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玻璃的形成與材質分析

來源:本站(zhàn) 發布時間:2月(yuè) 2023 浏覽人次:251

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 玻璃初由火山噴出的酸性岩凝固而得。約公元前3700年(nián)前, 古埃及人已制出玻璃裝飾品和簡單玻璃器(qì)皿,當時隻有有色玻璃,約公元前1000 年(nián)前,中國(guó)制造出無色玻璃。公元12世紀,出現了商品玻璃,并開(kāi)始成為(wèi)工(gōng)業(yè)材料。18世紀,為(wèi)适應研制望遠(yuǎn)鏡的需要,制出 光(guāng)學玻璃 。1873年(nián),比利時先制出 平闆玻璃 。1906年(nián),美國(guó)制出平闆玻璃引上(shàng)機(jī)。此後,随著(zhe)玻璃生(shēng)産的工(gōng)業(yè)化和規模化,各種用途和各種性能(néng)的玻璃相(xiàng)繼問世。現代,玻璃已成為(wèi)日常生(shēng)活、生(shēng)産和科學技(jì)術(shù)領域的重要材料。 


  種類 玻璃通(tōng)常按主要成分分為(wèi)氧化物(wù)玻璃和非氧化物(wù)玻璃。非氧化物(wù)玻璃品種和數量少,主要有硫系玻璃和鹵化物(wù)玻璃。硫系玻璃的陰離子多(duō)為(wèi)硫、硒、碲等,可截止短波長(cháng)光(guāng)線而通(tōng)過黃 、紅(hóng)光(guāng) ,以及近、遠(yuǎn)紅(hóng)外光(guāng),其電(diàn)阻低(dī),具有開(kāi)關與記憶特性。鹵化物(wù)玻璃的折射率低(dī),色散低(dī),多(duō)用作光(guāng)學玻璃。 氧化物(wù)玻璃又(yòu)分為(wèi)矽酸鹽玻璃、硼酸鹽玻璃、磷酸鹽玻璃等。矽酸鹽玻璃指基本成分為(wèi)SiO 2 的玻璃,其品種多(duō) ,用途廣。通(tōng)常按玻璃中SiO 2 以及堿金屬 、堿土(tǔ)金屬氧化物(wù)的不同含量,又(yòu)分為(wèi) :① 石英玻璃 。SiO 2 含量大于99 .5%,熱膨脹系數低(dī),耐高(gāo)溫,化學穩定性好,透紫外光(guāng)和紅(hóng)外光(guāng),熔制溫度高(gāo)、粘度大,成型較難。多(duō)用于半導體、電(diàn)光(guāng)源、光(guāng)導通(tōng)信、激光(guāng)等技(jì)術(shù)和光(guāng)學儀器(qì)中。②高(gāo)矽氧玻璃。SiO 2 含量約96%,其性質與石英玻璃相(xiàng)似。③鈉鈣玻璃。以SiO 2 含量為(wèi)主,還(hái)含有15%的Na 2 O和16%的CaO,其成本低(dī)廉,易成型,适宜大規模生(shēng)産,其産量占實用玻璃的90%。可生(shēng)産玻璃瓶罐、平闆玻璃、器(qì)皿、燈泡等。④鉛矽酸鹽玻璃。主要成分有 SiO 2 和 PbO ,具有的高(gāo)折射率和高(gāo)體積電(diàn)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(qì)皿、火石光(guāng)學玻璃等。含有大量 PbO的鉛玻璃能(néng)阻擋X射線和γ射線。⑤鋁矽酸鹽玻璃。以 SiO 2 和Al 2 O 3 為(wèi)主要成分,軟化變形溫度高(gāo),用于制作放(fàng)電(diàn)燈泡、高(gāo)溫玻璃溫度計、化學燃燒管和玻璃纖維等。⑥硼矽酸鹽玻璃。以 SiO 2 和B 2 O 3 為(wèi)主要成分,具有良好的耐熱性和化學穩定性,用以制造烹饪器(qì)具、實驗室儀器(qì)、金屬焊封玻璃等。硼酸鹽玻璃以 B 2 O 3 為(wèi)主要成分,熔融溫度低(dī),可抵抗鈉蒸氣腐蝕。含稀土(tǔ)元素的硼酸鹽玻璃折射率高(gāo)、色散低(dī),是一(yī)種新型光(guāng)學玻璃。磷酸鹽玻璃以 P 2 O 5 為(wèi)主要成分,折射率低(dī)、色散低(dī),用于光(guāng)學儀器(qì)中。 


此外,玻璃按性能(néng)特點又(yòu)分為(wèi):鋼化玻璃、多(duō)孔玻璃(即泡沫玻璃,孔徑約40 ,用于海水(shuǐ)淡化、病毒過濾等方面)、導電(diàn)玻璃(用作電(diàn)極和飛(fēi)機(jī)風擋玻璃)、微晶玻璃、乳濁玻璃(用于照(zhào)明器(qì)件(jiàn)和裝飾物(wù)品等)和中空玻璃(用作門(mén)窗(chuāng)玻璃)等。 


  生(shēng)産工(gōng)藝 玻璃生(shēng)産的主要原料有玻璃形成體、玻璃調整物(wù)和玻璃中間體,其餘為(wèi)輔助原料。主要原料指引入玻璃形成網絡的氧化物(wù)、中間體氧化物(wù)和網絡外氧化物(wù);輔助原料包括澄清劑、助熔劑、乳濁劑、著(zhe)色劑、脫色劑、氧化劑和還(hái)原劑等。 


  玻璃生(shēng)産工(gōng)藝主要包括:①原料預加工(gōng)。将塊狀原料粉碎,使潮濕原料幹燥,将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埚窯内進行高(gāo)溫加熱,使之形成均勻、無氣泡,并符合成型要求的液态玻璃。④成型。将液态玻璃加工(gōng)成所要求形狀的制品,如平闆、各種器(qì)皿等。⑤熱處理。通(tōng)過退火、淬火等工(gōng)藝,消除或産生(shēng)玻璃内部的應力、分相(xiàng)或晶化,以及改變玻璃的結構狀态.


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