玻璃發(fā)展史及性能介紹

玻璃發(fā)展史及性能介紹

玻璃的發(fā)展史

玻璃最初由火山噴出的酸性巖凝固而得。約公元前3700年前，古埃及人已制出玻璃裝飾品和簡單玻璃器皿，當(dāng)時只有有色玻璃，約公元前1000年前，中國制造出無色玻璃。公元12世紀(jì)，出現(xiàn)了商品玻璃，并開始成為工業(yè)材料。18世紀(jì)，為適應(yīng)研制望遠(yuǎn)鏡的需要，制出光學(xué)玻璃。1873年，比利時首先制出平板玻璃。1906年，美國制出平板玻璃引上機(jī)。此后，隨著玻璃生產(chǎn)的工業(yè)化和規(guī)?；?，各種用途和各種性能的玻璃相繼問世?，F(xiàn)代，玻璃已成為日常生活、生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的重要材料。

3000多年前，一艘歐洲腓尼基人的商船，滿載著晶體礦物“天然蘇打”，航行在地中海沿岸的貝魯斯河上。由于海水落潮，商船擱淺了。于是船員們紛紛登上沙灘。有的船員還抬來大鍋，搬來木柴，并用幾塊“天然蘇打”作為大鍋的支架，在沙灘上做起飯來。船員們吃完飯，潮水開始上漲了。他們正準(zhǔn)備收拾一下登船繼續(xù)航行時，突然有人高喊：“大家快來看啊，鍋下面的沙地上有一些晶瑩明亮、閃閃發(fā)光的東西！”船員們把這些閃爍光芒的東西，帶到船上仔細(xì)研究起來。他們發(fā)現(xiàn)，這些亮晶晶的東西上粘有一些石英砂和融化的天然蘇打。原來，這些閃光的東西，是他們做飯時用來做鍋的支架的天然蘇打，在火焰的作用下，與沙灘上的石英砂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的晶體，這就是最早的玻璃。后來腓尼基人把石英砂和天然蘇打和在一起，然后用一種特制的爐子熔化，制成玻璃球，使腓尼基人發(fā)了一筆大財(cái)。

大約在4世紀(jì)，羅馬人開始把玻璃應(yīng)用在門窗上。到1291年，意大利的玻璃制造技術(shù)已經(jīng)非常發(fā)達(dá)?！拔覈牟Ａе圃旒夹g(shù)決不能泄漏出去，把所有的制造玻璃的工匠都集中在一起生產(chǎn)玻璃！”就這樣，意大利的玻璃工匠都被送到一個與世隔絕的孤島上生產(chǎn)玻璃，他們在一生當(dāng)中不準(zhǔn)離開這座孤島。1688年，一名叫納夫的人發(fā)明了制作大塊玻璃的工藝，從此，玻璃成了普通的物品。

我們現(xiàn)在使用的玻璃是由石英砂、純堿、長石及石灰石經(jīng)高溫制成的，熔體在冷卻過程中黏度逐漸增大而得的不結(jié)晶的固體材料，性脆而透明。有石英玻璃、硅酸鹽玻璃、鈉鈣玻璃、氟化物玻璃等。通常指硅酸鹽玻璃，以石英砂、純堿、長石及石灰石等為原料，經(jīng)混和、高溫熔融、勻化后，加工成形，再經(jīng)退火而得。廣泛用于建筑、日用、醫(yī)療、化學(xué)、電子、儀表、核工程等領(lǐng)域。

玻璃的分類

簡單分類

玻璃簡單分類主要分為平板玻璃和特種玻璃。平板玻璃主要分為三種：即引上法平板玻璃（分有槽/無槽兩種）、平拉法平板玻璃和浮法玻璃。浮法玻璃由于厚度均勻、上下表面平整平行，再加上勞動生產(chǎn)率高及利于管理等方面的因素影響，浮法玻璃正成為主流的玻璃制造方式。而特種玻璃則品種眾多，下面按裝修中常見的品種一一說明：

