材料讲义文稿

武汉科技大学 艺术与设计学院 1 设计材料工艺学 MaterialMaterial andand TechnologyTechnology ofof DesignDesign 学时安排 5454 学时学时 课程简介与教学目的 设计材料工艺学 是工业设计专业的一门重要专业基础课 工业设计学科是一门艺术与科学交叉融 合与应用性强的新学科 设计是人类需求与目的 材料的工艺结构 技术的原理组合 造型的审美形式等 重要因素构成的一个完整的系统 不可分割 相关的材料与工艺知识是设计的重要因素和基础 教材 国家 十一 五 规划教材 郑建启编著 设计材料工艺学 高等教育出版社 注 注 因篇幅所限 讲义中省略图片和表格 武汉科技大学 艺术与设计学院 2 第一章第一章 课程概述课程概述 1 11 1 课程性质与学习目的课程性质与学习目的 1 21 2 材料工艺与设计的关系材料工艺与设计的关系 1 31 3 课程的主要学习内容与学习方法课程的主要学习内容与学习方法 1 41 4 材料的材型材料的材型 1 11 1 课程性质与学习目的课程性质与学习目的 产品制造工艺课程是工业设计的专业基础课 设计是有限制的 不能天马行空 设计必须受到市场 环境 材料工艺的限制 材料工艺是设计的限制限制 熟悉材料工艺 是为了获得更多的自由自由 1 21 2 材料工艺与设计的关系材料工艺与设计的关系 材料与技术是产品设计的物质技术基础 对设计的实现有着极其重要的关系 产品有四个主要的元素 材料 造型 色彩 结构 其中材料 工艺 与其他三个元素都有密切的联 系 实物举例 两把小剪刀与两只修眉器实物举例 两把小剪刀与两只修眉器 材料技术的发展促进了设计的发展 例子如下材料技术的发展促进了设计的发展 例子如下 A 深冲工艺让产品有了很小的倒角 使金属产品造型摆脱了大弧面倒角的笨重造型 B 胶合板工艺的发展使得家具设计中出现了更多的自由曲面 雅各布森设计的 蛋 椅是热压胶合 板整体成型 具有雕塑般的美感 C 塑料的广泛应用使产品造型丰富多彩 潘顿玻纤增强塑料椅一次成型 1 31 3 课程的主要学习内容与学习方法课程的主要学习内容与学习方法 本课程主要学习的五种材料及其工艺 金属 陶瓷 玻璃 塑料 木材金属 陶瓷 玻璃 塑料 木材 A 材料基本性能 B 材料的主要生产工艺 C 典型产品工艺解析 学习方法 学习方法 记笔记 图文结合 重点解决以下两个问题 A 特定的材料在某种工艺的能制造出什么样的造型 特定的材料在某种工艺的能制造出什么样的造型 B 表面处理工艺能够达到什么样的效果 表面处理工艺能够达到什么样的效果 考核方式 考试 但求理解 无需死记 考核方式 考试 但求理解 无需死记 1 4 材料的材型材料的材型 武汉科技大学 艺术与设计学院 3 材料的材型主要分为以下几种 块材 金属 木材 粘土块材 金属 木材 粘土 片材 金属 木材片材 金属 木材 线材 如钢丝线材 如钢丝 颗粒 主要指塑料颗粒 主要指塑料 武汉科技大学 艺术与设计学院 4 第二章第二章 金属材料及其工艺金属材料及其工艺 2 12 1 金属材料概述金属材料概述 2 22 2 金属分类金属分类 2 32 3 金属的一般性质金属的一般性质 2 42 4 产品设计中常用金属产品设计中常用金属 2 52 5 金属成型工艺金属成型工艺 2 62 6 金属表面工艺金属表面工艺 2 12 1 金属材料概述金属材料概述 金属和人类的相互关系悠久而深远 人类利用金属已达 5000 多年之久 上可追溯到青铜器时代 今天 在日常生活和工业生产中能接触到的小到锅 勺 刀 剪等生活用品 大到机器设备 交通 工具 大型建筑物等 哪一样都离不开金属 所以 现在有人把金属的生产和运用作为衡量一个国家工业水平的标志 金属在今天工业产品材料 中占据着中心的地位 2 22 2 金属分类金属分类 金属可分为黑色金属 有色金属和特种金属 其他分类方式简略带过 2 32 3 金属的一般性质金属的一般性质 金属的一般性能 一般性能 A 导电 导热性好 B 特有色彩与光泽 C 延展性好 D 可在熔融状态下形成合金 以改善性能 E 多数易氧化 F 表面工艺性能优越 金属的机械性能 机械性能 1 强度高 2 塑性好 3 硬度高 4 冲击韧性好 5 耐疲劳强度高 金属的加工性能 加工性能 1 铸造性好 2 锻造性好 铸铁除外 3 焊接性好 铸铁除外 4 切削加工性好 纯铜 不锈钢除外 2 42 4 产品设计中常用金属产品设计中常用金属 黑色金属黑色金属 纯铁 一般无用 武汉科技大学 艺术与设计学院 5 铸铁铸铁 含碳量高 相对而言 强度 韧性不太高 耐磨性好 主要用于制造工作台面 零部件 铸造性好 表面粗糙 强度不高 消振性好 耐磨性好 用于制造车辆底盘 钳子 机床台面 机器 零件 液压件 钢材钢材 主要分碳素钢 合金钢 应用非常广泛 按用途分为结构钢 工具钢 特殊性能钢 结构钢 建筑桥梁工程用钢 船舶车辆用钢 滚动轴承 弹簧用钢 工具钢 刃具 量具 模具钢 特殊性能钢 不锈钢 耐热钢 按成分分为碳素钢 合金钢 按外形分为型钢 圆钢 方钢 工字钢 钢板 包括钢带 钢管 钢丝与钢绞线 碳素钢 自行车 家具的造型材料 重要机械零件 一般日用产品 钢琴丝 工具 刃具 模具 量具 等 合金钢 性能比碳素钢更优越 用于制造车辆 船舶 餐具等产品 有色金属有色金属 铝及铝合金 铝及铝合金 