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你所不知道的玻璃(1)

浏览次数: 日期:2013-12-26 14:59:54

玻璃成分 

    玻璃是一种较为透明的固体物质,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。普通玻璃化学氧化物的组成(Na2O·CaO·6SiO2),主要成份是二氧化硅。广泛应用于建筑物,用来隔风透光,相关更多知识可以进中国玻璃网(www.boliwang.com.cn)进行参考。
普通玻璃主要是非晶的二氧化硅(SiO2),亦即石英,或砂的化学成分。纯正的硅土溶点为摄氏2000度。因此制造玻璃时一般会加入两种材料:碳酸钠 (Sodium Carbonate,Na2CO3 ,即苏打粉)及碳酸钾(potash,钾碱)。这样硅土溶点将降至1000度左右。但是因为碳酸钠会令玻璃溶于水中,因此通常还要加入适量的氧化钙CaO,使玻璃不溶于水。

对可见光透明是玻璃最大的特点。一般的玻璃因为制造时加进了碳酸钠,所以对波长短于400纳米的紫外线并不透明。若果要让紫外线穿透,玻璃必须以纯正的二氧化硅制造。这种玻璃成本较高,一般被称为石英玻璃。纯玻璃对红外线亦是透明的,可以造成数公里长,作通讯用途的玻璃纤维。

常见的玻璃通常亦会加入其他成份。例如看起来十分闪烁曜眼的水晶玻璃(Lead glass),是在玻璃内加入铅,令玻璃的折射指数增加,产生更为眩目的折射。至于派来克斯玻璃(pyrex),则是加入了硼,以改变玻璃的热及电性质。加入钡亦可增加折射指数。制造光学镜头的玻璃则是加入钍的氧化物来大幅增加折射指数。倘若要玻璃吸收红外线,可以加入铁。例如放映机内便有这种隔热的玻璃。玻璃加入铈则会吸收紫外线。

在玻璃中加入各种金属和金属氧化物亦可以改变玻璃的颜色。例如少量可以改变玻璃内因铁造成的淡绿色。多一点锰则可以造成淡紫色的玻璃。硒亦有类似的效果。少量钴可以造成蓝色的玻璃。锡的氧化物及砷氧化物可造成不透明的白色玻璃。这种玻璃好像是白色的陶瓷。铜的氧化物会造成青绿色的玻璃。以金属铜则会造成深红色、不透明的玻璃,看起来好像是红宝石。镍可以造成蓝色、深紫色、甚至是黑色的玻璃。钛则可以造成棕黄色。微量的金(约0.001%)造成的玻璃是非常鲜明,像是红宝石的颜色。铀(0.1 至2%)造成的玻璃是萤火黄或绿色。银化合物可以造成色至黄色的玻璃。改变玻璃的温度亦会改变这些化合物造成的颜色,但当中的化学原理相当复杂,至今仍然未被完全明解。

有时在火山溶岩中会出现天然的玻璃,称黑曜石或火山玻璃。黑曜石可以用来造成简单的尖刀。

玻璃历史

人类相信自石器时代即已使用天然的火山玻璃。古埃及在公元前二千年左右已有记载使用玻璃作器皿。西元前200年,巴比伦发明了玻璃吹管制玻璃的方法,接著这个方法传入罗马,欧洲在公元一世纪左右罗马的波特兰瓶即是玻璃浮雕作品。到了十一世纪,德国发明制造平面玻璃的技术。先把玻璃吹成球状,然后造成圆筒型。在玻璃仍热时切开,然后摊平。这种技术在十三世纪的威尼斯得到了进一步改良。十四世纪欧洲的玻璃制造中心是威尼斯,很多以玻璃造成的餐具、器皿等都是由威尼斯制作。日后欧洲很多玻璃工匠都是师承威尼斯。1827年发明的玻璃压印机器,开展了大规模生产廉价玻璃器具的道路。

玻璃上有时会以酸或其他腐蚀物料刻上艺术图案。传统的造法是在吹或铸玻璃的时候由工匠刻作。后来在1920年发明了可以在模具上加上雕刻的办法,亦可以使用不同颜色的玻璃,于是在1930年以后,大量生产的廉价玻璃器具逐渐出现。

中国西周时亦已开始制造玻璃。在西周时期的古墓中曾发现玻璃管、玻璃珠等物品。南北朝以前,中文多以琉璃称以火烧成,玻璃质透明物。宋时则开始称之为玻璃。到明清时,习惯以琉璃称呼低温烧成,不透明的陶瓷。很多当时的“琉璃”严格上来说,并不属于现代所说的“玻璃”。

玻璃分类

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毫米玻璃, mm在日常中也称为毫米。所说的3毫米玻璃,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毫米玻璃,主要用于外墙窗户、门扇等小面积透光造型等等

3、 7--9毫米玻璃,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毫米玻璃,可用于室内大面积隔断、栏杆等装修项目。

5、 11--12毫米玻璃,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毫米以上玻璃,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:

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。

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。

玻璃 - 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。

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