快捷搜索:  

玻璃是用什么加工成的

玻璃是用什么原材料加工而成的,一般冶炼过程是怎样的?

玻璃分类

玻璃是以石英砂、纯碱、长石和石灰石等为主要原料,经熔融、成型、冷却固化而成的非结晶无机材料。它具有一般材料难于具备的透明性,具有优良的机械力学性能和热工性质。而且,随着现代建筑发展的需要,不断向多功能方向发展。玻璃的深加工制品能具有控制光线、调节温度、防止燥音和提高建筑艺术装饰等功能。玻璃已不再只是采光材料,而且是现代建筑的一种结构材料和装饰材料。

一、平板玻璃

平板玻璃是指未经其他加工的平板状玻璃制品,也称白片玻璃或净片玻璃。按生产方法不同,可分为普通平板玻璃和浮法玻璃。平板玻璃是建筑玻璃中生产量最大、使用最多的一种,主要用于门窗,起采光(可见光透射比85%90%)、围护、保温、隔声等作用,也是进一步加工成其他技术玻璃的原片。

平板玻璃按其用途可分为窗玻璃和装饰玻璃。根据国家标准《普通平板玻璃》(GB—)和《浮法玻璃》(GB4—89)的规定,玻璃按其厚度可分为以下几种规格:

引拉法生产的普通平板玻璃:2mm、3mm、4mm、5mm四类。

浮法玻璃:3mm、4mm、5mm、6mm、8mm10mm、12mm七类。

引拉法生产的玻璃其长宽比不得大于2.5,其中2、3mm厚玻璃尺寸不得小于400mm×300mm,4、5、6mm厚玻璃不得小于600mm×400mm。浮法玻璃尺寸一般不小于mm×mm,5、6mm最大可达mm×mm。

按照国家标准,平板玻璃根据其外观质量进行分等定级,普通平板玻璃分为优等品、一等品和二等品三个等级。浮法玻璃分为优等品、一级品和合格品三个等级。同时规定,玻璃的弯曲度不得超过0.3%。

普通平板玻璃以标准箱、实际箱和重量箱计量,厚度2mm的平板玻璃,每10m为1标准箱;对于其他厚度规格的平板玻璃,均需进行标准箱换算。实际箱是用于运输计件娄的单位。玻璃的厚度不同每实际箱的包装量也不一样。实际箱按同厚度累计平方数乘以厚度系数即可得出标准箱数。重量箱是指2mm厚度的平板玻璃每一标准箱的重量,其他厚芳的玻璃可按一定的系数进行换数。

平板玻的用途有两个方面:3~5mm的平板玻璃一般是直接用于门窗的采光,8~12mm的平板玻璃可用于隔断。另外的一个重要用途是作为钢化、夹层、镀膜、中空等玻璃的原片。

二、安全玻璃

安全玻璃是指与普通玻璃相比,具有力学强度高、抗冲击能力强的玻璃。其主要品种有钢化玻璃、夹丝玻璃、夹层玻璃和钛化玻璃。安全玻璃被击碎时,其碎片不会伤人,并兼具有防盗、防火的功能。根据生产时所用的玻璃原片不,安全玻璃具有一定的装饰效果。

(一)钢化玻璃

钢化玻璃又称强化玻璃。它是用物理的或化学的方法,在玻璃表面上形成一个压应力层,玻璃本身具有较高的抗压强度,不会造成破坏。当玻璃受到外力作用时,这个压力层可将部分拉应力抵销,避免玻璃的碎裂,虽然钢化玻璃内部处于较大的拉应力状态,但玻璃的内部无缺陷存在,不会造在成破坏,从而达到提高玻璃强度的目的。

钢化玻璃是平板玻璃的二次加工产品,钢化玻璃的加工可分为物理钢化法和化学钢化法。

物理钢化玻璃又称为淬火钢化玻璃。它时将普通平板玻璃在加热炉中加热到接近玻璃的软化温度(600℃)时,通过自身的形变消除内部应力,然后将玻璃移出加热炉,再用多头喷嘴将高压冷空气吹向玻璃的两面,使其迅速且均匀地冷却至室温,即可制得钢化玻璃。这种玻璃处于内部受拉,外部受压的应力状态,一旦局部发生破损,便会发生应力释放,玻璃被破碎成无数小块,这些小的碎片没有尖锐棱角,不易伤人。