纯铝主要用作电线 电缆 器皿 铝合金质轻 强度高 比强度超过钢 可阳极氧化成各种颜色 用于制作管道 弯曲零件 飞机大梁 起落架 汽车车身 数码电子产品 铜及铜合金 铜及铜合金 导电性好 导热性好 纯铜紫红色 一般用处不大 主要有几种合金 黄铜 一般是铜锌合金 用于电源插座头 精密医疗器械 灯具装饰材料 铭牌 青铜 主要是铜锡合金 用于制作零件 白铜 镁及镁合金 镁及镁合金 镁是日常应用中最轻的结构金属 密度约为铝的 2 3 由于导热性 电磁屏蔽性好 常用于电子产品的壳 罩 如手机 镁合金广泛用于制造航空工业 汽车工业 军工领域 电子器材 运动器材 如网球拍 钛及钛合金 钛及钛合金 武汉科技大学 艺术与设计学院 6 钛难于冷加工 具有非常高的比强度 典型产品为眼镜框 高尔夫球拍 便携式电脑 照相机 高档行李箱 航空工业 如火箭头 等 锌合金 锌合金 由于稳定性极好 常作为镀层材料 常用于手表背面 水龙头 锡合金 锡合金 用于制造罐头盒和各种容器 粉末合金粉末合金 2 5 金属成型工艺金属成型工艺 金属材料的成型加工按其特点分为冷加工冷加工和热加工 俗称 并不一定根据温度来定义 热加工 俗称 并不一定根据温度来定义 热加工成型有液态成型 塑性成型 固态成型三种方法 铸造 铸造 将高温下的金属熔液灌入特定造型的模具 待金属凝固后 将模具拆除 即可制造出所需的形态 砂铸砂铸种类很多 主要不同是表面精细度和加工的零件数量 砂铸主要包括普通砂型铸造 二氧化碳硅 酸盐铸造和壳体铸造 普通砂型铸造 用沙子与粘土制作原模 有的利用木材制作 将沙子埋入砂型 压紧后分离上下砂型 取出原模 从预留的上流道将金属熔液流进模具 气体从预留的出气孔排出 二氧化碳硅酸盐铸造 这是近年出现的新工艺 特点在于加工中使用水玻璃代替粘土制作保固层 这部分在铸造过程中会被 转化为二氧化碳 因为水玻璃比较坚硬 最终产品更为细腻精确 壳体铸造 使用非常精细的纯沙 外面包裹了热固性树脂 模具壁可以做的比较薄 可达到 1 厘米厚 相比传 统砂铸 它不仅节省型砂 还可以获得更好的精确度和光滑的表面 砂铸相关材料 砂铸相关材料 一般低熔点金属铅 锡 锌 铝 铜 铁以及某些钢材都可以进行砂铸 砂铸类似工艺 砂铸类似工艺 类似但更昂贵的工艺有高压铸造和精铸 熔模铸造 砂铸优点 砂铸优点 价格低廉 易操作 能加工复制形态 砂铸缺点 砂铸缺点 大小批量都可 但小批量生产价格较高 铸造零件需后期处理 速度较慢 武汉科技大学 艺术与设计学院 7 精铸精铸又称失蜡铸造 熔模铸造熔模铸造 加工的第一步是生产模具 一般是铝制 即快速制造蜡模 数个蜡 模被安装在输送器上 整个仪器看起来像一根树 整个蜡模树侵入陶瓷浆料中 当坚硬后会形成坚硬的陶 瓷外壳 之后烘烤蜡模架 将蜡熔化 接下来就可以注入金属液体了 冷缺成型后 陶瓷外壳被打碎 里 面制品被取出 由于陶瓷模具会被打破 因此任何复杂的形态都可以被制造出来 这是其他刚性模具不能 比拟的 熔模铸造相关产品 熔模铸造相关产品 珠宝 塑像 医用工具 熔模铸造相关材料 熔模铸造相关材料 多数金属 熔模铸造类似工艺 熔模铸造类似工艺 高压铸造 砂铸和离心铸造 熔模铸造优点 熔模铸造优点 模具费用较低 可制造复杂中空物体 精确度高 不需后期加工 可实现任何设计 产量可大可小 熔模铸造缺点 熔模铸造缺点 加工步骤太多 有些铸造厂使用的粘合剂对环境有害 速度缓慢 高压铸造高压铸造是复杂金属零件制造成本最低的一种工艺 当需要制造大量造型复杂的产品时 这是较好的 一种工具 加工时将熔化的金属倒入一个暂时容器中 再由栓塞将熔化的金属以高压压入模具空腔 这个压力会 一直维持到金属固化下来 并利用一个弹出销零件顶出模具 高压铸造的模具也是分开两半的 与精铸不同 高压铸造需要设计拔模角度 高压铸造特别适合制造薄壁 复杂而有开口的零件 高压铸造相关产品 高压铸造相关产品 可生产一系列电子产品的框架部分 如个人电脑 DVD 机 相机 家具零件 刮胡刀手柄 高压铸造相关材料 高压铸造相关材料 熔点较低的金属 如铝 锌 铜 镁合金 高压铸造类似工艺 高压铸造类似工艺 精铸 砂铸和离心铸造 高压铸造优点 高压铸造优点 十分适合制造复杂物体 立体与表面精确度都高 不同部分连接性好 只需少量的后期处理 速度较 快 与普通铸造相比 高压铸造件内气孔较少 便于热处理和焊接 高压铸造缺点 高压铸造缺点 模具昂贵 因此只能用于大批量生产 铸造完后有合模余料 零件的结构强度不能很好地保证 离心铸造离心铸造一般用来制造大型金属圆筒的制造工艺 而且加工后的金属产品表面质量的可控性很高 它 是利用离心力将熔化的金属在模具内壁里甩动 以制造不同的形状来 武汉科技大学 艺术与设计学院 8 离心铸造相关产品 离心铸造相关产品 该工艺更适合小批量生产重工业中直径很大的中空产品 管道 灯柱 室外家具等 离心铸造相关材料 离心铸造相关材料 多数金属 两种不同的材料可同时进行加工 如玻璃和塑料 离心铸造类似工艺 离心铸造类似工艺 精铸 砂铸和高压铸造 离心铸造优点 离心铸造优点 由于加工中不会形成不规则的表面纹理 因此可以制造出任何方向的 机械性能很高的零件 离心铸 造制造的零件 强度很接近锻造 离心铸造可加工出外表面纹理细致的产品 并令产品更抗氧化 小规模 生产也很经济 离心铸造缺点 离心铸造缺点 产品种类少 产品形态很少 塑性加工塑性加工即在外力作用下金属材料通过塑性变形 