★普通平板玻璃

1．3mm-4mm玻璃，mm在日常中也稱為厘，我們所說的3厘玻璃，就是指厚度3mm的玻璃。這種規(guī)格的玻璃主要用于畫框表面。

2．5mm-6mm玻璃，主要用于外墻窗戶、門扇等小面積透光造型等等。

3．7mm-9mm玻璃，主要用于室內(nèi)屏風(fēng)等較大面積但又有框架保護(hù)的造型之中。

4．9mm-10mm玻璃，可用于室內(nèi)大面積隔斷、欄桿等裝修項(xiàng)目。

5．11mm-12mm玻璃，可用于地彈簧玻璃門和一些活動人流較大的隔斷之中。

6．15mm以上玻璃，一般市面上銷售較少，往往需要訂貨，主要用于較大面積的地彈簧玻璃門外墻整塊玻璃墻面。

★其他玻璃

其他玻璃一說，只是筆者在分類時相對于平板玻璃而言，并非業(yè)內(nèi)正式分類。主要有：

1．鋼化玻璃。它是普通平板玻璃經(jīng)過再加工處理而成的一種預(yù)應(yīng)力玻璃。鋼化玻璃相對于普通平板玻璃來說，具有兩大特征：

（1）前者強(qiáng)度是后者的數(shù)倍，抗拉度是后者的3倍以上，抗沖擊是后者5倍以上。

（2） 鋼化玻璃不容易破碎，即使破碎也會以無銳角的顆粒形式碎裂，對人體傷害大大降低。

2．磨砂玻璃。它也是在普通平板玻璃上面再磨砂加工而成。一般厚度多在9mm以下，以5mm、6mm厚度具多。

3．噴砂玻璃。性能上基本上與磨砂玻璃相似，不同的是改磨砂為噴砂。由于兩者視覺上類同，很多業(yè)主，甚至裝修專業(yè)人員都把它們混為一談。

4．壓花玻璃。是采用壓延方法制造的一種平板玻璃。其最大的特點(diǎn)是透光不透明，多使用于洗手間等裝修區(qū)域。

5．夾絲玻璃。是采用壓延方法，將金屬絲或金屬網(wǎng)嵌于玻璃板內(nèi)制成的一種具有抗沖擊平板玻璃，受撞擊時只會形成輻射狀裂紋而不致于墮下傷人。故多采用于高層樓宇和震蕩性強(qiáng)的廠房。

6．中空玻璃。多采用膠接法將兩塊玻璃保持一定間隔，間隔中是干燥的空氣，周邊再用密封材料密封而成，主要用于有隔音要求的裝修工程之中。

7．夾層玻璃。夾層玻璃一般由兩片普通平板玻璃（也可以是鋼化玻璃或其他特殊玻璃）和玻璃之間的有機(jī)膠合層構(gòu)成。當(dāng)受到破壞時，碎片仍粘附在膠層上，避免了碎片飛濺對人體的傷害。多用于有安全要求的裝修項(xiàng)目。

8．防彈玻璃。實(shí)際上就是夾層玻璃的一種，只是構(gòu)成的玻璃多采用強(qiáng)度較高的鋼化玻璃，而且夾層的數(shù)量也相對較多。多采用于銀行或者豪宅等對安全要求非常高的裝修工程之中。

9．熱彎玻璃。由平板玻璃加熱軟化在模具中成型，再經(jīng)退火制成的曲面玻璃。在一些高級裝修中出現(xiàn)的頻率越來越高，需要預(yù)定，沒有現(xiàn)貨。

10．玻璃磚。玻璃磚的制作工藝基本和平板玻璃一樣，不同的是成型方法。其中間為干燥的空氣。多用于裝飾性項(xiàng)目或者有保溫要求的透光造型之中。

11．玻璃紙。也稱玻璃膜，具有多種顏色和花色。根據(jù)紙膜的性能不同，具有不同的性能。絕大部分起隔熱、防紅外線、防紫外線、防爆等作用。

成分分類

玻璃通常按主要成分分為氧化物玻璃和非氧化物玻璃。非氧化物玻璃品種和數(shù)量很少，主要有硫系玻璃和鹵化物玻璃。硫系玻璃的陰離子多為硫、硒、碲等，可截止短波長光線而通過黃、紅光，以及近、遠(yuǎn)紅外光，其電阻低，具有開關(guān)與記憶特性。鹵化物玻璃的折射率低，色散低，多用作光學(xué)玻璃。

氧化物玻璃又分為硅酸鹽玻璃、硼酸鹽玻璃、磷酸鹽玻璃等。硅酸鹽玻璃指基本成分為SiO2的玻璃，其品種多，用途廣。通常按玻璃中SiO2以及堿金屬 、堿土金屬氧化物的不同含量，又分為 ：

1．石英玻璃。SiO2含量大于99.5%，熱膨脹系數(shù)低，耐高溫，化學(xué)穩(wěn)定性好，透紫外光和紅外光，熔制溫度高、粘度大，成型較難。多用于半導(dǎo)體、電光源、光導(dǎo)通信、激光等技術(shù)和光學(xué)儀器中。

