材料概论玻璃

玻璃徐波❤孙燕玻璃玻璃的结构特征玻璃的主要原料和作用玻璃的生产工艺过程玻璃在我国国民经济中的作用和比重平板玻璃的生产方式和发展方向光导玻璃纤维的工作原理和制作方法玻璃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，属于混合物。玻璃简单分类主要分为平板玻璃和深加工玻璃。玻璃的主要原料和作用SIO2是重要的玻璃形成氧化物，它能提高玻璃的化学稳定性、力学性能、电学性能、热学性能等。但其含量过高则会提高熔化温度而且可能导致析晶。引入SIO2原料的主要有硅砂和砂岩。(1）硅砂也叫石英砂，它主要由石英颗粒组成。质地纯净的硅砂为白色，一般硅砂因含有铁的氧化物和有机质而呈淡黄色或红褐色。（2）砂岩砂岩由石英颗粒（沙子）形成，结构稳定，通常呈淡褐色或红色，主要含硅、钙、黏土和氧化铁。砂岩是一种沉积岩，主要由砂粒胶结而成的，其中砂里粒含量要大于50%。绝大部分砂岩是由石英或长石组成的。

AL2O3能够降低玻璃析晶倾向，提高化学稳定性和机械强度，改善热稳定性，但当其含量过多时（大于5%），就会增高玻璃液的黏度，是熔化和澄清发生困难，反而增加析晶倾向，并容易使玻璃原板上出现波筋等缺陷。引入AL2O3的原料主要在长石和高岭土上。玻璃的主要原料和作用

CaO加入适量的氧化钙，能降低玻璃演的高温黏度，促进玻璃眼的熔化和澄清。温度降低时，能增加玻璃液黏度，有利于提高引上速度。缺点是含量增高时，会增加玻璃的析晶倾向，减少玻璃的稳定性，提高退火温度。引入氧化钙的时石灰石、方解石。

MgO氧化镁其作用与氧化钙类似，但没有氧化钙增加玻璃析晶倾向的缺点，因此可用适量氧化镁代替氧化钙，但过量则会出现透辉石结晶，提高退火温度，降低玻璃对水的稳定性。引入氧化镁的是白云石。玻璃的主要原料和作用

Na2O、K2O氧化钠、氧化钾为良好的助溶剂，降低玻璃液的黏度，促进玻璃液的熔化和澄清，还能大大降低玻璃析晶倾向，缺点则是降低玻璃的化学稳定性和机械强度。引入氧化钠的原料是纯碱和芒硝。BaO氧化钡是二价网络外体氧化物。它能增加玻璃的折射率、密度、光洁度和化学稳定性；少量的BaO（0.5%）能加速玻璃的熔化，但是含量过高时，由2BaO+O2=2BaO2的反应，使澄清困难。含BaO玻璃吸收辐射线的能力较大，但会耐火材料侵蚀较严重。玻璃的主要原料和作用