获得具有一定形状 尺寸和力学性能的零件或毛坯 的加工方法 轧制 轧制 通过两个旋转轧辊的压力使金属坯料通过一个特定的空间塑性变形 而获得所要求的截面形状 并同时改变其组织性能的一种加工工艺 轧制可加工成不同截面形状的原材料 如圆钢 方钢 角钢 工字钢 钢轨等 轧制包括热轧与冷轧 主要是将钢坯制造原材料 型钢 针对材型 块材 锻造锻造 利用冲击力或压力使金属在上下台面之间产生塑性变形 改变内部组织获得所需形状的方法 锻造分为自由锻和模锻 传统铁匠工艺 自由锻可分为手工锻和机器锻 模锻分为与自由锻相比能够获得形状较复杂 尺寸较准确的零件 一般生产对性能要求较高的零部件 针对材型 块材 锻造相关产品 锻造相关产品 零部件 锤子 扳手 刀剑 飞机框架 锻造相关材料 锻造相关材料 多数金属的锻造性都较好 而金属的铸造性差别较大 锻造类似工艺 锻造类似工艺 挤压 锻造工艺优点 锻造工艺优点 能改善材料性能 与铸造相比 较节省材料 武汉科技大学 艺术与设计学院 9 锻造工艺缺点 锻造工艺缺点 模锻中产生边料 需用机器修补 挤压 挤压 指对金属锭坯施加强大压力 使其发生塑性变形从挤压模具中流出 或充满凹凸型腔 而获得 所需制品的方法 挤压包括正向冲击挤压和反向冲击挤压 其中反向冲击挤压更为多见 前者加工实心形体 如零件 后者加工薄壁中空形体 针对材型 块材变薄壁 挤压相关产品 挤压相关产品 饮料罐 食品包装罐等 挤压相关材料 挤压相关材料 镁 铝 锌 铅 铜 低合金钢等 挤压类似工艺 挤压类似工艺 锻造 挤压工艺优点 挤压工艺优点 生产速度很快 能制造价格低廉且外形各异的立方体和圆柱的交叉零部件 一般是对称的 可制造 整体 无接缝的产品 与其他高产量设备相比 价格低廉 挤压工艺缺点 挤压工艺缺点 反向冲击挤压只适合长度比直径多出四倍以上的产品 须在后期加工中添加锥度和螺纹 形体受模具 的严格限制 拉拔拉拔 与挤压类似 不同的是 拉拔是拉材料 挤压是推材料 针对材型 块材变型材或钢丝 冲压冲压 又称板料冲压 利用冲模在压力机上使板料变形 针对材型 片材 变为薄壁 冲压相关产品 冲压相关产品 汽车外壳 机电产品外壳 冲压相关材料 冲压相关材料 多数金属片材 冲压工艺优点 冲压工艺优点 生产速度很快 可制造复杂形状 冲压工艺缺点 冲压工艺缺点 冲压深度有限 一般需切割边缘 旋压旋压 将金属片材安装在心轴上 然后在高速旋转下用工具对片材进行碾压 武汉科技大学 艺术与设计学院 10 针对材型 片材 变薄壁 旋压相关产品 旋压相关产品 铁锅 铝锅 灯座 灯罩 保温瓶等 旋压相关材料 旋压相关材料 多数金属片材 旋压类似工艺 旋压类似工艺 拉坯 旋压工艺优点 旋压工艺优点 适合大规模生产 也适合小规模生产 模具费用低廉 可以在没有多余加工的情况下 切割或焊接 加工复杂的形态 其高级版本薄膜旋压和流动旋压成型可加工更厚的金属 旋压工艺缺点 旋压工艺缺点 有些材料在加工中会被磨花 一般还需后期处理 滚压滚压 可以用来加工连续长度的任何产品 从方形到圆形的 它将连续的金属片 塑料片 一般是建 材 或者玻璃片材放入数个成型滚压轴中 将材料压制成所需的形状 滚轴数根据所需形状决定 滚压相关产品 滚压相关产品 零件 U 型玻璃 拉门轨道等 滚压相关材料 滚压相关材料 金属 玻璃等 滚压类似工艺 滚压类似工艺 挤压 滚压工艺优点 滚压工艺优点 可连续加工很长的片材 滚压工艺缺点 只限于加工厚度相同的材料 液压液压金属成型的精髓在于它将金属管利用高压液体进行膨胀处理 具体形状受模具限制 针对材型 金属管材 液压相关产品 液压相关产品 自行车框架 自行车框架 T 型管 机动车框架零件型管 机动车框架零件 液压相关材料 液压相关材料 钢材 铝等延展性好且能承受巨大张力的金属材料 液压类似工艺 液压类似工艺 充气式金属 液压工艺优点 液压工艺优点 由于没有结合部分 零件统一坚固 且形态复杂 可制造重量低强度高的零件 对产品而言 可减少 武汉科技大学 艺术与设计学院 11 零件数 液压工艺缺点 液压工艺缺点 设备投资较高 批量过小则成本高 弯曲弯曲 针对材型 金属管材 片材 线材等针对材型 金属管材 片材 线材等 剪切剪切工艺就是在凸模和凹模之间存在的类似于剪子一般的行为 针对材型 片材 冲切与冲裁冲切与冲裁类似 都是将片材上移除一部分材料并留下一个空洞 冲切是一次加工多片片材 形成多 个同样的形状 而冲裁则在一片片材上切割出多个形状 针对材型 片材 车削与镗削车削与镗削 它们都是对旋转的材料进行切割加工 车削是切削材料的表面 镗削指的是切割内腔 一般是在空心的工件上精加工圆柱形的内轮廓 针对材型 块材 铣削 铣削 铣削刀具有多个齿 进给运动方向一般垂直于刀具轴线 针对材型 块材 电子束加工电子束加工 这是一种万能的切割工艺 它可以对零件进行焊接 打眼或者煅烧 作为一种加工工艺 它的优点是可以精密到微米级的精确度进行加工 电子束加工必须在真空环境里面进行 这使得它的加工 范围有限 针对材型 块材 等离子弧切割等离子弧切割 适用于加工厚的片材 不适合加工 2mm 以下的片材 对小批量而言较为经济 除了铝和不锈钢 几乎所有导电金属都可用这种工艺加工 在自动化生产中 可从 CAD 读取文件 化学铣切化学铣切 又称光蚀刻 化学铣切又称光蚀刻 专门针对金属材料 是一种使用腐蚀性酸在薄 平的 