玻璃和塑料与其他仿宝玉石材料.ppt

4 玻璃和塑料与其他仿 宝玉石材料 4 玻璃和塑料与其他仿宝玉石材料 讲授提纲 4.1玻璃 4.1.1概述 4.1.2玻璃的分类与化学组成 4.1.3玻璃的生产工艺 4.1.4玻璃脱蜡铸造法 4.2塑料 4.2.1塑料的组分与分类 4.2.2塑料的特性 4.2.3仿宝玉石材质的塑料饰品 4.2.4有机玻璃饰品及制作方法 4.3其他人造晶体材料 4.3.1立方氧化锆 4.3.2钇铝榴石 4.3.3钆镓榴石 4.3.4钛酸锶 4.3.5碳化硅 4.4拼合石 4.4.1拼合石的构成与搭配原则 4.4.2举例 4.1玻璃 4.1.1概述 4.1.2玻璃的分类与化学组成 4.1.3玻璃的生产工艺 4.1.4玻璃脱蜡铸造法 4.1.1概述 n 玻璃是一类材质优良、资源丰富、制造技 术成熟和成本低廉的、适合大量生产的人 造无机非金属材料。 n玻璃在我国古代也叫谬琳、琉璃、陆璃、 颇璃等。通常： n把透明度比较高的器物叫做玻璃； n呈半透明有玻璃光泽的饰件称为琉璃； n不太透明而有玻璃光泽的饰件称为料器。 4.1.1.2玻璃的结构及物理化学性质 n玻璃是无规则结构的非晶态固体，玻璃态 物质的质点排列总的说是无规则的和统计 均匀的，因此，它的物理化学性质在任何 方向都是相同的。 n不同化学组成和结构的玻璃具有不同的物 理性质，为此人们可以设计不同的化学组 成，获得不同性质的玻璃。 4.1.1.2玻璃的结构及物理化学性质 n物理性质如下： (1)颜色 可以按照制品需要， 制成各种颜色； (2)透明度 可以按照制品需要 获得不同的透明度，大多数 品种是透明的，少数为半透 明至不透明的； (3)光泽 具有典型的玻璃光泽 ； (4)光学性质 各向同性； 4.1.1.2玻璃的结构及物理化学性质 (5)折射率 折射率范围一 般为1.441.7，最高可 达1.95，大于1.7的较软 ，较少用于仿宝石用途 ； (6)色散 可以制得不同的 色散，如0.009（无铅 ）， 0.098(含铅)， 0.037(仿钻石)；(7)特殊 光学效应 某些品种具 有猫眼、变色等效应； (8)莫氏硬度 可以制得不 同的硬度，一般范围为 57； 4.1.1.2玻璃的结构及物理化学性质 (9)(9)密度密度 可制得可制得 不同的密度，不同的密度， 一般范围在一般范围在2.02.0 4.2g4.2gcm3cm3 (10)(10)韧性韧性 一般较一般较 差，易破碎；差，易破碎； (11)(11)内含物内含物 有时有时 有些玻璃熔化有些玻璃熔化 质量欠佳含结质量欠佳含结 石等杂质；石等杂质； (12)(12)导热性低；导热性低； (13)(13)化学稳定性化学稳定性 较好；较好； 彩色玻璃原料 4.1.2玻璃的分类与化学组成 4.1.2.1模仿天然宝玉石材质的玻璃 仿水晶石英玻璃、铅玻璃 仿红宝石、蓝宝石、绿宝石彩色晶质玻 璃 仿猫眼石加入玻璃纤维的玻璃 仿蛋白石（欧泊）斯洛克姆宝石（玻璃 ） 仿砂金石加入三角形铜片的玻璃 4.1.3玻璃的生产工艺 4.1.4玻璃脱蜡铸造法 4.2塑料 4.2.1塑料的组分与分类 4.2.2塑料的特性 4.2.3仿宝玉石材质的塑料饰品 4.2.4有机玻璃饰品及制作方法 4.2.1塑料的组分与分类 n塑料的组成除了称为树脂(也可以 称作高聚物)的高分子化合物外， 还有某些具有特殊用途的添加剂( 或称助剂)。添加剂可以根据需要 适当选用，也可以不添加。 