B2O3氧化硼是玻璃生成氧化物，它以[BO3]和[BO4]为结构组元，在硼硅酸盐玻璃中与硅氧四面体共同组成结构网络.能降低玻璃的膨胀系数，提高玻璃的热稳定性、化学稳定性、增加玻璃的折射率、改善玻璃的光泽、提高博得机械强度。B2O3在高温是能降低玻璃的粘度，在低温时提高玻璃的粘度，所以含B2O3较高的玻璃，成型的温度范围较窄，因之可以提高机械速度。B2O3还起助熔剂的用，加速玻璃的澄清和降低玻璃的结晶能力。B2O3常随水蒸气挥发，硼硅酸盐玻璃液表面上因B2O3挥发减少，会产生富含B2O3析晶料皮，当B2O3引入量过高时，由于[BO3]增多，玻璃的膨胀系数反而增加，发生反常现象即—硼反常现象引入氧化硼的原料是硼酸和硼砂。玻璃的主要原料和作用玻璃的结构特征一、玻璃态的通性1.各向同性：均质玻璃在各个方向的性质如折射率、硬度、弹性模量、热膨胀系数等性能相同。2.介稳性：当熔体冷却成玻璃体时，它能在较低温度下保留高温时的结构而不变化。3.可逆渐变性：熔融态向玻璃态转化是可逆和渐变的。4.连续性：熔融态向玻璃态转变时物理化学性质随温度变化是连续的玻璃的结构特征二、几种典型的玻璃结构1、石英玻璃2、钠钙硅玻璃3、硼酸盐玻璃4、其他氧化物玻璃玻璃的生产工艺过程①原料预加工。将块状原料（石英砂、纯碱、石灰石、长石等）粉碎，使潮湿原料干燥，将含铁原料进行除铁处理，以保证玻璃质量。②配合料制备。③熔制。玻璃配合料在池窑或坩埚窑内进行高（1550~1600度）加热，使之形成均匀、无气泡，并符合成型要求的液态玻璃。④成型。将液态玻璃加工成所要求形状的制品，如平板、各种器皿等。⑤热处理。通过退火、淬火等工艺，消除或产生玻璃内部的应力、分相或晶化，以及改变玻璃的结构状态。平板玻璃的生产方式和发展方向平板玻璃也称白片玻璃或净片玻璃。其化学成分一般属于钠钙硅酸盐玻璃，组成范围是：SiO270～73%（重量，下同）；Al2O30～3%；CaO6～12%；MgO0～4%；Na2O+K2O12～16%。它具有透光、透明、保温、隔声，耐磨、耐气候变化等性能。平板玻璃主要物理性能指标：折射率约1.52；透光度85%以上（厚2毫米的玻璃，有色和带涂层者除外）；软化温度650～700°C;热导率0.81～0.93瓦/（米·开）；膨胀系数9～10×10-6/开；比重约2.5；抗弯强度16～60兆帕。平板玻璃的生产方式和发展方向传统成型方法1、手工成型主要有吹泡法、冕法、吹筒法等。这些方法由于生产效率低，玻璃表面质量差，已逐步被淘汰，只有在生产艺术玻璃时采用。

2、机械成型主要有压延、有槽垂直引上、对辊（也称旭法）、无槽垂直引上、平拉和浮法等压延法是将熔窑中的玻璃液经压延辊辊压成型、退火而制成，主要用于制造夹丝（网）玻璃和压花玻璃。有槽垂直引上法、对辊法、无槽垂直引上法等工艺基本相似，是使玻璃液分别通过槽子砖或辊子、或采用引砖固定板根，靠引上机的石棉辊子将玻璃带向上拉引，经退火、冷却、连续地生产平板玻璃。平拉法是将玻璃垂直引上后，借助转向辊使玻璃带转为水平方向。这些方法在70年代以前是通用的平板玻璃生产工艺。平板玻璃的生产方式和发展方向新式成型方法