金属片上处理复杂图案的方法 类似冲洗胶卷 其图案来至于 CAD 文件 适合于加工薄片 针对材型 片材 水切割水切割 水射流直径 0 5 毫米 以两倍于音速的速度喷出 水切割精度很好 如使用附加磨料 水射 流加工也可切割如石榴石这样坚硬的物料 针对材型 片材 可加工玻璃 木材 塑料 陶瓷等 不适合加工吸水性材料 优点 可加工精密细节 多数材料都可利用水切割进行加工 缺点 不宜切割厚的材料 激光切割激光切割 与水切割 电子束切割相似 激光切割也不需要任何模具 并且加工过程也可以由 CAD 文件来控制 适合多种类的材料 切割后表面无需后期加工 对大批量生产而言较为耗时 不仅适合切割 武汉科技大学 艺术与设计学院 12 金属 这种方法更适合切割玻璃陶瓷 其他方法很难切割 氧化炔切割氧化炔切割 又称气焊 该工艺可用于切割 更多的用于焊接 但是仅限于加工铁质金属和钛质金属 焊接焊接 是通过加热或加压 或两者同时并用 使两个分离的物体产生原子间结合力而连接成一体的成 形方法 根据焊接过程中加热程度和工艺特点的不同 焊接方法可以分为三大类 熔焊熔焊 压焊压焊 钎焊钎焊 1 熔焊熔焊 将工件焊接处局部加热到熔化状态 形成熔池 通常还加入填充金属 冷却结晶后形成 焊缝 被焊工件结合为不可分离的整体 常见的熔焊方法有气焊 电弧焊 电渣焊 等离子弧焊 电子束常见的熔焊方法有气焊 电弧焊 电渣焊 等离子弧焊 电子束 焊 激光焊等 焊 激光焊等 2 压焊压焊 在焊接过程中无论加热与否 均需要加压的焊接方法 常见的压焊有电阻焊 摩擦焊 冷 压焊 扩散焊 爆炸焊等 焊接难于熔焊的金属材料 焊接难于熔焊的金属材料 3 钎焊钎焊 采用熔点低于被焊金属的钎料 填充金属 熔化之后 填充接头间隙 并与被焊金属相互 扩散实现连接 主要用于焊接冶金性能相似的金属 主要用于焊接冶金性能相似的金属 2 6 金属表面工艺金属表面工艺 金属材料表面工艺一般具有保护和装饰表面的双重作用和功效 金属的表面工艺分为表面改性处理表面改性处理和 金属材料的表面装饰技术表面装饰技术 金属材料的热处理 金属材料的热处理 它是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度 并在此温度中保持一 定 时间后 又以不同速度冷却 以达到改善材料性能的一种工艺 金属表面装饰工艺包括肌理工艺和着色工艺 抛光抛光 利用柔性抛光工具和磨料颗粒或其他抛光介质对工件表面进行的修饰加工 抛光不能提高工 件的尺寸精度或几何形状精度 一般用来获得光滑表面光滑表面或镜面光泽镜面光泽为目的 抛光流程 通常以抛光轮作为抛光工具 抛光轮一般用多层帆布 毛毡或皮革叠制而成 两侧用 金属圆板夹紧 其轮缘涂敷由微粉磨料和油脂等均匀混合而成的抛光剂 抛光时 高速旋转的抛光轮 圆 周速度在 20 米 秒以上 压向工件 使磨料对工件表面产生滚压和微量切削 从而获得光亮的加工表面 喷砂喷砂 是采用压缩空气为动力 以形成高速喷射束将喷料 铜矿砂 石英砂 金刚砂 铁砂 海 砂 高速喷射到被需处理工件表面 使工件表面的外表面的外表或形状发生变化 由于磨料对工件表面的 冲击和切削作用 使工件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度 使工件表面的机械性能得到改善 因 此提高了工件的抗疲劳性 增加了它和涂层之间的附着力 延长了涂膜的耐久性 也有利于后期涂饰 拉丝拉丝 表面拉丝是对金属表面进行加工 形成具有表面肌理的一种工艺 根据需要 可制成直纹 乱纹 波纹 旋纹 螺纹等 一般用铜丝 毛毡等作为工具 表面蚀刻表面蚀刻 表面蚀刻是利用化学药品的作用使被加工金属表面的特定位置浸蚀溶解而形成凹凸摸 样的一种加工方法 一般金属板厚度不低于 1mm 表面镶嵌表面镶嵌 表面镶嵌是在金属表面刻画出阴文 嵌入金银丝或金银片等质地较软的金属材料 然 后打磨平整 使金属或金银呈现纤巧华美的装饰效果 电镀电镀 利用电解在制件表面形成均匀 致密 结合良好的金属或合金沉积层的过程 该工艺价格 武汉科技大学 艺术与设计学院 13 较为低廉 涂饰涂饰 使用刷涂 喷涂 浸涂等方法 在金属表面涂覆有机涂层的方法 珐琅着色珐琅着色 将经过粉碎 研磨的珐琅釉料涂施于经过金属加工工艺制作后的金属制品的表面 经 过干燥 烧制等过程形成膜层 化学着色化学着色 化学着色是将经过氧化处理的金属材料浸入有机或无机染料溶液中 染料浸入氧化膜 的孔隙发生作用而着色的方法 化学着色设备简便 成本低廉 色彩种类多 由于着色层一般较薄 耐光性差 腐蚀性差 只适用 于室内装饰 阳极氧化着色阳极氧化着色 在特定的溶液中 以化学或电解的方法对金属进行处理 生成能够吸附染料的膜 层 在染料作用下着色 或使金属与染料微粒共析形成复合带电镀层的方法 阳极氧化工艺染色的色彩艳丽 色域宽广 厚度较厚 但目前只能够用于铝等少数几种金属 电解着色电解着色 将金属氧化后在特定的溶液中进行二次电解处理 在电场作用下 金属阳离子渗入氧 化膜的孔隙中 并沉积在孔底 从而使氧化膜产生青铜色系 棕色系 灰色系 以及红青蓝等色调的方法 武汉科技大学 艺术与设计学院 14 第三章第三章 陶瓷与玻璃及其工艺陶瓷与玻璃及其工艺 3 13 1 陶瓷材料及其工艺陶瓷材料及其工艺 3 23 2 玻璃材料及其工艺玻璃材料及其工艺 3 33 3 产品设计中陶瓷 