玻璃的基本知识

    玻璃是以石英砂、纯碱、石灰石等无机氧化物为主要原料，与某些辅助性原料经高温熔融，成型后经过冷却而成的固体。与陶瓷不同的是，它是无定形非结晶体的均质同向性材料。
    玻璃是现代室内装饰的主要材料之一。随着现代建筑发展的需要和玻璃制作技术上的飞跃进步，玻璃正在向多品种多功能方面发展。例如，其制品由过去单纯作为采光和装饰功能，逐渐向着控制光线、调节热量、节约能源、控制噪音、降低建筑自重、改善建筑环境、提高建筑艺术等多种功能发展，具有高度装饰性和多种适用性的玻璃新品种不断出现，为室内装饰装修提供了更大的选择性。

  玻璃在建筑装饰工程中，原只作为一种采光、防尘的手段，现代建筑装饰中，除要 满足以上要求外，在光线控制、噪声控制、温度控制和装饰性等方面有更高的要求。现 代装饰市场，各种工艺玻璃层出不穷，为设者及使用者提供了更多的选择。

―、玻璃的成分和生产

1.玻璃的成分 

 玻璃是无定型非结晶体，为均质的各向同性材料。玻璃是以石英砂、纯碱、长石、石灰石等为主要原料，在1550〜1600丈高温下熔融、成型，并经急冷而成的固体材 料。为了改善玻璃的某些性能和满足特种技术的要求，常常在玻璃的生产过程中加入某些辅助性原料（如助熔剂、着色剂等）或经特殊工艺处理，则可制得具有各种特殊性 能的特种玻璃。

 玻璃的化学组成复杂，其主要成分为Si02 (质量分数为72%左右）、Na20 (质量分 数为15%左右）、CaO(质量分数为9%左右），此外还含有少量A1203、MgO、Li20、 B203等。各主要成分在玻璃中的作用见表1-7-1。

表1-7-1几种主要氧化物对玻璃性能的影响                                     

氧化物名称	作 用
	增加	降低
二氧化硅 (Si〇2)	熔融温度、化学稳定性、热稳定性、机械 强度	密度、热膨胀系数
氧化钠   (Na20)	热膨胀系数	化学稳定性、耐热性、熔融温 度、退火温度、韧性
氧化钙   (CaO)	硬度、机械强度、化学稳定性、退火温度	耐热性
三氧化二铝 (A1203)	熔融温度、化学稳定性、机械强度	析晶倾向
氧化镁   (MgO)	耐热性、化学稳定性、机械强度、退火 温度	析晶倾向、韧性

此外，在生产中会加人少量辅助原料，以改变玻璃的性能，满足多种使用要求0常见的辅助原料及其作用见表1-7-26。

表1-7-2玻璃原料中辅助材料种类及作用

种类	辅助材料名称.	作 用
助熔剂	莖石、硼砂、硝酸钠、纯碱等	缩短玻璃熔制时间，其中萤石与玻璃液中 杂质.FeO作用后，还可以增加玻璃的透明度
脱色剂	硒、硒酸钠、氧化钴、氧化镍等	在玻璃中呈现为原来的颜色补色，使玻璃 达到无色的效果
澄清剂	白砒、硫酸钠、铵盐、硝酸钠、二氧 化锰等	降低玻璃液粘度，有利于玻璃液消除气泡
着色剂	氧化铁（Fe203 )、氧化钴、氧化锰、 氧化铜、氧化铬等	赋予玻璃一定颜色，如氧化铁能使玻璃呈 黄或绿色，氧化钻能使玻璃呈蓝色等
乳浊剂	冰晶石、氟硅酸钠、磷酸=钙、氧化 锡等	使玻璃呈乳白色的半透明体

2.   玻璃的生产

普通玻璃的制造方法有多种，过去常用的有垂直引上法、水平引拉法、对辊法等,但现在国内外普遍流行浮法生产玻璃。

浮法生产的玻璃的最大特点是玻璃表面平整光洁、厚度均勻、极小的光学畸变，具有机械磨光玻璃的质量。它具有产量髙、质量好、规模大、板的宽度和厚度可调范围大等优点。

玻璃制品制造工艺流程图

(1) 计量与配料：将硅砂、苏打、芒硝、石灰石、白云石、长石、碎玻璃及其它辅助原料，按所生产的玻璃种类要求进行不同配比后搅拌均匀。
   (2) 熔融：混合好的原料在1400—1600℃的高温窑内进行熔融，窑的一端不断供料，熔融的玻璃液连续从另一端流出。
   (3) 澄清：玻璃原料熔化后，结晶即遭破坏，同时，硫酸盐、碳酸盐分解产产生二氧化碳、二氧化硫、三氧化硫等气体，产生气泡，必须加入澄清剂清除气泡。采用砷的氧化物作澄清剂时，其作用是它产生的大气泡在上升过程中将小气泡吸收排除，使玻璃液得以澄清。
   (4) 成型：熔融玻璃达到成型温度后慢慢冷却，根据用途成型为需要形状。平板玻璃的成型方法有浇注法、轧制法、引上法、浮法等。

 浇注法是将熔融的玻璃液流到铁板上之后转动滚筒将玻璃压展成板状。轧制法是用上下一对转动滚筒，将熔融玻璃沿水平方向引出成型。用这一方法可以成型夹丝玻璃、型板玻璃及波形玻璃。引上法是用滚筒将熔融玻璃沿垂直方向拉出成型，分为有槽法和无槽法。浮法是使熔融玻璃通过熔融金属(锡)表面，延伸入退火窑降温退火，经切割而成。