n树脂是塑料的最基本最重要的组 分，它决定着塑料的基本性质， 这就是人们为何常用塑料中的树 脂的名称来划分塑料和称呼塑料 的缘由。 n塑料的主要添加剂有增塑剂、稳 定剂、润滑剂、着色剂、填料(包 括增强材料)等。 塑料 树脂添加剂 4.2.1塑料的组分与分类 n按照不同化学组成、不同生产流程的塑料。以 及不同应用要求，可以制造出不同品种的塑料 。 (1)按照使用特性分类 有通用塑料、特种塑料两种 。 (2)按照受热呈现的基本行为分类 有热塑性塑料和 热固性塑料。 (3)按照成型加工方法分类 有压出成型、注射成型 、中空成型、模压成型、压延成型、搪塑成型 、浇铸成型、发泡成型等。 n目前，通用塑料的主要品种有聚乙烯、聚氯乙 烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料等。其中， 人们常见的装饰用塑料是名为“有机玻璃”的聚甲 基丙烯酸甲酯。 塑料的挤出成形 4.2.2塑料的特性 (1)颜色 可以制成各种颜色； (2)透明度 透明、半透明至不透明； 彩色塑料彩色塑料 4.2.2塑料的特性 (3)光泽 具有典型的蜡状光泽、树脂光泽，某些品种有各 种荧光； (4)光性 各向同性； (5)折射率 1.551.66，有时显异常双折射； (6)发光性 某些品种在紫外线下呈强荧光； (7)莫氏硬度 1.53； (8)密度 纯塑料一般在1.051. 55gcm3，加入配料后密 度会加大； (9)加工性 比较强，具有不同程度的可切性； (10)可燃性 可燃烧，并散发典型的辛辣气味； (11)内含物 内部可能有气泡、漩涡纹及弯曲的色带等。 4.2.3仿宝玉石材质的塑料饰品 n如果，我们能按照一定的 材质要求，适当地选择或 合成某些塑料材料，就可 以模仿各种有机宝石的材 质，如琥珀、煤精、龟甲 、珍珠、珊瑚、贝壳等； 也可以模仿一些玉石，如 翡翠、青金石、欧泊、绿 柱石等；通过表面镀膜处 理后，还可以模仿金属材 料的表面光泽，如黄金和 白银的色泽等。 4.2.4有机玻璃饰品及制作方法 n有机玻璃可以做成模仿水晶、珍珠、玉石 、象牙、玛瑙等的仿真首饰。 n有机玻璃饰品的加工方法很多，通常是按 照产品造型的不同及制作方法。目前，有 机玻璃饰品经常使用下面技术来制造。 n注射成型法 n热成型法 n冷加工法 n焊接法 4.3其他人造晶体材料 4.3.1立方氧化锆 4.3.2钇铝榴石 4.3.3钆镓榴石 4.3.4钛酸锶 4.3.5碳化硅 4.3.1立方氧化锆(Cubic Zirconia) 简称CZ，又名苏联钻。苏联科学院列别捷夫固体物理研究所的科学家 们研制出来的，并于1976年申请了专利 。 化学组成 ZrO2，通常加入CaO或Y2O3作为稳定剂，另外加入Nd、 Co、Ce、Pr、Ti、Cr等元素作为着色剂，可以呈现各种颜色。 晶体结构 等轴晶系，常呈块状； (1)颜色 可以制成各种颜色； (2)透明度 透明； (3)光泽 强玻璃光泽； (4)光学性质 各向同性 (5)折射率 2.152.19，单折射 (6)色散 0.060； (7)发光性 一般呈黄色，黄绿色荧光； (8)莫氏硬度 8.5； (9)密度 一般在5.66gcm3。 4.3.1立方氧化锆（ZrO2) 合成立方氧化锆的性质与 钻石的性质很接近,常用 来仿制钻石。 n折射率高达2.17，色散 为0.06，与钻石的2.42和 0.044非常接近。