玻璃产品应用的例子产品设计中陶瓷 玻璃产品应用的例子 对陶瓷与玻璃制品而言 与金属不同的是 它们的冶炼与最终产品制造多数是在一个工厂完成了 热与金属不同的是 它们的冶炼与最终产品制造多数是在一个工厂完成了 热 弯玻璃和玻璃管拉丝模塑等少数工艺除外 弯玻璃和玻璃管拉丝模塑等少数工艺除外 一般不存在过渡型材 也就是说 生产金属制品的工厂买进 的原材料可能是铁皮 钢管 生产塑料制品的工厂买进的原材料是塑料颗粒或者塑料板材等 而生产陶瓷 玻璃制品的工厂买进的则是石英 粘土等 3 13 1 陶瓷材料及其工艺陶瓷材料及其工艺 陶瓷陶瓷是用天然或人工合成的粉状化合物 经过成型和高温烧结制成的 由金属元素和非金属元素的无 机化合物构成的多相固体材料 包括陶器陶器和瓷器瓷器 广义地讲 它也包括玻璃 搪瓷 石膏 水泥 石灰 砖瓦 耐火材料等人造无机非金属材料 狭义地讲 它只包括普通陶瓷和特种陶瓷 一般把胎体没有致密烧结的粘土和瓷石制品 统称为陶器 其中烧制温度较高 烧结程度较好的那一 部分称为硬陶 把施釉的称为釉陶 相对而言 经过高温烧成 胎体烧结程度较为致密 釉色品质优良的粘土或瓷石制品称为瓷器 陶瓷陶瓷 china 中国是陶瓷的故乡 先民受到黏土落入火堆坚硬变形的启发 发明了陶器 并开始用泥土盘筑制作器物 我国的真正的瓷器最早出现在东汉时期 即青瓷 此后烧瓷技术历代都有发展 出现了风格迥异的瓷 器 普通陶瓷 普通陶瓷 餐具 茶具 烹调用具 缸 瓷砖 洗涤器具 卫生洁具 马桶 浴盆 水槽 陶塑人物 花瓶 花盆 园林用琉璃制品 特种陶瓷特种陶瓷 功能陶瓷 指具有一定特殊声 光 电 磁 热等物理化学功能的陶瓷 主要利用其物理功能来制作 元件 如压电陶瓷用来制作位移或压力传感器 生物陶瓷用来制作人工骨骼 牙齿等 如压电陶瓷用来制作血压计 人造心脏起搏器 电子秤等 特种陶瓷特种陶瓷 结构陶瓷 指具有优越的强度 硬度 绝缘性 热传导 耐腐蚀 耐磨耗的陶瓷 它们可以在非常苛 武汉科技大学 艺术与设计学院 15 刻的工程应用中展示其高稳定性和优越的机械性能 透明陶瓷 玻璃是人们使用最早 最广泛的透明材料 但玻璃强度一般较低 不耐高温 在许多即要 求透明有要求其他优良性能的场合 玻璃无法胜任 透明陶瓷正好弥补了这一缺陷 它强度高 耐高温 抗化学腐蚀性好 能经受强烈的辐射 用来做超音速飞机风挡 防弹车窗 防弹盾 坦克观测窗等 陶瓷成型工艺 陶瓷成型工艺 原料配制原料配制 陶瓷最基本的原料是石英 长石 黏土三大类和一些其他化工原料 这些原料一般都要经过加工制备 如果原料不够纯净 需拣选 淘洗 硬质原料还需经过研磨 以改善原料的质量与性能 使之符合成型操 作和满足制品质量的要求 成型成型 1 1 可塑成型 可塑成型 包括挤压成型 车坯成型 盘车与拉坯成型 滚压成型 轧制成型等 挤压成型 与金属类似 用来制作圆形 方形 椭圆形 六角形瓷棒和瓷管等 车坯成型车坯成型 将挤压出的圆柱形泥段作为坯料 在卧式或立式车床上加工成型 一般用来加工形状复杂的大型圆形 制品 盘车与拉坯成型盘车与拉坯成型 盘车与拉坯成型适宜于制造圆形陶瓷空腔产品 如花瓶 杯子 盘子等 拉坯成型一般用来制作深腔造型 它首先需要用力挤压粘土直到它被压成圆盘状 用了形成衬里 衬 里被置于杯模中 杯模放在旋转的拉坯轮上 这和手工拉坯相似 在转轴上 粘土在模具内部逐渐成型 并形成器壁 一个纵断面切刀会刮掉多余的粘土 形成精细的内壁轮廓 盘车与拉坯成型十分类似 但是它主要用于加工内腔深度较浅的产品 与拉坯相比 它是 由内向外 的加工方式 因为纵断面切削的是外表面 盘车与拉坯成型特点 典型产品 典型产品 盘车适宜制作浅形容器 拉坯成型适宜于制造深形容器 工艺优点 工艺优点 适于大批量 也适合小批量生产 每部分的厚度和尺寸可完全控制 与注浆相比 具有更高的性价比 工艺缺点 工艺缺点 只能加工圆形物体 滚压成型滚压成型 是在拉坯成型基础上发展起来的一种可塑成型方法 它也采用旋转的轱辘 只是把刀具改成了滚压头 武汉科技大学 艺术与设计学院 16 轧制成型轧制成型 一种新发展的工艺 一般针对特种陶瓷 与金属轧制类似 2 2 注浆成型 注浆成型 注浆成型注浆成型是陶瓷成型中的一种基本方法 其成型工艺简单 即将制备好的坯料泥浆注入多孔性模型内 由于多孔性模型的吸水性 泥浆在贴近模壁的一层被模子吸水而形成一均匀的泥层 随时间的延长 当泥 层厚度达到所需尺寸时 可将多余的泥浆倒出 留在模型内的泥层继续脱水 收缩 并与模型脱离 出模 后即得制品生坯 注浆成型适用于形状复杂 不规则 薄壁 体积大且尺寸要求不严格 精度要求不高的 陶瓷制品 注浆成型又分为石膏模铸成型 热压注浆成型和高压注浆成型 一般注浆成型特点 典型产品 典型产品 适宜任何中空的产品 从餐具到花瓶 从洁具到人偶 工艺优点 工艺优点 适于大批量 也适合小批量生产 可制造复杂的中空物体 工艺缺点 工艺缺点 速度较慢 需大量手工劳动 精确度有限 大批量生产时 需要大批量模具 占用大量空间 压力辅助注浆成型压力辅助注浆成型 传统注浆成型速度较慢 压力辅助注浆使用毛细孔更大的材料作为模具 模具不留开口 通过压力将 水分从毛细孔挤出 工艺优点 工艺优点 速度相对较快 模具使用寿命长 需要较少的存储空间 工艺缺点 工艺缺点 生产大尺寸产品时候 若使用塑料模具则较贵 压制成型压制成型 又称为粉料成型 