新型玻璃的种类和用途

1、新型玻璃的种类和用途随着科学技术的发展和社会的进步，人们对玻璃的要求越来越趋于多样化、功能化。所谓功能化是指通过改变其化学成分或采取适当的工艺和加工方 法，将一定的物理性质、化学性质、生物学性质等赋予玻璃体，使其获得所需 的功能。众多的功能玻璃按其功能或主要使用性能来分类的话，可大致分为七类。 这就是：光功能玻璃、电功能玻璃、磁功能玻璃、机械功能玻璃、生物功能玻璃、 化学功能玻璃、热功能玻璃。光功能玻璃。光功能玻璃在所有功能玻璃中占的比例最大，其中包括光导 玻璃纤维、激光玻璃、光致变色玻璃、光的选择透过和反射玻璃和非线性光学 玻璃等。光在玻璃中传输会有光损失。为避免长距离传输中的中继站问题，人

2、们正 在研究开发传输损耗低的卤化物玻璃，以期实现万公里无中继超远距离通信。光功能玻璃在光学仪器中起着核心作用。可做成各种特殊要求的透镜、棱 镜、反射镜等，以扩展光学仪器的用途或改善其性能。用离子交换法和光刻蚀 技术，可以做出具有折射率梯度分布的平面微透镜，这种透镜在复印机中作图 像转换，可使复印机体积大幅度缩小。日本大阪松浪硝子公司在磷酸盐玻璃中 添加稀土类金属，开发出可遮挡近红外线的玻璃，供影像照相机和自动焦点照 相机使用。激光玻璃广泛用于工业、自然科学、医学、军事等方面：在工业领域用于激光打孔、焊接、切割、测距等，自然科学领域用于喇曼 光谱、布里渊散射的研究等，医学领域用于治疗皮肤病，切除

3、肿瘤等， 1 军事领 域用于制导、导航等。非线性光学玻璃是近几年新出现的光功能玻璃。现在社会正由电子时代向 光量子时代转化，在光量子时代对光信号的处理 （包括波长变换，信号放大，光 学倍频，光记录，光开关等 ）也要用到光学元件，非线性光学玻璃可以充当这种元件。随着信息科学的发展及光学计算机的研制，非线性光学玻璃必将具有光 明的前景。电功能玻璃。电功能玻璃一般指快离子导体玻璃、电子导体玻璃、 （离子、 电子 ）混合导体玻璃 （如电致变色玻璃 ）和延迟线玻璃等。普通玻璃是不导电的，常温下的电导率极低，但玻璃体中含有银、铜、 钛、锂、钠等一价离子时，电导率却高出许多倍，这种玻璃叫离子导体玻璃。 这些

4、一价离子在电位梯度的作用下，通过间隙或空位发生迁移，从而达到导电 的目的。当然，离子除带有电荷外，还具有一定的大小和质量，在固体中移动 困难。因此，必须要求固体中存在有利于离子移动的特殊结构，并且空位的数 目要大于导电离子的数目。非晶态的玻璃恰好能满足上述要求。快离子导体玻璃可做成离子选择性电 极、超薄型全固体二次电池、各种敏感传感器等。硫属化物玻璃属于电子导体玻璃，它具有半导体性质、红外透过性、低熔 点等特性，可用于制造开关及存储元件、红外光纤、低熔封材料等。电致变色玻璃也是玻璃家族的一个新成员。在复层玻璃表面镀上透明导电 膜电极，膜电极间涂上作为发色层的变价金属氧化物，其颜色随价态不同而变

5、 化。通过含有电子和离子的电解质层加上电压时，金属的价态会发生变化，从 而导致玻璃的颜色变化。这种玻璃用于汽车或建筑物上，会发挥天然空调的功 能，同时也会使汽车或建筑物增加美感。最近，德国皮尔金顿公司研制出一种 建筑用电致变色玻璃， 2 玻璃表面镀了一层氧化钨，通过电压控制，可使玻璃产 生由完全透明到深蓝色等各种颜色变化。室外阳光强时，玻璃颜色变深，阳光 弱时，玻璃颜色随之变透明，改善室内光线。延迟线玻璃可使电信号延迟一定时间，即将电信号转变为超声波后通过玻 璃，可使信号延迟数十微秒，因此可用于电视机，录象机的画面处理。这种玻 璃一般为铅硅酸盐玻璃。磁功能玻璃。法拉第旋转玻璃 （磁光玻璃 ）、

