玻璃以石英砂、純堿、長(zhǎng)石及石灰石等為原料，經(jīng)混和、高溫熔融、勻化后，加工成形，再經(jīng)退火而得。廣泛運(yùn)用于建筑、日用、藝術(shù)、儀表等領(lǐng)域，種類(lèi)豐富，性能優(yōu)越。想知道玻璃的制作過(guò)程與制作工藝流程，讀完文章你就知道。

一、玻璃的制作過(guò)程

        玻璃的材料主要有三部分構(gòu)成:基本原料、助熔劑和著色劑,另外還包括脫色劑、澄清劑和乳蝕劑.

        1.玻璃制作的基本原料

        二氧化硅是玻璃制作的主要的原料.二氧化硅在地球上的儲(chǔ)量是很大的.二氧化硅是石頭的主要原料也是制作玻璃的較主要的原料.各種不同的石頭的含硅量是不同的.在我們生活中這些材料是更常見(jiàn)的.

        2.助熔劑

        二氧化硅的熔點(diǎn)是很高的,要想達(dá)到這個(gè)榮典是很受限制的.古人就想辦法加入一些別的其他的物質(zhì)來(lái)時(shí)它的熔化溫度變得低下來(lái).另外二氧化硅融化的時(shí)候非常突兀,加熱過(guò)程中沒(méi)有逐漸變軟的過(guò)濾過(guò)渡階段,結(jié)合進(jìn)一些其他的物質(zhì)后使玻璃可以在不同的溫度下程各種榮華狀態(tài),有力塑形操作和有效定形.這種物質(zhì)就是助熔劑.

        助熔劑通常是含氧化鈉、氧化鉀、氧化鉛、氧化鈣、氧化鋇等物質(zhì)原料,如石灰石、長(zhǎng)石、純堿、硼酸、鉛化合物、鋇化合物.(氧化鈉可以降低玻璃形成中的黏度,使玻璃易于熔制,起著良好的助熔作用;氧化鋇在玻璃的形成中起著與氧化鈉基本的作用;氧化錫可以增加玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度;氧化鉛可以增加密度,提高著蛇行,有特殊光澤;鉛可以使玻璃對(duì)光的折射率大而散射率小使得玻璃更具光澤和穩(wěn)定.

        3.澄清劑

        在玻璃制作的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一些的氣泡,減少這些氣泡所用的就是澄清劑.主要常用的有氧化砷、氧化銻和硝化鹽.

        4.乳蝕劑

        在玻璃生產(chǎn)中藝術(shù)家根據(jù)作品的要求,使玻璃產(chǎn)生不透明的效果,使玻璃變得不透明的就是乳蝕劑.它可以使玻璃產(chǎn)生結(jié)晶或不固定的膠體微粒,這些微粒和玻璃本身的折射率不同會(huì)產(chǎn)生不透明的效果. 常用的乳蝕劑有氧化錫、氧化銻和磷酸鹽.

        5.脫色劑

        脫色劑主要是用來(lái)清理原料中的雜質(zhì)給玻璃帶來(lái)的不希望出現(xiàn)的顏色,使玻璃城縣無(wú)色透明的效果.主要有化學(xué)脫色劑和物力脫色劑兩種,化學(xué)脫色劑通常通過(guò)氧化作用消色,主要有硝酸鈉、硝酸鉀.物理脫色劑通過(guò)產(chǎn)生互補(bǔ)色而使玻璃無(wú)色,主要有二氧化錳、硒和氧化鈷、氧化溴

二、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. 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.

        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.

        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.

        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.

相關(guān)概念

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。

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。

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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