它是将含一定水分和添加剂的粉料在金属模具中用较高的压力压制成型 典型产品典型产品 异形盘子 如鱼形 花边 零件 瓷砖等 工艺优点 工艺优点 与可塑成型 注浆成型相比 因为所含的水分较少 烧制过程中收缩较少 尺寸精度高 易于自动化 这是 一种低成本 高产量的方法 所得产品强度较大 工艺缺点 工艺缺点 模具磨损较大 产品尺寸有限 坯体干燥 坯体干燥 成型后的各种坯体 一般都含有较高的水分 没有足够的强度来承受搬运或再加工过程中的压力与振 动 因此必须进行干燥处理 同时 干燥处理也能提高坯体吸附釉彩的能力 经过干燥的坯体 还可以在 武汉科技大学 艺术与设计学院 17 烧结初期以较快的速度升温 从而缩短烧结周期 降低燃料消耗 干燥方法 坯体干燥有不同的方法 如对流干燥 工频电干燥 微波干燥 远红外干燥等 对流干燥是利用热气 体的对流作用 使坯体内水分蒸发而干燥的方法 工频电干燥是将电流通过坯体进行干燥的方法 微波干 燥法是以微波辐射使水分子的运动发生摩擦而转化为热能使生坯干燥的方法 远红外干燥法是利用远红外 辐射器发出的远红外线为坯体所吸收 直接转变为热能而使生坯干燥的方法 生产中常常将几种干燥方法 综合起来取长补短 可以达到事半功倍的效果 坯体装饰坯体装饰 坯胎成型后 为了达到更好的效果 需要对坯体进行装饰 设计师根据需求进行装饰 技法多种多样 包括有化妆土装饰 划花 刻花 贴花 印花 剔花 镂空 雕塑 彩绘等 化妆土装饰化妆土装饰 化妆土装饰是指用上好的瓷土加工调和成泥浆 施于质地较粗糙或颜色较深的瓷器坯体表面 美化瓷 器的 种装饰方法 化妆土的颜色有灰色 浅灰色 白色等 施用化妆土可使粗糙的坯体表面变得光滑 平整 坯体较深的颜色会被覆盖 釉层外观显得更加美观 光亮 柔和滋润 划花与刻花划花与刻花 划花是在半干的器物坯体表面以竹 木 铁杆等工具浅浅划出线状花纹 然后施釉或直接入窑焙烧 刻花是在尚未干透的器物坯体表面使用铁刀等工具刻画出花纹 然后施釉或直接放入窑中熔烧 贴花贴花 贴花又称 模印贴花 或 塑贴花 是将模印或捏塑的各种人物 动物 花卉 铺首等纹样的泥片 用泥浆粘贴在已成型的器物坯体表面 然后施釉入窑焙烧 贴花纹样生动 逼真 具有较强的立体感 如 唐代长沙窑瓷器就是贴花工艺的代表 印花印花 印花是将有花纹的陶瓷质料的印具 在未干的器物坯体上印出花纹 或用有纹样的模子直接制坯 在 坯体上留下花纹 然后入窑或施釉入窑进行烧制 剔花剔花 剔花是先在器物表面施釉或施化妆土 并刻划出花纹 然后将花纹部分或化妆土层剔去 露出胎体 而施化妆土的部分会罩以透明釉 在器物烧成后 釉色 化妆色与胎地色形成对比 花纹具有线浮雕感 装饰效果颇佳 剔花技法首先产生于北宋磁州窑 而后陆续被其他一些窑场采用 镂空镂空 镂空又可称为 镂雕 或 透雕 在器物坯体未干时 将装饰花纹雕空 然后入窑或施釉后再入窑 来烧制 镂空的纹样一般为简单的几何形图案 雕塑雕塑 雕塑是将手捏或模制成的立体人物 动物 亭阙等密集而又有规律地粘贴在器物坯体上 然后直接或 施釉后入窑烧制 彩绘彩绘 武汉科技大学 艺术与设计学院 18 彩绘是用毛笔蘸颜料在陶瓷器上绘制纹饰 彩绘瓷器有釉下彩绘和釉上彩绘之分 釉下彩绘是用颜料 在坯体上绘画花纹 然后施釉入窑经高温烧成 釉上彩绘一般是将颜料画在施釉后高温烧过的器物釉面上 然后再入窑以 600 900 的低温烘烧 上釉上釉 上釉是将装饰完毕的坯胎表面上覆盖一层釉料 施釉的目的是在陶瓷坯体的表面上覆以适当厚度的硅 酸质材料 并且在熔融后与坯体能密实地结合 这种类似玻璃质的保护层称之为釉 上釉的方法 1 拓 涂 釉法是用笔或刷子蘸釉浆后直接涂于素胎之上 2 吹釉法是用管筒根据需要 一端蒙上细纱 蘸釉浆后吹于胎体之上 多次反复至均匀而成 如 前页图 3 浸釉法一般是用于胎体外部施釉时 手持器坯浸入釉浆中轻轻上下拉动或左右转动 借坯体的 吸水性让釉着附在坯胎上 4 荡釉法是把釉浆注入器坯内 上下左右旋荡胎体 使釉浆均匀附于器坯内壁上 壶瓶 罐类容 器常用此法制得 5 轮釉法是将坯体放在旋轮上施釉 利用旋转产生的离心力使釉浆散甩到器坯内壁上 6 静电施釉是将釉浆喷至一个不均匀的电场中 使原为中性粒子的釉料带有负电荷 随同压缩空 气向带有正电荷的坯体移动 从而达到施釉的目的 7 干法施釉目前包括干压施釉 釉纸施釉和流化床施釉 窑炉烧结 窑炉烧结 烧结也称烧成 是坯体瓷化的工艺过程 也是陶瓷制品工艺中最重要的一道工序 经成型 干燥和施 釉后的半成品 必须再经高温焙烧 坯体在高温下发生一系列物理化学变化 使原来由矿物原料组成的生 坯 达到完全致密程度的瓷化状态 成为具有一定性能的陶瓷制品 陶瓷表面工艺陶瓷表面工艺 一般包含三种 陶瓷彩釉 厚膜金属化处理 陶瓷丝网转印印刷 陶瓷彩釉陶瓷彩釉 厚膜金属化处理厚膜金属化处理 厚膜金属化处理能让两种材料结合起来 并且能发挥出它们各自的物理特性 导电线路 电阻器和电 容器放在陶瓷基片上形成电路 可应用在那些不能使用标准玻璃纤维印刷电路板 PCB 的产品上 与其 他常规玻璃纤维印刷电路板不同 陶瓷基片的显著优点是可适用于高温环境 另外 它们使用的是添加材 料 而不是把材料蚀刻掉 陶瓷丝网转印印刷陶瓷丝网转印印刷 武汉科技大学 艺术与设计学院 19 3 23 2 玻璃材料及其工艺玻璃材料及其工艺 玻璃的主要成分是二氧化硅 玻璃质地硬且脆 是一种无色的透明材料 并可添加各种成分制成茶色 