化学钢化玻璃是通过改变玻璃的表面的化学组成来提高玻璃的强度,一般是应用离子交换法进行钢化。其方法是将含有碱金属离子的硅酸盐玻璃,浸入到熔融状态的锂(Li+)盐中,使玻璃表层的Na+或K+离子与Li+离子发生交换,表面形成Li+离子交换层,由于Li+的膨胀系数小于Na+、K+离子,从而在冷却过程中造成外层收缩较小而内层收缩较大,当冷却到常温后,玻璃便同样处于内层受拉,外层受压的状态,其效果类似于物理钢化玻璃。

钢化玻璃强度高,其抗压强度可达125MPa以上,比普通玻璃大4~5倍;抗冲击强度也很高,用钢球法测定时,0.8kg的钢球从1.2m高度落下,玻璃可保持完好。

钢化玻璃的弹性比普通玻璃大得多,一块mm×350mm×6mm的钢化玻璃,受力后可发生达100mm的弯曲挠度,当外力撤除后,仍能恢复原状,而普通玻璃弯曲变形只能有几毫米。

热稳定性好,在受急冷急热时,不易发生炸裂是钢化玻璃的又一特点。这是因为钢化玻璃的压应力可抵销一部分因急冷急热产生的拉应力之故。钢化玻璃耐热冲击,最大安全工作温度为288℃,能承受204℃的温差变化。

由于钢化玻璃具有较好的机械性能和热稳定性,所以在建筑工程、交通工具及其他领域内得到广泛的应用。平钢化玻璃常用作建筑物的门窗、隔墙、幕墙及橱窗、家具等,曲面玻璃常用于汽车、火车及飞机等方面。

使用时应注意的是钢化玻璃不能切割、磨削,边角不能碰击挤压,需按现成的尺寸规格选用或提出具体设计图纸进加工定制。用于大面积的玻璃幕墙的玻璃在钢化上要予以控制,选择半钢化玻璃,即其应力不能过大,以避免受风荷载引起震动而自爆。

根据所用的玻璃原片不同,可制成普通钢化玻璃、吸热钢化玻璃、彩然钢化玻璃、钢化中空玻璃等。

(二)、夹丝玻璃

夹丝玻璃也称防碎玻璃或钢丝玻璃。它是由压延法生产的,即在玻璃熔融状态下将经预热处理的钢丝或钢丝网压入玻璃中间,经退火、切割而成。夹丝玻璃表面可以是压花的或磨光的,颜色可以制成无色透明或彩色的。

夹丝玻璃的特点是安全性和防火性好。夹丝玻璃由于钢丝网的骨架作用,不仅提高了玻璃的强度,而且当受到冲击或温度骤变而破坏时,碎片也不会飞散,避免了碎片对人的伤害。在出现火情时,当火焰延,夹丝玻璃受热炸裂,由于金属丝网的作用,玻璃仍能保持固定,隔绝火焰,故又称为防火玻璃。

根据国家行业标准JC433-91规定,夹丝玻璃厚度分为:6、7、10mm,规格尺寸一般不小于600mm×400mm,不大于mm×mm。

目前我国生产的夹丝玻璃分为夹丝压花玻璃和夹丝磨光玻璃两类。夹丝玻璃可用于建筑的防门窗、天窗、采光屋顶、阳台等部位。

(三)夹层玻璃

夹层玻璃是在两片或多片玻璃原片之间,用PVB(聚乙烯醇丁醛)树脂胶片,经过加热、加压粘合而成的平面或曲面的复合玻璃制品。用于夹层玻璃的原片可以是普通平板玻璃、浮法玻璃、钢化玻璃、彩色玻璃、吸热玻璃或热反射玻璃等。

夹层玻璃的层数有2、3、5、7层,最多可达9层,对两层的夹层玻璃,原片的厚度常用的有(mm):2+3、3+3、3+5等。夹层玻璃的结构,如图8-1所示。

夹层玻璃的透明性好,抗冲击性能要比一般平板玻璃高好几倍,用多层普通玻璃或钢化玻璃复合起来,可制成防弹玻璃。由于PVB胶片的粘合作用,玻璃即使破碎时,碎片也不会飞扬伤人。通过采用不同的原片玻璃,夹层玻璃还可具有耐久、耐热、耐湿等性能。

