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玻璃的形成與材質分析

來源:本站 發布時間:10月 2021 瀏覽(lǎn)人次:478

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玻璃一開始是由(yóu)火山噴出的(de)酸性岩凝固而得(dé)。約公元前3700年前, 古埃及人已製出玻璃裝飾品和(hé)簡單玻璃器皿,當時隻有有色玻璃,約公元前1000 年前,中(zhōng)國製造出無色(sè)玻璃。公元(yuán)12世紀,出(chū)現了商品玻璃,並開始(shǐ)成為工業材料。18世紀,為適應研製望遠鏡的需要,製出 光學玻璃 。1873年,比利時首先製(zhì)出 平板玻璃 。1906年,美國製出平板玻璃引上機。此後,隨著玻璃生產的工業(yè)化和規模化,各種用(yòng)途和各種性能的玻璃相繼問世。現代,玻璃已成為日(rì)常生活、生(shēng)產和科學技術領域的重要(yào)材料。


種類 玻璃通常按主要成分分為(wéi)氧化物(wù)玻璃和非氧化物玻璃。非氧化物(wù)玻璃品種和數量很少,主要有硫係玻璃和鹵化物玻璃。硫係玻璃的陰離子多為硫、硒(xī)、碲等,可截止短波(bō)長光線而(ér)通過黃 、紅光 ,以及近、遠紅外光,其電阻低,具有開關與(yǔ)記憶特性(xìng)。鹵(lǔ)化物玻璃的折(shé)射率低,色散(sàn)低(dī),多用作光學玻璃。


氧化物(wù)玻璃又分為矽(guī)酸鹽玻璃、硼酸鹽玻璃、磷酸鹽玻璃等。矽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(liàng),又分為 :① 石(shí)英玻璃 。SiO 2 含量大於99 .5%,熱膨脹係數低,耐高溫,化(huà)學穩定(dìng)性好,透紫外光和紅外光,熔製溫度高、粘度大(dà),成型較難。多用(yòng)於半導體、電光(guāng)源、光導通信、激光等技術和光學儀器中。②高矽氧玻(bō)璃。SiO 2 含量約96%,其(qí)性質與石(shí)英(yīng)玻璃相似。③鈉鈣玻璃。以SiO 2 含(hán)量為主(zhǔ),還含有15%的Na 2 O和16%的 CaO,其成本低廉(lián),易成型,適宜大規模生(shēng)產,其產量(liàng)占實用玻璃的90%。可生產玻璃瓶罐、平板玻璃、器皿(mǐn)、燈泡等。④鉛矽酸鹽玻璃。主要成分有 SiO 2 和(hé) PbO ,具有******的高折射率和高體積電阻,與金屬有良好的浸潤性,可用於製造燈泡、真空管芯(xīn)柱、晶質玻璃器皿、火石光學玻璃等。含有大量 PbO的(de)鉛玻璃能阻(zǔ)擋X射線和γ射線。⑤鋁矽酸鹽玻璃。以 SiO 2 和Al 2 O 3 為主要成分,軟化變形溫(wēn)度高,用於製作放電燈泡、高溫玻璃溫(wēn)度計、化學燃燒(shāo)管和玻璃纖維等。⑥硼矽酸鹽玻璃。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(wěn)定性,用以製造(zào)烹飪器具、實驗室(shì)儀(yí)器、金屬焊封玻璃等。硼酸(suān)鹽玻璃以(yǐ) B 2 O 3 為主要成(chéng)分,熔(róng)融溫度低,可抵抗鈉蒸氣腐蝕。含稀(xī)土元素的硼酸鹽玻璃折射率高、色散低,是一種新型(xíng)光學玻璃。磷酸鹽玻璃以 P 2 O 5 為主要成分,折射率(lǜ)低、色散低,用於光學儀器中。


此外,玻璃按(àn)性能(néng)特點又分(fèn)為:鋼化玻璃、多孔玻璃(即泡(pào)沫玻璃,孔徑約40 ,用於海水淡化、病毒(dú)過(guò)濾等(děng)方麵)、導電玻璃(用作(zuò)電極和飛機風擋玻璃)、微晶玻(bō)璃、乳(rǔ)濁玻璃(用於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(bō)璃(lí)生產的主要原料有玻璃形成體、玻璃調整物和(hé)玻璃中間體,其餘為輔(fǔ)助原(yuán)料。主要原料指引入玻璃形成網絡的氧化物、中間(jiān)體氧化物和網絡外氧化物(wù);輔助原料包(bāo)括澄清劑、助熔(róng)劑、乳濁劑、著色劑、脫色(sè)劑(jì)、氧化劑和還原劑等(děng)。


玻璃生產工藝主要包括:①原料預(yù)加工。將塊狀原料粉碎,使潮濕(shī)原(yuán)料幹燥,將含鐵(tiě)原料進行除鐵處理,以保證玻璃質(zhì)量。②配合料製備。③熔製。玻(bō)璃配(pèi)合料在池窯或坩堝窯內進行高溫加熱,使之形成均(jun1)勻(yún)、無氣泡,並符合成型要求的(de)液態玻璃。④成型。將液態玻璃加工成(chéng)所要求形狀的製(zhì)品,如平板、各種器皿等。⑤熱處理(lǐ)。通過(guò)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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