玻璃 淡墨色玻璃 钴蓝色玻璃等 玻璃一般有两种分类方法 即按成分分类和按用途分类 按主要成分分类 按主要成分分类 玻璃按主要成分可以分为非氧化物玻璃和氧化物玻璃 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 氧化物玻璃又分为硅酸盐玻璃 硼酸盐玻璃 磷酸盐玻璃等 氧化物玻璃通常按玻璃中二氧化硅以及碱金属 碱土金属氧化物的不同含量 又分为 1 石英玻璃 石英玻璃的二氧化硅含量大于 99 5 其热膨胀系数低 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 石英玻璃多用于半导体 电光源 光导通信 激光等技术和光学仪 器中 2 高硅氧玻璃 高硅氧玻璃的二氧化硅含量约 96 其性质与石英玻璃相似 3 钠钙玻璃 钠钙玻璃以二氧化硅含量为主 还含有 15 的氧化钠和 16 的氧化钙 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 钠钙玻璃可用于生产玻璃瓶罐 平板玻璃 器皿 灯泡等 4 铅硅酸盐玻璃 铅硅酸盐玻璃主要成分有二氧化硅和氧化铅 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 晶质玻璃器皿图 如图为 JAZZ 系列水晶餐具 火石光学玻璃等 5 铝硅酸盐玻璃 铝硅酸盐玻璃以二氧化硅和氧化铝为主要成分 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 又称耐热玻璃或硬质玻璃 以氧化硅和氧化钡为主要成分 具有良好的耐热性和化学稳定性 硼硅酸 盐玻璃发明于 1912 年 其商标名为 Pyrex 它是第一种耐高温 有较好抗热冲击能力的玻璃材料 如图硼硅酸盐玻璃材料制作的玻璃珠宝 硼 硅酸盐玻璃可以用来制作咖啡壶 炉子 实验室用的玻璃器皿 吊灯 如图耐热玻璃制作的吊灯 及其它 在高温环境中工作的设备 它抗酸和抗化学介质腐蚀的能力很强 热膨胀率很低 因此被用来制作天文望 远镜的镜片和其它精密仪器 另外 硼硅酸盐玻璃还可以用作树脂的强化纤维 7 磷酸盐玻璃 磷酸盐玻璃以五氧化二磷为主要成分 折射率低 色散低 用于光学仪器中 按用途分类 按用途分类 平板玻璃普通平板玻璃 磨光玻璃 夹丝玻璃 夹层玻璃 轧花玻璃等 武汉科技大学 艺术与设计学院 20 容器玻璃啤酒瓶 饮料瓶 牛奶瓶 玻璃杯 保温瓶 钢化器皿等 仪器 医 疗玻璃 仪器玻璃 温度计 玻璃管 医疗用玻璃等 电真空玻 璃 灯泡壳 电子管 汽车灯 杀菌灯 水银灯等 工艺美术 玻璃 刻花玻璃 宝石 玻璃球 光珠 各种装饰品和工艺品等 光学玻璃镜头 反射镜 眼睛玻璃 保护镜 紫外线用玻璃等 光纤玻璃芯 皮等 建筑用玻 璃 玻璃砖 玻璃大理石 玻璃饰面砖 微珠 玻璃瓦等 照明器具 玻璃 灯罩 信号灯 灯塔玻璃 感光玻璃 导电玻璃 反射性微珠 反射器等 纤维泡沫 玻璃 玻璃纤维 玻璃丝 玻璃布 棉 钢化泡沫玻璃等 特种玻璃具有特种用途的玻璃 其它水面计 仪表盘 浮球等 玻璃的基本性能玻璃的基本性能有如下几方面 一 强度 玻璃抗拉强度较弱 抗压强度较强 玻璃和陶瓷一样 也是脆性材料 二 硬度 玻璃的硬度较高 比一般金属硬 不能用普通刀具进行切割 根据玻璃的硬度可以选择磨料 磨具和 其它的加工方法 三 光学特性 玻璃是一种高度透明的物质 如普通平板玻璃 能透过可见光线的 80 90 紫外线大部分不能透过 但红外线较易通过 四 电学性能 常温下玻璃是电的不良导体 而温度升高时 玻璃的导电性迅速提高 熔融状态时变为良导体 五 热性质 玻璃是热的不良导体 一般承受不了温度的急剧变化 六 化学稳定性 玻璃的化学性质较稳定 玻璃的耐酸腐蚀性较高 而耐碱腐蚀性较差 玻璃长期受大气和雨水的侵蚀 会在表面产生磨损 失去表面的光泽 尤其一些光学玻璃仪器易受到周围介质的作用 破坏玻璃的透光性 在使用和保存中应加以注意 武汉科技大学 艺术与设计学院 21 玻璃是一种硬且脆的透明非晶体材料 具有良好的抗风化 抗化学介质腐蚀 氢氟酸 碱除外 性 下面介绍几种常用的玻璃材料 1 平板玻璃是建筑玻璃中用量最大的一类 按表面状态可分为普通平板玻璃 磨光玻璃 磨砂玻璃 花纹玻璃等品种 2 2 平板玻璃还可以通过着色 表面处理 复合等工艺制成具有不同色彩和各种特殊性能的制品 如热平板玻璃还可以通过着色 表面处理 复合等工艺制成具有不同色彩和各种特殊性能的制品 如热 反射玻璃 真空玻璃 镭射玻璃 中空玻璃 钢化玻璃 夹丝网玻璃 夹层玻璃 颜色玻璃 低辐射镀膜反射玻璃 真空玻璃 镭射玻璃 中空玻璃 钢化玻璃 夹丝网玻璃 夹层玻璃 颜色玻璃 低辐射镀膜 玻璃等 玻璃等 1 热反射玻璃 热反射玻璃是一种在普通浮法玻璃表面覆上一层金属介质膜以降低太阳光产生的 热量 具有较高的热反射能力又可以保持良好透光性的平板玻璃 热反射玻璃表面的金属介质膜具有银镜 效果 因此热反射玻璃也称镜面玻璃 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 提供了更好的隐私保护 目前市面上的热反射玻璃有金色 茶色 灰色 紫色 褐色 青铜色和浅蓝等 2 真空玻璃 真空玻璃是运用了保温瓶的原理 在两片平行放置的玻璃板之间形成特定空间 对 空间抽真空从而形成真空层 