浮法是将玻璃液漂浮在金属液面上制得平板玻璃的一种新方法，是英国皮尔金顿公司于1959年研究成功的新工艺。它是将玻璃液从池窑连续地流入并漂浮在有还原性气体保护的金属锡液面上，依靠玻璃的表面张力、重力及机械拉引力的综合作用，拉制成不同厚度的玻璃带，经退火、冷却而制成平板玻璃(也称浮法玻璃)。由于这种玻璃在成型时，上表面在自由空间形成火抛表面，下表面与焙融的锡液接触,因而表面平滑，厚度均匀,不产生光畸变，其质量不亚于磨光玻璃。这种生产方法具有成型操作简易、质量优良、产量高、易于实现自动化等优点，80年代已被广泛采用。如果在锡槽内高温玻璃带表面上，设置铜铅等合金作阳极，以锡液作阴极，通以直流电后，可使铜等金属离子迁移到玻璃上表面而着色，称作“电浮法”。也可以在锡槽出口与退火窑中间，设热喷涂装置而直接生产表面着色的颜色玻璃、热反射玻璃等平板玻璃的生产方式和发展方向未来平板玻璃的主要用途1、设施农业2、光伏发电（光伏用玻璃板）3、光热发电光导际玻璃粱纤维赶的工公作原窃理和丹制作霉方法光导巷纤维文又称阻光学雾纤维握。是努能传盯导光押信号竟的纤辉维材改料，障一般格是直嚼径仅宴几微贩米的袋带包诵层的劣圆柱尿形石逗英玻精璃纤罚维。光导急纤维盏传光族原理出是不撑同折你光率录介质着界面反的全炎反射撕现象饮，即休光从跳折射袖率大耳的光恰密介秆质以疾一定遮角度境射向丝式折射枝率的筛小光围疏介焦质时尾，光飞在界妙面会溪发生纱全反貌射而位全部室折回钻光密始介质泉。这节一定村的角助度称熊全反瘦射临揉界角深。光赔导纤坚维的骗纤芯碎是光灰密介岁质，钉而包铜层是惑光疏毒介质醒，传夜输的杨光信蜻号只酬要在过界面稿的入炎射角春大于尖临界印角，子光就亡在纤笋芯中肚曲折来反射徒前进竖而不成会泄剂漏。糠这种雕带包码层的样光纤凡称芯万皮型毅光纤终。纤锤芯和传包层烦的折毙光率光在界猾面突匪然变扯化的尽芯皮挨型光红纤称汁为阶辛跃光宣纤；信而折皱射率消从纤厦芯的苍高折两射率紧逐渐粮过渡叛变化森到高挽层的狐低折挖射率颤，光六在纤料芯中截波浪蓄式前华进的炮芯皮音层光冷纤称秋为梯俗度型鄙光纤汤。这勿是20世纪唇末应境用较脆多的海两种史芯皮卡型光李导纤剧维。还有舱一类括传光阀原理醒不同旧的自造聚集射光导贝纤维绪。这傲类光惨纤的槽材料浮和结献构，牺使传脾输的经光会贩自动副向光祖纤中电心轴由线靠败拢，普犹如伤光通膝过凸农透镜却聚焦择一样石，也偷可保灭证光晋在传煤输中柳不会逢泄漏唱。光导珍纤维绣是由贡两种敲或两旦种以报上折蔽射率娃不同刃的透愁明材稿料通散过特肝殊复禽合技园术制联成的便复合神纤维许。光导欲玻璃谨纤维铲的工华作原救理和装制作轧方法预制廉棒和悼尾管告的入悔库抛光誓流程勤：将秧预制蹦棒和罩尾管荡分别愤固定终在机颜尽量咸使其召切面测对齐厘，经腐过高畏温持多续加屑热1小时捞，熔况化焊隶接，糕磨平觉焊接却口，筒冷却引取下厚。拉丝慢过程测试烤参数也、筛逃选参肌数玻璃画在我赢国国乳民经针济中肯的作闸用和乒比重玻璃默工业娃属基躲础的么原材垫料产事业，傻与国裙民经兽济发夸展有显着极垒为密钥切的渴联系葛。玻君璃及借其加肯工制喜品广特泛应旧用于唉建筑米、交冠通运饼输、助装饰岗装修鱼、电扰子信幼息、违太阳贝能利角用及认其他泊新兴爽工业威。它服不仅崖用作队生产浆资料斧，也尼是不敲可缺麦少的嫩生活搭资料嗓。回首劫历史图，我法们可哈以将伤中国跪玻璃动工业乞的发稳展追脚溯到10撑0年前轮，19延03年之肝前，闻我国沙所用员的平江板玻穴璃都劝是从馆国外保进口筹。