宝石成 品的彩色闪光更为艳丽 。 n摩氏硬度为8.5，仅略低 于红蓝宝石。将它琢磨 成圆钻形的棱面石后， 外观与钻石几乎无法分 辨。 4.3.2钇铝榴石(Yttrium Aluminium Garnet) 化学组成 Y3Al5O12 简称YAG，又称美国钻。 钇铝榴石的晶体结构是等轴晶系，常呈块状; (1)颜色 可以制成各种颜色，有变色效应； (2)透明度 透明； (3)光泽 玻璃光泽； (4)光学性质 各向同性； (5)折射率 1.94，单折射； (6)色散 0.028； (7)发光性 不同颜色的钇铝榴石，可以呈现不同的荧光； (8)莫氏硬度 8； (9)密度 一般在4.54.66cm3 4.3.2钇铝榴石 n这是一种仿钻石的极好材料，微均质体，亚金 刚光泽，硬度8-8.5，色散柔和，与金刚石相似 。但起比重比钻石大，硬度稍低，观察刻面宝 石的腰围处，钇铝榴石中可见磨盘留下的斜擦 痕，而钻石则呈毛玻璃状。 4.3.3钆镓榴石 (Gadolinium Gallium Garnet) n简称GGG。 n化学组成 Gd3Ga5O12： n晶体结构 等轴晶系，常呈块状； n(1)颜色 一般为无色至浅褐色黄色； n(2)透明度 透明； n(3)光泽 玻璃光泽； n(4)光学性质 各向同性 n(5)折射率 1.952.00 n(6)色散 0.045；单折射 n(7)发光性 在短波紫外线下呈现中至强的橙色荧光； n(8)莫氏硬度 5.57，无解理； n(9)密度 7.05gcm3。 4.3.4钛酸锶(StrontiumTitanate) 又称瑞士钻。 化学组成 SrTiO3。 晶体结构 等轴晶系，常呈块状； (1)颜色 可以制成各种颜色； (2)透明度 透明； (3)光泽 玻璃光泽至亚金刚光泽 (4)光学性质 各向同性； (5)折射率 2.41，单折射； (6)色散 0.19，很强； (7)发光性 一般为惰性； (8)莫氏硬度 56，抛光性能差 (9)密度 5.15g / cm3。 4.3.5碳化硅(Synthetic -moissanie) 主要化学组成 SiC，另含少量的Al、Fe、Ca、Mg等元素 晶体结构 六方晶系 (1)颜色 灰蓝色、灰绿色、无色； (2)透明度 透明； (3)光泽 亚金刚光泽； (4)光学性质 一轴晶，正光性； (5)折射率 2.152.19； (6)色散 0.104； (7)发光性 无； (8)莫氏硬度 9.5； (9)密度 3.22gcm3。 4.4拼合石 4.4.1拼合石的构成与搭配原则 4.4.2举例 拼合石 拼合石是一种由不同 材质的两部分或更多 部分粘接而成的半天 然半人造的复合宝石 。通过制作某些特定 材质的拼合石，可以 用它来弥补天然宝石 的材质缺陷或资源匮 乏。但是，也要防止 以拼合石冒充天然整 体宝石的“鱼目混珠”方 式的不良行为。 以石榴石为顶的拼合石以石榴石为顶的拼合石 4.4.2拼合石举例（1） 4.4.2拼合石举例（2） 4.4.1拼合石的构成与搭配原则 n各种天然材料、合成材料或仿制材料，一 般都可以作为拼合石的构成部分。但是， 为了提升拼合石的装饰效果，拼合材料的 选用应该符合下述的一定的搭配原则。 4.4.1拼合石的构成与搭配原则 (1)首先按照拼合石的整体设计思路，确定拼合宝 石的主要观赏面(冠部或顶部)的材料，一般选择 优质的天然宝石。 (2)按照冠部或顶部材料的