6、计算机磁盘玻璃等属磁功能玻 璃。将玻璃放入磁场中，光通过玻璃时，光的偏振面会发生正向或反向旋转， 这种玻璃叫法拉第旋转玻璃。这种玻璃一般含有铊、铅、碲、铽等，可用来做 偏光或检偏光元件、光开关、光隔离器等。玻璃作为计算机磁盘的基板与铝合金相比，其中间层、磁性层、保护层等 基本一样。铝合金的硬度较小，而玻璃由于其硬度足够，无需外加类似涂层， 也不会产生塑性形变，因此玻璃作为磁记录盘的基板材料优于其他软性材料， 但玻璃板一定要做到表面光滑，不能有疙瘩等缺陷，以免与磁头相碰。玻璃基 板要平坦，不能弯曲变形，以免磁头与磁盘表面相撞。基板表面也不得有坑， 槽，划伤之类的缺陷。随着计算机事业的发展和普及，

7、玻璃磁盘会有很好的市场前景。机械功能玻璃 （力学功能玻璃 ）。高硬度、高强度、高韧性玻璃等均属于机械 功能玻璃。玻璃在使用过程中，难免要与其他物质发生接触，容易造成划伤。为避免划伤，就要增加玻璃的硬度，含氧化钇、氧化镧的铝硅酸盐玻璃， 其维氏硬度显著高于钠钙硅玻璃。在氧化物玻璃中导入氮原子的玻璃，其维氏 硬度更高。高硬度玻璃可用作汽车前风挡玻璃及钟表的表蒙等。 3 微晶玻璃是 种高强度，高韧性的可切削玻璃。微晶玻璃是玻璃在加热过程中控制晶化而制 得的一种含有大量微晶体的多晶材料，其晶体大小一般为几个微米。生物功能玻璃。生物功能玻璃主要是指能够满足和达到生理和生物功能的 玻璃。近年来开发出一些具

8、有生物活性、机械强度高的生物功能玻璃。它具有 与周围骨质结合牢固 （生物活性 ），植入骨内没有排斥反应，对人体无害、无毒 （生物亲和性 ），机械强度较自然骨骼高，且在人体内无强度疲劳现象，容易灭 菌，成型加工容易等特点。生物功能玻璃多为含钙和磷的微晶玻璃。将这样的玻璃植入骨骼后，自玻 璃表面溶出的钙离子与体液中存在的磷酸根离子结合生成磷酸钙层，借此与骨 头表面新生骨的磷酸钙层牢固地结合在一起。生物玻璃主要用在人造骨、人造 牙、人造关节等方面。这种玻璃的临床使用将会为人类生活带来更多快乐和幸 福，大大提高人们的生活质量。化学功能玻璃。可进行气体或液体分离、放射性废弃物固化处理、作为催 化剂和酶载

9、体的多孔玻璃，憎水 （油 ）防污染、杀菌玻璃，混凝土增强玻璃纤维等 属于化学功能玻璃。多孔玻璃可用于高温、高压下化学反应产物的分离，以提高反应产率；可 望在环保方面用作烟囱气中二氧化碳、二氧化硫的分离去除 ,放射性废弃物的固 化处理；用于污水处理，海水淡化；用于色谱柱的填充剂；用于催化剂载体， 在食品、饮料、医学领域用作酶载体等。无机玻璃作为分离膜尽管价格比有机分离膜高，但无机玻璃具有耐水、耐 油、耐微生物污染等特性，并具有耐高温等无机材料的特性，将会弥补有机材 料的缺点，与有机材料互补，为人类提供更多的实用性材料。在玻璃表面涂上一层含氟硅烷偶联剂，使玻璃表面能降低，从而4 达到憎水憎油防污染

10、的目的。这种玻璃适合做汽车等交通工具的挡风玻璃，也可做建 筑物的窗用玻璃。将二氧化钛光催化剂涂于玻璃表面，受阳光紫外线照射，发 生光化学反应，反应产生的活性物质具有极强的氧化能力，可杀死玻璃表面的 细菌和病毒，并可使附着在玻璃表面的有机物降解而脱离玻璃表面。因此，这 种玻璃不需要专门清洗就可保持自身的清洁，所以有人称这种玻璃为自洁玻 璃。这种玻璃可用作饮具，医院手术室器材，汽车后视镜等。热功能玻璃。热功能玻璃主要是指热膨胀系数小 （或可变 ），经骤冷骤热而不 破坏的低膨胀耐热玻璃。低膨胀微晶玻璃具有很高的热稳定性，是制造炊具，餐具的理想材料。微 晶玻璃的膨胀系数可以在一定范围内调节，因此可用于和多种金属封接，也可 作为金属和陶瓷，金属和玻璃的焊料。另外还有在低温下就能软化，用于玻 璃，金属及电子元件的熔封或粘接的含铅低熔点玻璃。这些玻璃主要用于电子 工业。气凝胶玻璃从外观和透明度来看，与普通玻璃类似，但它具有保温性好， 耐热性高，吸音性强，阻燃等特点。可用作耐热玻璃，防火门构件，太阳聚光 镜屋面，节能建筑窗隔热玻璃等。功能玻璃既继承了普通玻璃的优点，又展现出自身的优良性能，这就奠定 了它在国民经济和科学技术中的地位。它那魔术般的功能