自19划04年开卸始筹侦建2家属勒于民装族工牢业性枪质的谁平板蕉玻璃迅工厂枯以来吓，中盒国的嚷玻璃沫工业时已走公过了10伍0余年迁的发止展历克程。醋解放拜前夕姻，偌叶大的描中国考只有3家总紧产量眉不过毁几十覆万重端量箱另的玻凑璃厂劣。改片革开晋放初腰期，19急78年我史国平振板玻光璃总组产量倚也仅踢有17未84万重坏量箱举。中拌国玻坟璃工舱业的吹跨越围式发姓展，腐是在反改革帝开放禁后30年里坟实现且的。狸这30年的警历史涝进程蜡，推共动和强见证缸了中浴国玻拿璃工慕业所犁发生透的翻薄天覆孔地的卡巨大递变化勺。今天与，中缎国的设玻璃亭工业便已经活从过勿去几傲乎是洁一张捏白纸忠发展冤成为龟世界葬上生汗产规铅模最沿大的辰平板驾玻璃遥生产励国，点总产墨量达5.悉3亿重更量箱谁，占盘世界愧总产嫁量的48％，豪浮法倘技术醉主导事了平炸板玻斯璃的时发展丘，20庙07年浮锡法玻殃璃产侮量已费占平检板玻规璃总秘产量透的83％以撤上；恒加工假玻璃模发展纹迅速卡，基券本满省足了弄建筑蚕业、耗汽车梳业和穴其他惨新兴掘产业刚的需凡要，惹平板刻玻璃骄及加涛工玻题璃产辽业已访成为挥我国鱼国民补经济酷发展机和提维高人史民生碍活水钱平所佩不可垂或缺业的重腿要材遇料工右业。玻璃扭在我匙国国侦民经烟济中凯的作抬用和刚比重无机俊非金少属新贵材料慕的发扔展对触我国苦传统啄产业硬改造小与升末级，碑对新不技术么产业稼的形解成辞与发架展，累对国莲民经收济可览持续伐发展特都起悼着举风足轻酬重的嚼作用放，是蛋对世挨纪我泰国国课防工汽业雹和国债民经毁济不治可缺只少的给重要酸关键软材料极。玻璃逗纤维仁与特欢种玻遗璃纤罪维。章其主升要产碎品有隙无碱板、中恰碱、龄高碱技玻璃抹纤维版；高喷强、凳高席弹玻些璃纤液维；朵耐高总温、财抗烧闷蚀高异硅氧证纤维食；耐通辐照妙纤维恩；低霞价电芽玻璃泪纤维透；各左种锐光学冈纤维协等及肯其制帅品。极它们辫具有暴耐高您温、运电绝岩缘、颤隔热迫以及菜光学片特性喇等，贫广泛意用抽于电帜力、允电子惠、石酷化、罢航空哥航天杠、核帜工业统等领吨域。E玻璃霜纤维释产量待现跃野居世闷界第厉四位阁，大越部分肠产品宿性能哑达到淘国际选先进朽水平免，已躬出口摧美国疯、日认本、煎欧洲速等。狸特种菊玻璃逝纤维阳及制伤品的孟工艺航技术令水平被不断渣提高忽，如兰自行阁研制玩开发笋的20孔双贝坩埚贺生产卷传光宜束工垦艺技干术、秀细编蝴穿刺贴织物抹工艺塔技术劈燕等居舰国际策领先包地位搂。高笋强玻毅璃纤内维是汗我国筒高性旗能复件合材脏料的镰三大巴增强蔽基材荡，也包是目餐前唯炎一实翻现国矛产化魂的增献强基丝式村，戏产品待性能派已达畜到前圈苏联携、法爷国、刊美国碰同类南产品件水平使。玻璃始在我地国国仪民经叔济中井的作英用和尾比重玻璃道钢与统高性篇能复尼合材趟料。调其总漂产量贸居世扬界第才五位崭，现与正大假力发录展机凳械化骗成驼型工隶艺，隶生产导企业荡正朝女向专遍业化谜、规挨模化只方向粪发展仁，产贴品已杜在国映民经绿济支夜柱产痒业何和宇棕航、引舰船抖等领尚域得画到广撕泛应甲用。衬我国末发射炸的各轧种卫态星、富导弹笔。火风箭和祸水中惰兵偏器等愤均采歉用了策自行偷研制进生产浊的玻榆璃钢溉及高漠性能不复合解材料炸。特种鲜玻璃楼。现炒已生糊产的村产品苏有航共空玻雹璃、家安全岭玻璃海、溶起封玻砌璃、它计量凉玻璃难以泼及红向外、镇防紫贩外、纺电磁夫屏蔽许玻璃以等，胀计20缠0多个浑品种剥，俱除满矛足我双国航为空、倒电子秧、名汽车招、现级代建削筑、废公安歼部门任发展蹄的需而要