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1、玻璃加工,绪论第一章 玻璃原料第二章 原料的加工第三章 玻璃的熔制第四章 玻璃的成形第五章 玻璃的缺陷第六章 玻璃的退火第七章 玻璃的加工及改性,0.1 玻璃的定义,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中国古代亦称琉璃，是一种透明、强度及硬度颇高，不透气的物料。玻璃在日常环境中呈化学惰性，亦不会与生物起作用，故此用途非常广泛。玻璃一般不溶于酸（例外：氢氟酸与玻璃反应生成SiF4，从而导致玻璃的腐蚀）；但溶於强碱，例如氢氧化铯。玻璃是一种非晶形过冷液体。融解的玻璃迅速冷却，各分子因为没有足够时间形成晶体而形成玻璃。,0.
2、2 玻璃的历史,玻璃最初由火山喷出的酸性岩凝固而得。约公元前3700年前， 古埃及人已制出玻璃装饰品和简单玻璃器皿，当时只有有色玻璃，约公元前1000 年前，中国制造出无色玻璃。公元12世纪，出现了商品玻璃，并开始成为工业材料。18世纪，为适应研制望远镜的需要，制出光学玻璃。1873年，比利时首先制出平板玻璃。1906年，美国制出平板玻璃引上机。此后，随着玻璃生产的工业化和规模化，各种用途和各种性能的玻璃相继问世。现代，玻璃已成为日常生活、生产和科学技术领域的重要材料。,0.3 玻璃的分类,玻璃简单分类主要分为平板玻璃和特种玻璃。平板玻璃主要分为三种：即引上法平板玻璃(分有槽/无槽两种)、平拉
3、法平板玻璃和浮法玻璃。由于浮法玻璃由于厚度均匀、上下表面平整平行，再加上劳动生产率高及利于管理等方面的因素影响，浮法玻璃正成为玻璃制造方式的主流。而特种玻璃则品种众多。,0.3 玻璃的分类,(1) 普通平板玻璃。 1、 3-4厘玻璃。这种规格的玻璃主要用于画框表面。 2、 5-6厘玻璃，主要用于外墙窗户、门扇等小面积透光造型等等 3、 7-9厘玻璃，主要用于室内屏风等较大面积但又有框架保护的造型之中。 4、 9-10厘玻璃，可用于室内大面积隔断、栏杆等装修项目。 5、 11-12厘玻璃，可用于地弹簧玻璃门和一些活动人流较大的隔断之中。 6、 15厘以上玻璃，一般市面上销售较少，往往需要订货，主
4、要用于较大面积的地弹簧玻璃门外墙整块玻璃墙面。,0.3 玻璃的分类,(2) 钢化玻璃。它是普通平板玻璃经过再加工处理而成一种预应力玻璃。钢化玻璃相对于普通平板玻璃来说，具有两大特征： 1) 前者强度是后者的数倍，抗拉度是后者的3倍以上，抗冲击是后者5 倍以上。 2) 钢化玻璃不容易破碎，即使破碎也会以无锐角的颗粒形式碎裂，对人 体伤害大大降低。 (3) 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9厘以下，以5、6厘厚度具多。 (4) 喷砂玻璃。性能上基本上与磨砂玻璃相似，不同的改磨砂为喷砂。由于两者视觉上类同，很多业主，甚至装修专业人员都把它们混为一谈。,0.3 玻璃的分类
5、,(5) 压花玻璃。是采用压延方法制造的一种平板玻璃。其最大的特点是透光不透明，多使用于洗手间等装修区域。 (6) 夹丝玻璃。是采用压延方法，将金属丝或金属网嵌于玻璃板内制成的一种具有抗冲击平板玻璃，受撞击时只会形成辐射状裂纹而不至于堕下伤人。故多采用于高层楼宇和震荡性强的厂房。 (7) 中空玻璃。多采用胶接法将两块玻璃保持一定间隔，间隔中是干燥的空气，周边再用密封材料密封而成，主要用于有隔音要求的装修工程之中。 (8) 夹层玻璃。夹层玻璃一般由两片普通平板玻璃(也可以是钢化玻璃或其他特殊玻璃)和玻璃之间的有机胶合层构成。当受到破坏时，碎片仍粘附在胶层上，避免了碎片飞溅对人体的伤害。多用于有安
