晶玻璃、乳浊玻璃(用 于照明器件和装饰物品等)和中空玻璃(用作门窗玻璃)等。
  使用
  1、在运输过程中,一 定要注意固定和加软护垫。一 般建议采用竖立的方法运输。车 辆的行驾也应该注意保持稳定和中慢速。
  2、玻 璃安装的另一面是封闭的话,要 注意在安装前清洁好表面。最 好使用专用的玻璃清洁剂,并 且要待其干透后证实没有污痕后方可安装,安 装时最好使用干净的建筑手套。
  3、玻璃的安装,要 使用硅酮密封胶进行固定,在窗户等安装中,还 需要与橡胶密封条等配合使用。
  4、在施工完毕后,要 注意加贴防撞警告标志,一般可以用不干贴、彩 色电工胶布等予以提示。
  工艺
  玻 璃生产的主要原料有玻璃形成体、玻 璃调整物和玻璃中间体,其余为辅助原料。主 要原料指引入玻璃形成网络的氧化物、中 间体氧化物和网络外氧化物;辅助原料包括澄清剂、助熔剂、乳浊剂、着色剂、脱色剂、氧化剂和还原剂等。
  玻 璃生产工艺主要包括:①原料预加工。将块状原料粉碎,使潮湿原料干燥,将 含铁原料进行除铁处理,以保证玻璃质量。②配合料制备。③熔制。玻 璃配合料在池窑或坩埚窑内进行高温加热,使之形成均匀、无气泡,并 符合成型要求的液态玻璃。④成型。将 液态玻璃加工成所要求形状的制品,如平板、各种器皿等。⑤热处理。通过退火、淬火等工艺,消 除或产生玻璃内部的应力、分相或晶化,以 及改变玻璃的结构状态。
  特种玻璃制作
  1、一 种具有防紫外线辐射功能的无色透明玻璃
  2、强 吸收紫外和红外的绿色玻璃
  3、一 种牙科微晶玻璃及其制备方法和用途
  4、低辐射中空镶嵌玻璃
  5、低 气孔率微晶玻璃的生产方法
  6、自清洁玻璃
  7、镀 彩色多层膜的玻璃及其生产方法
  8、一 种制造真空玻璃的新工艺
  9、浮 法生产压花玻璃的方法及其装置
  10、耐火玻璃
  11、微 晶玻璃釉面砖制备工艺
  12、一 种纳米二氧化钛自清洁玻璃的低温制备方法
  13、纳 米真空镀膜彩虹玻璃
  14、生 产夹层彩色安全玻璃的彩色浆液配方及生产工艺
  15、耐 热防火超强钢化安全玻璃板的制造方法
  特点
  玻璃为什么是透明的?
  一个重要的原因:再坚实的物质,如 果从原子的内部去看,它其实是空荡荡的。因为在原子的内部,原 子核和电子的体积加起来不到原子体积的1000000000分之一。况且,还 没有证据证明原子核和电子就不能被光子穿过!所以,透明才是正常的!
  要 想弄清楚这个复杂的问题首先得弄清楚下面这个问题:一 些物质为什么是不透明的?
  对于不透明的物质,我们可以分为四大类:
  1、由 于自由电子的阻挡作用导致的不透明:这 是金属不透明的原因。
  2、能 吸收光线的物质导致的不透明:这 类物质的分子的电子的激发能比较低,恰好在可见光范围内,分子里往往有苯环、苯醌、联 苯胺或其它共轭体系的结构,这 种结构可以降低电子的激发能,使 电子容易发生跃迁而吸收光子的能量。这样光线就被吸收了。
  3、由 于透明物质的结构被破坏而造成的不透明。如玻璃是透明的,而 玻璃粉则是不透明的;冰是透明的,而 冰被砸碎了就是不透明的了。如 果一种物质它的结构特点不符合1、2,那 它就是可以通过光线的,但 如果它的结构里有很多小空隙,那它就是白色。这 就是白色物体不透明的原因。
  4、1、2、3原因混合的结果。现 实中的许多物体的不透明就是这个原因造成的。
  如 果一种物质它的结构里即没有自由电子,又 没有容易激发的电子,物质的结构又很紧密,没有许多孔隙等条件。那 物质就可以通过光子,即是透明的。所以玻璃是透明的!
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