夹层玻璃有着较高的安全性,一般用于在建筑上用作高层建筑门窗、天窗和商店、银行、珠宝的橱窗、隔断等。

(四)钛化玻璃

钛化玻璃也称永不碎铁甲箔膜玻璃。是将钛金箔膜紧贴在任意一种玻璃基材之上,使之结合成一体的新型玻璃。钛化玻璃具有高抗碎能力,高防热及防紫外线等功能。不同的基材玻璃与不同的钛金箔膜,可组合成不同色泽、不同性能、不同规格的钛化玻璃。钛化玻璃常见的颜色有:无色透明、茶色、茶色反光、铜色反光等。

三、节能型玻璃

传统的玻璃应用在建筑物上主要是采光,随着建筑物门窗尺寸的加大,人们对门窗的保温隔热要求也相应的提高了,节能装饰型玻璃就是能够满足这种要求,集节能性和装饰性于一体的玻璃。节能装饰型玻璃通常具有令人赏心悦目的外观色彩,而且还具有特殊的对光和热的吸收、透射和反射能力,用建筑物的外墙窗玻璃幕墙,可以起到显著的节能效果,现已被广泛地应用于各种高级建筑物之上。建筑上常用的节能装饰玻璃有吸热玻璃、热反射玻璃和中空玻璃等。

(一)吸热玻璃

吸热玻璃是能吸收大量红外线辐射能、并保持较高可见光透过率的平板玻璃。生产吸热玻璃的方法有两种:一是在普通钠钙硅酸盐玻璃的原料中加入一定量的有吸热性能的着色剂;另一种是在平板玻璃表面喷镀一层或多层金属或金属氧化物薄膜而制成。

吸热玻璃有灰色、茶色、蓝色、绿色、古铜色、青铜色、粉红色和金黄色等。我国目前主要生产前三种颜色的吸热玻璃。厚度有2、3、5、6mm四种。吸热玻还可以进一步加工制成磨光、钢化、夹层或中空玻璃。

吸热玻璃与普通平板玻璃相比具有如下特点:

⒈吸收太阳辐射热。如6mm厚的透明浮法玻璃,在太阳光照下总透过热为84%,而同样条件下吸热玻璃的总透过热量为60%。吸热玻璃的颜色和厚度不同,对太阳辐射热的吸收程度也不同。

⒉吸收太阳可见光,减弱太阳光的强度,起到反眩作用。

⒊具有一定的透明度,并能吸收一定的紫外线。

由于述特点,吸热玻璃已广泛用于建筑物的门窗、外墙以及用作车、船挡风玻璃等,起到隔热、防眩、采光及装饰等作用。

(二)热反射玻璃

热反射玻璃是有较高的热反射能力而又保持良好透光性的平板玻璃,它是采用热解法、真空蒸镀法、阴极溅射法等,在玻璃表面涂以金、银、铜、铝、铬、镍和铁等金属或金属氧化物薄膜,或采用电浮法等离子交换方法,以金属离子置换玻璃表层原有离子而形成热反射膜。热反射玻璃也称镜面玻璃,有金色、茶色、灰色、紫色、褐色、青铜色和浅蓝等各色。

热反射玻璃的热反射率高,如6mm厚浮法玻璃的总反射热仅16%,同样条件下,吸热玻璃的总反射热为40%,而热反射玻璃则可高达61%,因而常用它制成中空玻璃或夹层玻璃,以增加其绝热性能。镀金属膜的热反射玻璃还有单向透像的作用,即白天能在室内看到室外景物,而室外看不到室内的景像。
参考资料:glassbuy/bbs/203/7
回答者:zhang - 秀才 二级 11-16 18:33

玻璃是用什么东西做出来的?