6、全要求的装修项目。,0.3 玻璃的分类,(9) 防弹玻璃。实际上就是夹层玻璃的一种，只是构成的玻璃多采用强度较高的钢化玻璃，而且夹层的数量也相对较多。多采用于银行或者豪宅等对安全要求非常高的装修工程之中。 (10) 热弯玻璃。由优质平板玻璃加热软化在模具中成型，再经退火制成的曲面玻璃。样式美观，线条流畅，在一些高级装修中出现的频率越来越高。 (11) 玻璃砖。玻璃砖的制作工艺基本和平板玻璃一样，不同的是成型方法。 其中间为干燥的空气。多用于装饰性项目或者有保温要求的透光造型之 中。 (12) 玻璃纸。也称玻璃膜，具有多种颜色和花色。根据纸膜的性能不同，具有不同的性能。绝大部分起隔热、防红外线、
7、防紫外线、防爆等作用。,0.4 玻璃的特性,(1)强度玻璃的强度取决于其化学组成、杂质含量及分布、制品的形状、表面状态和性质、加工方法等。玻璃是一种脆性材料，其强度一般用抗压，抗张强度等来表示。玻璃的抗张强度较低，由于玻璃的脆性和玻璃表面的瑚裂纹所引起的。玻璃的抗压强度约为抗张强度的1415倍。(2)硬度玻璃的硬度较大，硬度仅次子金刚石、炭化硅等材料，它比一般金属硬，不能用普通刀和锯进行切割；玻璃的硬度值在莫氏硬度57之间，可根据玻璃的硬度选择磨料、磨具和加工方法，如雕刻、抛光、研磨和切割等。,0.4 玻璃的特性,(3)光学性质玻璃是一种高度透明的物质，具有一定的光学常数、光谱特性，具有吸收或
8、透过紫外线和红外线、感光、光变色、光储存和显示等重要光学性能通常光线透过愈多，玻璃质雪越好由干玻璃品种较多，各种玻璃的性能也有很大的差别，如有的铅玻璃具有防辐射的特性一般通过改变玻璃的成分及工艺条件可使玻璃的性能有很大的变化。(4)电学性能常温下玻璃是电的不良导体。温度升高时，玻璃的导电性迅速提高，熔融状态时则变为良导体。(5)热性质玻璃的导热性很差，一般经受不了温度的急剧变化。制品越厚，承受温度急剧变化的能力越差。,教学内容,绪论第一章 玻璃原料第二章 原料的加工第三章 玻璃的熔制第四章 玻璃的成形第五章 玻璃的缺陷第六章 玻璃的退火第七章 玻璃的加工及改性,1、种类主要原料：在一般玻璃中，
9、它的主要成分有SiO2、Na2O、CaO、Al203、MgO等五种成分，为引入上述成分而使用的原料称主要原料。辅助原料：为使玻璃获得某种必要的性质，或为加速玻璃熔制过程而引入的原料通称为辅助原料。2、原料的选择原则(1) 原料的质量应符合玻璃制品的技术要求，其中包括化学成分稳定、含水量稳定、颗粒组成稳定、有害杂质少(主要指Fe2O3)等。(2) 便于在日常生产中调整成分；(3) 适于熔化与澄清，挥发与分解的气体无毒性；(4) 对耐火材料的侵蚀要小；(5) 原料应易加工、矿藏量大、分布广、运输方便、价格低等。,一、引人SiO2的原料,作用： SiO2是玻璃中最主要的成分，它使玻璃具有高的化学稳定
10、性、力学性能、电学性能、热学性能，但含量过多时使熔制的玻璃液粘度过大。（一）硅砂,硅砂性能,1、外观：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、红褐色。2、化学组成：它的主要成分是SiO2，另含有少量的Al2O3、Na2O、K2O、CaO等无害杂质。主要的有害杂质为氧化铁，它能使玻璃着成蓝绿色而影响玻璃透明度。有些硅砂中尚含有Cr203，它的着色能力比Fe2O3大3-5倍，使玻璃着成绿色；TiO2使玻璃着成黄色，若与氧化铁同时存在可使玻璃着成黄褐色。3、颗粒组成：通常颗粒度越细，其铝铁含量也越大，玻璃生产要求的粒径应在0.15O.8mm之间。4、矿物组成：与其伴生的无害
11、矿物有长石、高岭石、白云石、方解石等；与其伴生的有害矿物主要有赤铁矿、磁铁矿、钛铁矿等。,（二）砂岩,是由石英颗粒和粘性物质在地质高压下胶结而成的坚实致密的岩石。根据粘性物质的性质可分为粘土质砂岩、长石质砂岩和钙质砂岩。所以砂岩成分不仅取决于石英颗粒，而且与粘性物质的种类和含量有关。砂岩中的有害杂质是氧化铁。,硅质原料的成分范围(),二、引人Al203的原料,1长石质量要求是：A12O316；Fe2030.3；R2012,钠长石,钙长石,钾长石,钾长石矿,钠长石矿,作用：降低玻璃的析晶倾向，提高化学稳定性、热稳定性、机械强度、硬度和折射率，减弱玻璃的脆性，减轻玻璃液对耐火材料的侵蚀，有助于氟化
