玻璃工艺概论.doc.doc

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1、玻璃工艺概论引言：玻璃是现代生活中随处可见必不可少种类繁多性能良好的一类好材料。玻璃是人工合成的物质，玻璃是如何生产出来的呢？这个问题对于专家来说可能很简单，但是对于普通的消费者来说可能还是有了解的兴趣的，玻璃的生产工艺包括：配料、熔制、成形、退火等工序。摘要：概述了玻璃的定义，简单介绍了玻璃的发展历史。玻璃的四大通性。重点列举了玻璃的分类：从不同方面对玻璃的复杂分类。玻璃的制备流程：玻璃的原料:包括主要原料、辅助原料和碎玻璃。还有玻璃的熔制、成型方法以及退火。最后总结了玻璃行业的发展方向。1、玻璃

2、的定义：对于“玻璃”的定义，二十世纪四十年代以来曾有过几种不同的表述。1945年，美国材料试验学会将玻璃定义为“熔化后，冷却到固化状态而没有析晶的无机产物”。也有将玻璃定义扩展为“物质（包括有机物，无机物）经过熔融，在降温冷却过程中因粘度增加而形成的具有固体机械性质的无定形物体”。我国的技术词典中把“玻璃态”定义为；从熔体冷却，在室温下还保持熔体结构的固体物质状态。2、玻璃的发展历史：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。

3、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；1874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。3000多年前，一艘欧洲腓尼基人的商船，满载着晶体矿物“天然苏打”，航行在地中海沿岸的贝鲁斯河上。由于海水落潮，商船搁浅了，于是船员们纷纷登上沙滩。有的船员还抬来大锅

4、，搬来木柴，并用几块“天然苏打”作为大锅的支架，在沙滩上做起饭来。船员们吃完饭，潮水开始上涨了。他们正准备收拾一下登船继续航行时，突然有人高喊：“大家快来看啊，锅下面的沙地上有一些晶莹明亮、闪闪发光的东西！”船员们把这些闪烁光芒的东西，带到船上仔细研究起来。他们发现，这些亮晶晶的东西上粘有一些石英砂和融化的天然苏打。原来，这些闪光的东西，是他们做饭时用来做锅的支架的天然苏打，在火焰的作用下，与沙滩上的石英砂发生化学反应而产生的晶体，这就是最早的玻璃。后来腓尼基人把石英砂和天然苏打和在一起，然后用一种

5、特制的炉子熔化，制成玻璃球，使腓尼基人发了一笔大财。3、玻璃的通性：玻璃是一种无规则结构的非晶态固体，其原子不像晶体那样在空间具有长程有序的排列，而近似于液体那样具有短程有序。玻璃像固体一样保持特定的外形，不像液体那样随重力作用而流动。玻璃具有四项基本通性：（1）各向同性：玻璃的原子排列是无规则的，其原子在空间中具有统计上的均匀性。在理想状态下，均质玻璃的物理、化学性质（如折射率、硬度、弹性模量、热膨胀系数、导热率、电导率等）在各方向都是相同的。（2）无固定熔点：玻璃由固体转变为液体是一定温度区域（

6、即软化温度范围）内进行的，它与结晶物质不同，没有固定的熔点。软化温度范围Tg~T1，Tg为转变温度，T1为液相线温度，对应的黏度分别为10dPa·s、10dPa·s。（3）介稳性：玻璃态物质一般是由熔融体快速冷却而得到，从熔融态向玻璃态转变时，冷却过程中黏度急剧增大，质点来不及做有规则排列而形成晶体，没有释出结晶潜热，因此，玻璃态物质比结晶态物质含有较高的内能，其能量介于熔融态和结晶态之间，属于亚稳状态。从力学观点看，玻璃是一种不稳定的高能状态，比如存在低能量状态转化的趋势，即有析晶倾向，所以，玻璃

7、是一种亚稳态固体材料。（4）渐变性与可逆性：玻璃态物质从熔融态到固体状态的过程是渐变的，其物理、化学性质的变化也是连续的和渐变的。这与熔体的结晶过程明显不同，结晶过程必然出现新相，在结晶温度点附近，许多性质会发生突变。而玻璃态物质从熔融状态到固体状态是在较宽温度范围内完成的，随着温度逐渐降低，玻璃熔体黏度逐渐增大，最后形成固态玻璃，但是过程中没有新相形成。相反玻璃加热变为熔体的过程也是渐变的。4、玻璃的分类：玻璃的种类繁多，分类很复杂。常见的有按组成分，按应用分及按性能分等。4．1、按组成分类这是一

8、种较严密的分类方法，其特点是从名称上直接反映了玻璃的主要和大概的结构，性质范围。按组成可将玻璃分为元素玻璃，氧化物玻璃和非氧化物玻璃三大类；4.1.1、元素玻璃：指由单一元素构成的玻璃，如硫玻璃，硒玻璃等。4.1.2、氧化物玻璃：指借助氧桥形成聚合结构的玻璃，如硅酸盐玻璃，硼酸盐玻璃，磷酸盐玻璃等。它包含了当前已了解的大部分玻璃品种，这类玻璃在实际应用和理论研究上最为重要。4.1．3、非氧化物玻璃：当前这类玻璃主要有两类。一类是卤化物玻璃，玻璃结构中连接桥是卤族元素。