2．高硅氧玻璃。SiO2含量約96%，其性質(zhì)與石英玻璃相似。

3．鈉鈣玻璃。以SiO2含量為主，還含有15%的Na2O和16%的CaO，其成本低廉，易成型，適宜大規(guī)模生產(chǎn)，其產(chǎn)量占實(shí)用玻璃的90%?？缮a(chǎn)玻璃瓶罐、平板玻璃、器皿、燈泡等。

4．鉛硅酸鹽玻璃。主要成分有SiO2和PbO，具有獨(dú)特的高折射率和高體積電阻，與金屬有良好的浸潤性，可用于制造燈泡、真空管芯柱、晶質(zhì)玻璃器皿、火石光學(xué)玻璃等。含有大量PbO的鉛玻璃能阻擋X射線和γ射線。

5．鋁硅酸鹽玻璃。以SiO2和Al2O3為主要成分，軟化變形溫度高，用于制作放電燈泡、高溫玻璃溫度計(jì)、化學(xué)燃燒管和玻璃纖維等。

6．硼硅酸鹽玻璃。以SiO2和B2O3為主要成分，具有良好的耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性，用以制造烹飪器具、實(shí)驗(yàn)室儀器、金屬焊封玻璃等。硼酸鹽玻璃以B2O3為主要成分，熔融溫度低，可抵抗鈉蒸氣腐蝕。含稀土元素的硼酸鹽玻璃折射率高、色散低，是一種新型光學(xué)玻璃。磷酸鹽玻璃以P2O5為主要成分，折射率低、色散低，用于光學(xué)儀器中。

◆普通玻璃（Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2）。

◆石英玻璃（以純凈的石英為主要原料制成的玻璃，成分僅為SiO2）。

◆鋼化玻璃（與普通玻璃成分相同）。

◆鉀玻璃（K2O、CaO、SiO2）。

◆硼酸鹽玻璃（SiO2、B2O3）。

◆有色玻璃（在普通玻璃制造過程中加入一些金屬氧化物。Cu2O——紅色；CuO——藍(lán)綠色；CdO——淺黃色；CO2O3——藍(lán)色；Ni2O3——墨綠色；MnO2——紫色；膠體Au——紅色；膠體Ag——黃色）。

◆變色玻璃（用稀土元素的氧化物作為著色劑的高級有色玻璃）。

◆光學(xué)玻璃（在普通的硼硅酸鹽玻璃原料中加入少量對光敏感的物質(zhì)，如AgCl、AgBr等，再加入極少量的敏化劑，如CuO等，使玻璃對光線變得更加敏感）。

◆彩虹玻璃（在普通玻璃原料中加入大量氟化物、少量的敏化劑和溴化物制成）。

◆防護(hù)玻璃（在普通玻璃制造過程加入適當(dāng)輔助料，使其具有防止強(qiáng)光、強(qiáng)熱或輻射線透過而保護(hù)人身安全的功能。如灰色——重鉻酸鹽、氧化鐵吸收紫外線和部分可見光；藍(lán)綠色——氧化鎳、氧化亞鐵吸收紅外線和部分可見光；鉛玻璃——氧化鉛吸收X射線和γ射線；暗藍(lán)色——重鉻酸鹽、氧化亞鐵、氧化鐵吸收紫外線、紅外線和大部分可見光；加入氧化鎘和氧化硼吸收中子流。）

◆微晶玻璃（又叫結(jié)晶玻璃或玻璃陶瓷，是在普通玻璃中加入金、銀、銅等晶核制成，代替不銹鋼和寶石，作雷達(dá)罩和導(dǎo)彈頭等）。

◆玻璃纖維（由熔融玻璃拉成或吹成的直徑為幾微米至幾千微米的纖維，成分與玻璃相同） 。

◆玻璃絲（即長玻璃纖維）。

◆玻璃鋼（由環(huán)氧樹脂與玻璃纖維復(fù)合而得到的強(qiáng)度類似鋼材的增強(qiáng)塑料）。

◆玻璃紙（用粘膠溶液制成的透明的纖維素薄膜）。

◆水玻璃（Na2SiO3）的水溶液，因與普通玻璃中部分成分相同而得名）。

◆金屬玻璃（玻璃態(tài)金屬，一般由熔融的金屬迅速冷卻而制得）。

◆螢石（氟石）（無色透明的CaF2，用作光學(xué)儀器中的棱鏡和透光鏡）。

◆有機(jī)玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）。

性能分類

此外，玻璃按性能特點(diǎn)又分為：鋼化玻璃、多孔玻璃（即泡沫玻璃，孔徑約40，用于海水淡化、病毒過濾等方面）、導(dǎo)電玻璃（用作電極和飛機(jī)風(fēng)擋玻璃）、微晶玻璃、乳濁玻璃（用于照明器件和裝飾物品等）和中空玻璃（用作門窗玻璃）等。