玻璃是什么呢?我们知道固体材料可以分为有机材料和无机材料两大类。有机材料有木材、塑料、有机玻璃、棉布、羊毛、尼龙等等。无机材料按照结构可以分成单晶体、多晶体和玻璃三大类。单晶体有规则的外形和严格规则的结构,例如红宝石是氧化铝单晶,水晶是二氧化硅单晶,金刚钻则是碳的单晶。多晶体是大量小单晶的集合体,各种陶瓷、金属都是多晶材料。玻璃是经熔融、冷却、固化而得到的非结晶固体。它的结构在原子、分子范围内有一定规则(近程有序),但在宏观范围却又没有规则(远程无序)。它可以依靠模具做成各种形状。玻璃的这种无规则结构,决定了玻璃的下列特性:

1.各向同性,玻璃的质点排列总的说来是无规则的,但又是统计均匀的,因此,它的物理、化学性质在任何方向都是相同的。而晶体则是各向异性的。例:电阻率、导热系数、透过率、折射率等。

2.无固定熔点,玻璃由固体转变为液体是在一定温度范围内逐渐变化的。而晶体是有确定的熔点的,例如,冰(水的晶体)在0゜C融化。玻璃的这一特性使它可用吹、拉、压等多种方法成形。

3.组成和性能的可调性,玻璃的性能可随其成分在一定范围内发生连续和逐渐的变化。而晶体则具有固定的成分和确定的性能。这样,我们就可以调节玻璃的成分,使它的性能满足使用的要求。

玻璃是如何生产出来的呢?玻璃的生产工艺包括:配料、熔制、成形、退火等工序。分别介绍如下:

1. 配料,按照设计好的料方单,将各种原料称量后在一混料机内混合均匀。玻璃的主要原料有:石英砂、石灰石、长石、纯碱、硼酸等。

2. 熔制,将配好的原料经过高温加热,形成均匀的无气泡的玻璃液。这是一个很复杂的物理、化学反应过程。玻璃的熔制在熔窑内进行。熔窑主要有两种类型:一种是坩埚窑,玻璃料盛在坩埚内,在坩埚外面加热。小的坩埚窑只放一个坩埚,大的可多到20个坩埚。坩埚窑是间隙式生产的,现在仅有光学玻璃和颜色玻璃采用坩埚窑生产。另一种是池窑,玻璃料在窑池内熔制,明火在玻璃液面上部加热。玻璃的熔制温度大多在~゜C。大多数用火焰加热,也有少量用电流加热的,称为电熔窑。现在,池窑都是连续生产的,小的池窑可以是几个米,大的可以大到400多米2。

3. 成形,是将熔制好的玻璃液转变成具有固定形状的固体制品。成形必须在一定温度范围内才能进行,这是一个冷却过程,玻璃首先由粘性液态转变为可塑态,再转变成脆性固态。成形方法可分为人工成形和机械成形两大类。

A. 人工成形。又有(1)吹制,用一根镍铬合金吹管,挑一团玻璃在模具中边转边吹。主要用来成形玻璃泡、瓶、球(划眼镜片用)等。(2)拉制,在吹成小泡后,另一工人用顶盘粘住,二人边吹边拉主要用来制造玻璃管或棒。(3)压制,挑一团玻璃,用剪刀剪下使它掉入凹模中,再用凸模一压。主要用来成形杯、盘等。(4)自由成形,挑料后用钳子、剪刀、镊子等工具直接制成工艺品。

B. 机械成形。因为人工成形劳动强度大,温度高,条件差,所以,除自由成形外,大部分已被机械成形所取代。机械成形除了压制、吹制、拉制外,还有(1)压延法,用来生产厚的平板玻璃、刻花玻璃、夹金属丝玻璃等。(2)浇铸法,生产光学玻璃。(3)离心浇铸法,用于制造大直径的玻璃管、器皿和大容量的反应锅。这是将玻璃熔体注入高速旋转的模子中,由于离心力使玻璃紧贴到模子壁上,旋转继续进行直到玻璃硬化为止。(4)烧结法,用于生产泡沫玻璃。它是在玻璃粉末中加入发泡剂,在有盖的金属模具中加热,玻璃在加热过程中形成很多闭口气泡这是一种很好的绝热、隔音材料。此外,平板玻璃的成形有垂直引上法、平拉法和浮法。浮法是让玻璃液流漂浮在熔融金属(锡)表面上形成平板玻璃的方法,其主要优点是玻璃质量高(平整、光洁),拉引速度快,产量大 。

