日常生活中我們經常會接觸到各種類型的玻璃材料，除了傳統(tǒng)的平板玻璃以外，還有超白玻璃、高硼硅玻璃等具有特殊性質的玻璃材料，以及中空玻璃、夾膠玻璃一類的常用材料。為了讓大家進一步認識玻璃的組成與特性，我們搜集資料編排了這篇文章，希望能有所幫助。

一、玻璃是怎么樣做成的

        玻璃的生產工藝包括:配料、熔制、成形、退火等工序.分別介紹如下:

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

        2. 熔制,將配好的原料經過高溫加熱,形成均勻的無氣泡的玻璃液.這是一個很復雜的物理、化學反應過程.玻璃的熔制在熔窯內進行.熔窯主要有兩種類型:一種是坩堝窯,玻璃料盛在坩堝內,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的,現(xiàn)在僅有光學玻璃和顏色玻璃采用坩堝窯生產.另一種是池窯,玻璃料在窯池內熔制,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)生產的,小的池窯可以是幾個米,大的可以大到400多米2.

        3. 成形,是將熔制好的玻璃液轉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才能進行,這是一個冷卻過程,玻璃首先由粘性液態(tài)轉變?yōu)榭伤軕B(tài),再轉變成脆性固態(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,用來生產厚的平板玻璃、刻花玻璃、夾金屬絲玻璃等.(2)澆鑄法,生產光學玻璃.(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鍋.這是將玻璃熔體注入高速旋轉的模子中,由于離心力使玻璃緊貼到模子壁上,旋轉繼續(xù)進行直到玻璃硬化為止.(4)燒結法,用于生產泡沫玻璃.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)點是玻璃質量高(平整、光潔),拉引速度快,產量大 .

        4. 退火,玻璃在成形過成中經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力.這種熱應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保溫或緩慢降溫一段時間以清理或減少玻璃中熱應力到允許值.

        此外,某些玻璃制品為了增加其強度,可進行剛化處理.包括:物理剛化(淬火),用于較厚的玻璃杯、桌面玻璃、汽車擋風玻璃等;和化學剛化(離子交換),用于手表表蒙玻璃、航空玻璃等.剛化的原理是在玻璃表面層產生壓應力,以增加其強度.

二、玻璃有什么特性

        2.1 各向同性

        玻璃的分子排列是無規(guī)則的，其分子在空間中具有統(tǒng)計上的均勻性。在理想狀態(tài)下，均質玻璃的物理、化學性質（如折射率、硬度、彈性模量、熱膨脹系數、導熱率、電導率等）在各方向都是相同的。

        2.2 無固定熔點

        因為玻璃是混合物，非晶體，所以無固定熔沸點。玻璃由固體轉變?yōu)橐后w是一定溫度區(qū)域（即軟化溫度范圍）內進行的，它與結晶物質不同，沒有固定的熔點。軟化溫度范圍Tg~T1，Tg為轉變溫度，T1為液相線溫度，對應的黏度分別為1013.4dPa·s、104~6dPa·s。

        2.3 亞穩(wěn)性

        玻璃態(tài)物質一般是由熔融體快速冷卻而得到，從熔融態(tài)向玻璃態(tài)轉變時，冷卻過程中黏度急劇加大，質點來不及做有規(guī)則排列而形成晶體，沒有釋出結晶潛熱，因此，玻璃態(tài)物質比結晶態(tài)物質含有較高的內能，其能量介于熔融態(tài)和結晶態(tài)之間，屬于亞穩(wěn)狀態(tài)。從力學觀點看，玻璃是一種不穩(wěn)定的高能狀態(tài)，比如存在低能量狀態(tài)轉化的趨勢，即有析晶傾向，所以，玻璃是一種亞穩(wěn)態(tài)固體材料。

        2.4 漸變性可逆性

        玻璃態(tài)物質從熔融態(tài)到固體狀態(tài)的過程是漸變的，其物理、化學性質的變化也是連續(xù)的和漸變的。這與熔體的結晶過程明顯不同，結晶過程必然出現(xiàn)新相，在結晶溫度點附近，許多性質會發(fā)生突變。而玻璃態(tài)物質從熔融狀態(tài)到固體狀態(tài)是在較寬溫度范圍內完成的，隨著溫度逐漸降低，玻璃熔體黏度逐漸加大，然后形成固態(tài)玻璃，但是過程中沒有新相形成。相反玻璃加熱變?yōu)槿垠w的過程也是漸變的。

三、有關概念

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。普通玻璃的化學組成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等，主要成分是硅酸鹽復鹽，是一種無規(guī)則結構的非晶態(tài)固體。廣泛應用于建筑物，用來隔風透光，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）也稱作農業(yè)生產體系玻璃。

3.2 成形

        成形即成為某種形體，形成某種穩(wěn)固的局面。如正在成形的思想之新奇簡直使他大吃一驚；排列成一定形式或形狀使玻璃成形；醫(yī)學上指具有正常的形狀大便成形；醫(yī)學上指修正損傷的籌備或器官，成形外科，骨成形術等等。

3.3 坩堝

        坩堝是化學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、反應的容器，是保證化學反應順利進行的基礎。

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