玻璃的使用

1．在運(yùn)輸過程中，一定要注意固定和加軟護(hù)墊。一般建議采用豎立的方法運(yùn)輸。車輛的行駕也應(yīng)該注意保持穩(wěn)定和中慢速。

2．玻璃安裝的另一面是封閉的話，要注意在安裝前清潔好表面。最好使用專用的玻璃清潔劑，并且要待其干透后證實(shí)沒有污痕后方可安裝，安裝時最好使用干凈的建筑手套。

3．玻璃的安裝，要使用硅酮密封膠進(jìn)行固定，在窗戶等安裝中，還需要與橡膠密封條等配合使用。

4．在施工完畢后，要注意加貼防撞警告標(biāo)志，一般可以用不干貼、彩色電工膠布等予以提示。

玻璃生產(chǎn)工藝

玻璃生產(chǎn)的主要原料有玻璃形成體、玻璃調(diào)整物和玻璃中間體，其余為輔助原料。主要原料指引入玻璃形成網(wǎng)絡(luò)的氧化物、中間體氧化物和網(wǎng)絡(luò)外氧化物；輔助原料包括澄清劑、助熔劑、乳濁劑、著色劑、脫色劑、氧化劑和還原劑等。

玻璃生產(chǎn)工藝主要包括：①原料預(yù)加工。將塊狀原料粉碎，使潮濕原料干燥，將含鐵原料進(jìn)行除鐵處理，以保證玻璃質(zhì)量。②配合料制備。③熔制。玻璃配合料在池窯或坩堝窯內(nèi)進(jìn)行高溫加熱，使之形成均勻、無氣泡，并符合成型要求的液態(tài)玻璃。④成型。將液態(tài)玻璃加工成所要求形狀的制品，如平板、各種器皿等。⑤熱處理。通過退火、淬火等工藝，消除或產(chǎn)生玻璃內(nèi)部的應(yīng)力、分相或晶化，以及改變玻璃的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。

玻璃的特點(diǎn)

玻璃為什么是透明的？

一個重要的原因：再堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)，如果從原子的內(nèi)部去看，它其實(shí)是空蕩蕩的。因?yàn)樵谠拥膬?nèi)部，原子核和電子的體積加起來不到原子體積的1/109。況且，還沒有證據(jù)證明原子核和電子就不能被光子穿過！所以，透明才是正常的！

要想弄清楚這個復(fù)雜的問題首先得弄清楚下面這個問題：一些物質(zhì)為什么是不透明的？

對于不透明的物質(zhì)，我們可以分為四大類：

1．由于自由電子的阻擋作用導(dǎo)致的不透明：這是金屬不透明的原因。

2．能吸收光線的物質(zhì)導(dǎo)致的不透明：這類物質(zhì)的分子的電子的激發(fā)能比較低，恰好在可見光范圍內(nèi)，分子里往往有苯環(huán)、苯醌、聯(lián)苯胺或其它共軛體系的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以降低電子的激發(fā)能，使電子容易發(fā)生躍遷而吸收光子的能量。這樣光線就被吸收了。

3．由于透明物質(zhì)的結(jié)構(gòu)被破壞而造成的不透明。如玻璃是透明的，而玻璃粉則是不透明的；冰是透明的，而冰被砸碎了就是不透明的了。如果一種物質(zhì)它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不符合1、2，那它就是可以通過光線的，但如果它的結(jié)構(gòu)里有很多小空隙，那它就是白色。這就是白色物體不透明的原因。

4．1、2、3原因混合的結(jié)果?，F(xiàn)實(shí)中的許多物體的不透明就是這個原因造成的。

如果一種物質(zhì)它的結(jié)構(gòu)里既沒有自由電子，又沒有容易激發(fā)的電子，物質(zhì)的結(jié)構(gòu)又很緊密，沒有許多孔隙等條件。那物質(zhì)就可以通過光子，即是透明的。所以玻璃是透明的。