12、物的浮浊。,2高岭土,质量要求是：A120325；Fe2O3O.4。,高岭土,煅烧高岭土,高岭土粉,3、腊石,玻璃成分中需要存在碱金属氧化物时，引入A1203,叶腊石,叶腊石,叶腊石,黄腊石,彩腊石,三、引人Na2O的原料,（一）纯碱纯碱是微细白色粉末，易溶于水，它是一种含杂质少的工业产品，主要杂质有NaCl(不大于1)。纯碱易潮解、结块，它的水含量通常波动在910之间，应储存在通风干燥的库房内。质量要求：Na2C0398；NaCl1；Na2SO40.1；Fe203O.1。,纯碱,纯碱库,重碱,轻碱,作用：提供游离氧，从而降低玻璃粘度，使玻璃易于熔 融，是良好的助溶剂。Na2O可增加玻璃的热膨
13、胀系 数，降低热稳定性、化学稳定性和机械强度。,2芒硝(Na2SO4)有无水芒硝和含水芒硝(Na2SO410H20)两类。使用芒硝不仅可以代碱，而且又是常用的澄清剂，为降低芒硝的分解温度常加入还原剂(主要为碳粉、煤粉等)。使用芒硝缺点：热耗大、对耐火材料的侵蚀大、易产生芒硝泡，当还原剂使用过多时，Fe2O3还原成FeS而使玻璃着成棕色。质量要求是：Na2SO485；NaCl2； CaSO44；Fe203O3；H205,天然芒硝,无水芒硝,袋装无水芒硝,芒硝矿,四、引人CaO的原料,石灰石、方解石两原料均为CaCO3，后者的纯度比前者高。对含钙原料的质量要求是：CaO50；Fe2030.15。,
14、天然石灰石,石灰石矿山,方解石,透明方解石,方解石矿山,五、引人MgO的原料,主要为白云石(MgCO3CaCO3)，呈蓝白色、浅灰色、黑灰色。质量要求：MgO20；CaO32；Fe2030.15。,白云石,白云石,白云石粉,白云石粉,通常采用石灰石和白云石共同引入MgO和CaO。,六、澄清剂,1氧化砷和氧化锑 均为白色粉末。与硝酸盐组合作用时，它低温吸收氧气，在高温放出氧气而起澄清作用。 由于As203的粉状和蒸气都是极毒物质，目前已很少使用。,氧化锑颗粒,纯氧化锑粉,纯氧化砷粉,2硫酸盐原料 主要有硫酸钠，它在高温时分解逸出气体而起澄清作用。 3氟化物类原料 以降低玻璃液粘度而起澄清作用。对
15、耐火材料侵蚀大，产生的气体(HF、SiF4)污染环境，目前已限制使用。 萤石：天然矿物，是由白、绿、蓝、紫色组成的微透明的岩石。 氟硅酸钠是工业副产品。,萤石,萤石晶体,萤石块料,萤石矿山一角,氟硅酸钠,氟硅酸钠,七、着色剂,1离子着色剂 常用有（1）锰化合物的原料：软锰矿(MnO2)、氧化锰(Mn203)、高锰酸钾(KMnO4)。Mn2O3使玻璃着成紫色，若还原成MnO则为无色。（2）钴化合物的原料：绿色粉末的氧化亚钴(C0O)、深紫色的Co2O3和灰色的C0304。热分解后的CoO使玻璃着成天蓝色。（3）铬化合物的原料：重铬酸钾(K2Cr2O7)、铬酸钾(K2CrO4)。热分解后的Cr20
16、3使玻璃着成绿色。,（4）铜化合物的原料：蓝绿色晶体的硫酸铜(CuSO4)、 黑色粉末的氧化铜(CuO)、红色结晶粉末的氧化亚铜(Cu2O)。热分解后的CuO使玻璃着成湖蓝色。,软锰矿,氧化锰矿山,氧化锰矿石,氧化钴,三氧化二铬,硫酸铜,2胶体着色剂（1）金化合物的原料：主要是三氯化金(AuCl3)的溶 液，为得到稳定的红色玻璃，应在配合料中加入Sn02。（2）银化合物的原料有：硝酸银(AgNO3)、氧化银(Ag20)、碳酸银(Ag2CO3)。其中以AgN03所得的颜色最为均匀，添加Sn02能改善玻璃的银黄着色。（3）铜化合物的原料有：Cu2O及CuSO4，添加SnO2能改善铜红着色。,铜红盘,金红玻璃,
