玻璃是怎么做出來的 玻璃的主要成分

        玻璃不但通透明凈，而且強度與硬度都很高，是日常生產(chǎn)與生活中不可或缺的一種材料。玻璃種類豐富，除了較常見的浮法玻璃、鋼化玻璃以外，還有熱熔玻璃、夾膠玻璃、磨砂玻璃等擁有特殊性能的品種。想要了解這些玻璃是怎么做出來的嗎？讀完文章你就知道。

一、玻璃是怎么做出來的

        1.1 配料,按照設(shè)計好的料方單,將各種原料稱量后在一混料機內(nèi)混合均勻.玻璃的主要原料有:石英砂、石灰石、長石、純堿、硼酸等.

        1.2 熔制,將配好的原料經(jīng)過高溫加熱,形成均勻的無氣泡的玻璃液.這是一個很復(fù)雜的物理、化學(xué)反應(yīng)過程.玻璃的熔制在熔窯內(nèi)進行.熔窯主要有兩種類型:一種是坩堝窯,玻璃料盛在坩堝內(nèi),在坩堝外面加熱.小的坩堝窯只放一個坩堝,大的可多到20個坩堝.坩堝窯是間隙式生產(chǎn)的,現(xiàn)在僅有光學(xué)玻璃和顏色玻璃采用坩堝窯生產(chǎn).另一種是池窯,玻璃料在窯池內(nèi)熔制,明火在玻璃液面上部加熱.玻璃的熔制溫度大多在1300~1600゜C.大多數(shù)用火焰加熱,也有少量用電流加熱的,稱為電熔窯.現(xiàn)在,池窯都是連續(xù)生產(chǎn)的,小的池窯可以是幾個米,大的可以大到400多米2.

        1.3  成形,是將熔制好的玻璃液轉(zhuǎn)變成具有固定形狀的固體制品.成形必須在一定溫度范圍內(nèi)才能進行,這是一個冷卻過程,玻璃首先由粘性液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭伤軕B(tài),再轉(zhuǎn)變成脆性固態(tài).成形方法可分為人工成形和機械成形兩大類.

         A. 人工成形.又有

        (1) 吹制,用一根鎳鉻合金吹管,挑一團玻璃在模具中邊轉(zhuǎn)邊吹.主要用來成形玻璃泡、瓶、球(劃眼鏡片用)等.

        (2) 拉制,在吹成小泡后,另一工人用頂盤粘住,二人邊吹邊拉主要用來制造玻璃管或棒.

        (3) 壓制,挑一團玻璃,用剪刀剪下使它掉入凹模中,再用凸模一壓.主要用來成形杯、盤等.

        (4) 自由成形,挑料后用鉗子、剪刀、鑷子等工具直接制成工藝品. 

        B. 機械成形.因為人工成形勞動強度大,溫度高,條件差,所以,除自由成形外,大部分已被機械成形所取代.機械成形除了壓制、吹制、拉制外,還有

        (1) 壓延法,用來生產(chǎn)厚的平板玻璃、刻花玻璃、夾金屬絲玻璃等.

        (2) 澆鑄法,生產(chǎn)光學(xué)玻璃.

        (3) 離心澆鑄法,用于制造大直徑的玻璃管、器皿和大容量的反應(yīng)鍋.這是將玻璃熔體注入高速旋轉(zhuǎn)的模子中,由于離心力使玻璃緊貼到模子壁上,旋轉(zhuǎn)繼續(xù)進行直到玻璃硬化為止.

        (4) 燒結(jié)法,用于生產(chǎn)泡沫玻璃.它是在玻璃粉末中加入發(fā)泡劑,在有蓋的金屬模具中加熱,玻璃在加熱過程中形成很多閉口氣泡這是一種很好的絕熱、隔音材料.此外,平板玻璃的成形有垂直引上法、平拉法和浮法.浮法是讓玻璃液流漂浮在熔融金屬(錫)表面上形成平板玻璃的方法,其主要優(yōu)點是玻璃質(zhì)量高(平整、光潔),拉引速度快,產(chǎn)量大 .

        1.4 退火,玻璃在成形過成中經(jīng)受了激烈的溫度變化和形狀變化,這種變化在玻璃中留下了熱應(yīng)力.這種熱應(yīng)力會降低玻璃制品的強度和熱穩(wěn)定性.如果直接冷卻,很可能在冷卻過程中或以后的存放、運輸和使用過程中自行破裂(俗稱玻璃的冷爆).為了清理冷爆現(xiàn)象,玻璃制品在成形后必須進行退火.退火就是在某一溫度范圍內(nèi)保溫或緩慢降溫一段時間以清理或減少玻璃中熱應(yīng)力到允許值. 此外,某些玻璃制品為了增加其強度,可進行剛化處理.剛化的原理是在玻璃表面層產(chǎn)生壓應(yīng)力,以增加其強度

二、玻璃的主要成分

        雖然早在公元前400年前,人類就會制造玻璃,但一直到了20世紀(jì),玻璃的制法才有打破性的改變.雖然其配方超過幾千種,但主要的成份有三種:形成劑、助熔劑和安定劑.

        形成劑的功用是形成玻璃的結(jié)構(gòu),主成份是二氧化硅,其它尚有氧化硼、氧化磷等.助熔劑和形成劑混合可降低形成劑的熔點,以利加工和形成.常見的助熔劑有氧化鋇和氧化鈉.安定劑的功用是使得形成穩(wěn)定的玻璃,常見的安定劑有氧化鈣和氧化鋁,而氧化鈣又多來自碳酸鈣加熱產(chǎn)生的.現(xiàn)代的特種玻璃,除有這三種基本材料之外,更有一些用量較少的原料當(dāng)作著色劑或澄清劑,或是使玻璃具有特殊的用途,如膠態(tài)狀態(tài)的金、銅可當(dāng)著色劑,銻和砷可當(dāng)澄清劑.

        現(xiàn)代的玻璃大部份為鈉、鈣玻璃,用于生產(chǎn)平板玻璃、各種容器和燈泡.運用較廣的是二氧化硅,常和石灰石、物質(zhì)材料依不同比例混合.

        在玻璃工廠中,先把混合好的原料倒入儲槽內(nèi).然后,再將原料加熱,直到原料融化至白熱化為止.這些玻璃須再經(jīng)適當(dāng)?shù)奶幚?如用兩很重的滾軸壓制成片狀之玻璃,倒入鋼桌上做成平版玻璃

三、有關(guān)概念

3.1 玻璃

        玻璃是非晶無機非金屬材料，一般是用多種無機礦物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸鋇、石灰石、長石、純堿等)為主要原料，另外加入少量輔助原料制成的。它的主要成分為二氧化硅和其他氧化物。普通玻璃的化學(xué)組成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等，主要成分是硅酸鹽復(fù)鹽，是一種無規(guī)則結(jié)構(gòu)的非晶態(tài)固體。廣泛應(yīng)用于建筑物，用來隔風(fēng)透光，屬于混合物。另有混入了某些金屬的氧化物或者鹽類而顯現(xiàn)出顏色的有色玻璃，和通過物理或者化學(xué)的方法制得的鋼化玻璃等。有時把一些透明的塑料（如聚甲基丙烯酸甲酯）也稱作農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系玻璃。

3.2 坩堝

        坩堝是化學(xué)儀器的重要組成部分，它是熔化和精煉金屬液體以及固液加熱、反應(yīng)的容器，是保證化學(xué)反應(yīng)順利進行的基礎(chǔ)。

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