玻璃是我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常接觸和使用的物品，從玻璃杯這類(lèi)生活用品到玻璃幕墻一類(lèi)的建筑裝飾材料，玻璃為世界文明的發(fā)展做出了較大的貢獻(xiàn)。玻璃的生產(chǎn)與加工是非常重要的，這些工藝決定了玻璃成品的品質(zhì)與性能，從而決定了這一批產(chǎn)品的價(jià)格。接下來(lái)我們將簡(jiǎn)單介紹玻璃的生產(chǎn)工藝流程，并說(shuō)明玻璃鍍膜的工藝流程。

一、玻璃的制作工藝流程

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

        1.1 配料,按照設(shè)計(jì)好的料方單,將各種原料稱(chēng)量后在一混料機(jī)內(nèi)混合均勻.玻璃的主要原料有:石英砂、石灰石、長(zhǎng)石、純堿、硼酸等.

        1.2 熔制,將配好的原料經(jīng)過(guò)高溫加熱,形成均勻的無(wú)氣泡的玻璃液.這是一個(gè)很復(fù)雜的物理、化學(xué)反應(yīng)過(guò)程.玻璃的熔制在熔窯內(nèi)進(jìn)行.熔窯主要有兩種類(lèi)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(gè)坩堝,大的可多到20個(gè)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(chēng)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(gè)米,大的可以大到400多米.

        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(jìn)行,這是一個(gè)冷卻過(guò)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(jī)械成形兩大類(lèi).

        A. 人工成形.又有

        (1)吹制,用一根鎳鉻合金吹管,挑一團(tuán)玻璃在模具中邊轉(zhuǎn)邊吹.主要用來(lái)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(pán)粘住,二人邊吹邊拉主要用來(lái)制造玻璃管或棒.

        (3)壓制,挑一團(tuán)玻璃,用剪刀剪下使它掉入凹模中,再用凸模一壓.主要用來(lái)成形杯、盤(pán)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(jī)械成形.因?yàn)槿斯こ尚蝿趧?dòng)強(qiáng)度大,溫度高,條件差,所以,除自由成形外,大部分已被機(jī)械成形所取代.機(jī)械成形除了壓制、吹制、拉制外,還有

        (1)壓延法,用來(lái)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(jìn)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(guò)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(diǎn)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(guò)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(huì)降低玻璃制品的強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性.如果直接冷卻,很可能在冷卻過(guò)程中或以后的存放、運(yùn)輸和使用過(guò)程中自行破裂(俗稱(chēng)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(jìn)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(shí)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(qiáng)度,可進(jìn)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(chē)擋風(fēng)玻璃等;和化學(xué)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(chǎn)生壓應(yīng)力,以增加其強(qiáng)度.

二、玻璃鍍膜的工藝流程

        玻璃鍍膜就是在玻璃表面涂渡一層或多層金屬膜或金屬化合物,以改變玻璃光學(xué)性能. 

        玻璃鍍膜的方法分為四類(lèi):化學(xué)沉積法、熱蒸發(fā)鍍、機(jī)械(包括噴涂和浸漬兩種方法)以及目前比較先進(jìn)的磁控賤射鍍膜.這些技術(shù)的原理和設(shè)備都不一樣,也不能互換. 鍍膜玻璃生產(chǎn)方法都是在玻璃表面涂以金、銀、銅、鋁、鎳、鐵錫等金屬,金屬氧化物或非金屬氧化物薄膜:或采用電浮法、等離子法,像玻璃表面層深入金屬離子以置換玻璃表面層原有的離子而形成的陽(yáng)光控制鍍膜. 鍍膜前清洗鍍膜前清洗的主要污染物是油污、手印、灰塵等.

        由于鍍膜工序?qū)︾R片潔凈度的要求較為嚴(yán)格,因此清洗劑的選擇是很重要的.在考慮某種清洗劑的清洗能力的同時(shí),還要考慮到他的腐蝕性等方面的問(wèn)題.分為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系溶劑清洗和半水基清洗. 

        農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系溶劑清洗采用的清洗流程如下: 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系溶劑清洗劑(超聲波)-水基清洗劑(超聲波)-市水漂洗-純水漂洗-IPA(異丙醇)脫水-IPA慢拉干燥. 

        半水基清洗采用的清洗流程如下: 半水基清洗劑(超聲波)-市水漂洗-水基清洗劑-市水漂洗-純水漂洗-IPA脫水-IPA慢拉干燥 

        真空蒸發(fā)鍍膜是將被鍍零件和膜層材料,以一定的相對(duì)位置,放在一個(gè)真空空 間,采用一定的方法,使膜料氣化或升華,形成具有一定動(dòng)能的分子(原子或離子),離開(kāi)蒸發(fā)器飛向被鍍零件表面,在表面上淀積形成薄膜.真空蒸發(fā)包括三個(gè)主要系統(tǒng):真空系統(tǒng)、蒸發(fā)系統(tǒng)、膜厚監(jiān)控系統(tǒng).其中真空系統(tǒng)由真空室、機(jī)械泵、分子泵(油擴(kuò)散泵)、管道、閥門(mén)、真空測(cè)量裝置等部分組成.蒸發(fā)系統(tǒng)采用電子槍蒸發(fā),其主要由燈絲、高壓線圈、偏轉(zhuǎn)線圈、坩堝等組成.膜厚監(jiān)控系統(tǒng)采用光電較值法,其主要由光源、比較片、單色儀、光電倍增管、膜厚控制儀及穩(wěn)流穩(wěn)壓電源組成. 磁濺射是先對(duì)玻璃進(jìn)行清洗,在高真空倉(cāng)室的靶材賤射區(qū)經(jīng)過(guò)靶材離子賤射而鍍膜的.

三、有關(guān)概念

3.1 玻璃

        玻璃是非晶無(wú)機(jī)非金屬材料，一般是用多種無(wú)機(jī)礦物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸鋇、石灰石、長(zhǎng)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(wú)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(lái)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(lèi)而顯現(xiàn)出顏色的有色玻璃，和通過(guò)物理或者化學(xué)的方法制得的鋼化玻璃等。有時(shí)把一些透明的塑料（如聚甲基丙烯酸甲酯）也稱(chēng)作農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(jiǎn)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(xué)上指具有正常的形狀大便成形；醫(yī)學(xué)上指修正損傷的籌備或器官，成形外科，骨成形術(shù)等等。

3.3 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(jìn)行的基礎(chǔ)。

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