杜绝了气体的热传递 提高隔热效果 真空玻璃可用于公寓 饭店 医院及 冰柜的观察窗等 真空窗户有很高的实用性 酷暑 室外高温无法 钻 入室内 严冬 房内的暖气不会 逸出 称得上是抵御炎暑 寒冷侵袭的 忠诚卫士 而且没有空调所带来的种种弊端 3 镭射玻璃 镭射玻璃是在玻璃或透明有机涤纶薄膜上涂敷一层感光层 利用激光在层上刻划出 任意的几何光栅或全息光栅 镀上铝或银后涂上保护漆 它在光线照射下 能形成衍射的彩色光谱 而且 随着光线的入射角或人眼观察角的改变而呈现出变幻多端的迷人图案 它的使用寿命可达 50 年 4 中空玻璃 中空玻璃是将两片以上的平板玻璃用铝制空心边框框住 用胶结或焊接密封 中间 形成自由空间 并充以干燥空气 它具有隔热 隔音 防霜 防结露等优良性能 能在零下 25 到零下 40 条件下正常使用 是现代不可缺少的门窗构件 也是新兴的透明墙体材料 目前的建筑节能已引起广 泛重视 建筑物门窗的保温隔热是建筑节能的重要环节 今后中空玻璃的使用将越来越广泛 5 夹丝玻璃 夹丝玻璃也称防火玻璃或钢丝玻璃 通常是指采用压延方法 将金属丝或金属网嵌于 玻璃板内制成的一种具有抗击性能的平板玻璃 和普通玻璃相比 夹丝玻璃不仅增加了强度 而且由于内嵌 铁线网的特殊内部结构 在玻璃遭受冲击或温度剧变时 其外型仍能保持破而不缺 裂而不散 大大降低了玻 璃碎片四处飞溅伤人的风险 此外 在遭遇火灾蔓延 夹丝玻璃自身受热炸裂时 仍能保持固定状态 起到 隔绝火势的作用 夹丝玻璃素来被当作低成本的防火玻璃使用 夹丝玻璃通常应用于天窗 天棚顶盖 易 受震动的门窗以及防火区和防烟壁等 6 钢化玻璃 钢化玻璃是指普通退火玻璃先切割成要求尺寸后 加热至接近的软化点 再进行快 速均匀的冷却而得到的玻璃 钢化处理后抗冲击强度是普通玻璃的 5 倍以上 抗弯强度是普通玻璃的 4 倍 钢化玻璃有良好的热稳 定性 钢化玻璃能承受的温度差为 250 320 而普通玻璃只能承受 70 100 的温差 钢化玻璃被加热 到 200 后 投入到水中不会破碎 钢化玻璃由于特殊原因破坏时 形成无棱角的小碎片 能避免或大大 减轻对人体的伤害 钢化玻璃应用于一切室内恒温 恒湿 幽静舒适的商用和民用建筑 武汉科技大学 艺术与设计学院 22 7 防弹防盗 防弹防盗玻璃由多片不同厚度的透明浮法玻璃和多片 PVB 胶片科学地组合而成 由 于玻璃和 PVB 胶片粘合得非常牢固 且玻璃具有较高的硬度而 PVB 胶片具有良好的韧性 当子弹接触到玻 璃 它的冲击能量被削弱到很低甚至为零的程度 不能穿透 同样 金属的撞击也只能将玻璃击碎而不能 穿透 因此起到防弹防盗的效果 各单片玻璃的厚度和成品玻璃的总厚度视使用场所而定 防弹防盗玻璃 可用作军事防御 银行柜台的护卫玻璃 珠宝玉器 金银手饰等贵重物品展示柜以及其它特定的工作 生 活场所 8 夹层玻璃 夹层玻璃是在两片或多片玻璃之间夹入 PVB 胶片或灌入液态胶水压合 固化而成的 复合结构玻璃 当受到外界破坏时 两边的玻璃碎片仍粘附在胶层上 避免了碎片飞溅对人体的伤害或对 物体的损坏 夹层玻璃非常适用于特别注重玻璃抗打击安全性能的领域 如商店的橱窗 阳台 楼梯护栏 天花板 银行柜台等 10 低辐射镀膜玻璃 低辐射镀膜玻璃是指表面镀上拥有极低表面辐射率的金属或其它化合物组成 的多层膜层的玻璃 普通玻璃的表面辐射率在 0 84 左右 低辐射镀膜玻璃玻璃的表面辐射率在 0 25 以下 如图 4 40 这种不到头发丝百分之一厚度的低辐射膜层对远红外热辐射的反射率很高 能将 80 以上 的远红外热辐射反射回去 而普通透明浮法玻璃 吸热玻璃的远红外反射率仅在 12 左右 所以低辐射镀 膜玻璃具有良好的阻隔热辐射透过的作用 冬季 它对室内暖气及室内物体散发的热辐射 可以像一面热 反射镜一样 将绝大部分反射回室内 保证室内热量不向室外散失 从而节约取暖费用 夏季 它可以阻 止室外地面 建筑物发出的热辐射进入室内 节约空调制冷费用 低辐射镀膜玻璃的可见光反射率一般在 11 以下 与普通白玻相近 低于普通阳光控制镀膜玻璃的可见光反射率 可避免造成反射光污染 11 智能调光玻璃 智能调光玻璃是由一层透明玻璃和一层上层玻璃组成 中间有一层液晶胶片层 在胶片上通电流来刺 激液晶 使它们自身有序的排列 玻璃就变得透明 当电流被切断 液晶也就被释放 光线被打乱到各个 方向 玻璃也就变的不再透明 只要拨动开关 这种材料就可以从不透明变成透明 现在你可以看的一 清二楚 一会它又变得朦胧了 智能调光玻璃可以取代传统窗户 墙壁和遮帘 用作室内外的隔断 并且 可以改变民用和办公环境 现已广泛应用于高档办公室 商业 住宅 机房 汽车以及航天等领域 12 感光玻璃 感光玻璃是一种含金 银 铜 钯等感光化合物和铈 铯等增感剂能经感光而显色的玻璃 在这种玻 璃上覆盖一张能部分遮隔短波射线 如紫外线 X 射线等 的底片 用弧光灯或水银灯等进行照射产生的 短波射线能使玻璃中的金属离子还原成原子 再经热处理使金属原子凝集成胶体粒子 同时在光的散射下 金属胶体粒子显现出各种美丽颜色的影像 而未受到照射的部分仍透明无色 感光玻璃颜色有蓝 黄 橙 桃红和深红等 鲜艳而经久不变 通常用于艺术制品 日用器皿和建筑装饰等方面 13 导电膜玻璃 导电膜玻璃是将普通玻璃加热 然后在其表面热喷易气化的物质 四氯化锡 四氯化锡在高温下分 解为锡和氧化锡 在