4. 退火,玻璃在成形过成中经受了激烈的温度变化和形状变化,这种变化在玻璃中留下了热应力。这种热应力会降低玻璃制品的强度和热稳定性。如果直接冷却,很可能在冷却过程中或以后的存放、运输和使用过程中自行破裂(俗称玻璃的冷爆)。为了消除冷爆现象,玻璃制品在成形后必须进行退火。退火就是在某一温度范围内保温或缓慢降温一段时间以消除或减少玻璃中热应力到允许值。

此外,某些玻璃制品为了增加其强度,可进行刚化处理。包括:物理刚化(淬火),用于较厚的玻璃杯、桌面玻璃、汽车挡风玻璃等;和化学刚化(离子交换),用于手表表蒙玻璃、航空玻璃等。刚化的原理是在玻璃表面层产生压应力,以增加其强度。

讲玻璃必定要提一下它的一个重要新发展——微晶玻璃。由于晶体的性能优于玻璃,而玻璃则具有易于制造的优势,于是人们自然会想到能否把两者结合起来实现优势互补呢?回答是肯定的,这种结合就是微晶玻璃。微晶玻璃是通过附加的热处理,使玻璃基体中长出大量均匀分布的微小晶体(微米级),而形成的一类新材料。或者说是一类用玻璃工艺制得的具有陶瓷性能的材料。它集中了玻璃和陶瓷的优点。如果说人类制造玻璃已有五千多年历史(最早是在古埃及),那末,微晶玻璃是20世纪50年代才出现的一类新型材料。

除了我们上面已提到的玻璃在日常生活中有着极其广泛的应用之外,玻璃在高科技领域有极其重要的地位。下面我们仅举一些例子:

1. 激光玻璃,玻璃是激光器的主体(工作物质),激光在其中产生。激光已广泛用于激光定向、激光测距、激光打孔及激光手术。尤其是由于激光束可以聚焦成极小的点子,能量密度极高,可用来启动核聚变反应。激光诱发核聚变与磁控聚变相结合,已成为产生可控热核能的主要途径。(我们中科院有这个项目。)

2. 光导纤维(简称光纤),光纤通过光在其内部全反射,实现远距离传光而损失及小。由于光纤可任意弯曲,从而使光线拐弯,进而,光纤、光缆的出现使光通讯得以实现。现已进入社区的宽带网就是基于光通讯。此外,利用光纤可以弯曲已做成内窥镜(胃镜、肠镜)和激光手术刀,实现了无创伤手术。

3. 导弹、飞船的雷达天线罩,天线位于导弹、飞船的头部,因此天线罩必须有高强度、能承受高温且有低介电损耗。它是用微晶玻璃或石英玻璃做成。(我们所有做过。) 4. 天文望远镜,天文望远镜的玻璃透镜很大,且为保持高度精确,要求一年四季尺寸不变,它是用零膨胀微晶玻璃做成的。这种微晶玻璃是通过在玻璃中析出负膨胀的微晶体与基础玻璃的膨胀相抵消,使微晶玻璃的膨胀系数接近于零。

此外,还有用于红外夜视仪的透红外玻璃;用于复印机磁鼓的硫系玻璃;在微电子技术

玻璃是怎么加工出来的?

  玻璃生产工艺步骤:

原料预加工。将块状原料(石英砂、纯碱、石灰石、长石等)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。

配合料制备。

熔制。玻璃配合料在池窑或坩埚窑内进行高温(~度)加热,使之形成均匀、无气泡,并符合成型要求的液态玻璃。

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。

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。

  

  玻璃是硅酸盐类非金属材料,是由沙子和其他化学物质熔融在一起形成的(主要生产原料为:纯碱、石灰石、石英)。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。普通玻璃的化学组成是Na2O·CaO·6SiO2,主要成分是二氧化硅。

    玻璃广泛应用于建筑物,用来隔风透光,属于混合物。另有混入了某些金属的氧化物或者盐类而显现出颜色的有色玻璃,和通过特殊方法制得的钢化玻璃等。有时把一些透明的塑料(如聚甲基丙烯酸甲酯)也称作有机玻璃。

相关专题: 玻璃 加工