玻璃的基本知识

1、玻璃的基本知识玻璃简介玻璃，中国古代亦称琉璃，是一种透明、强度及硬度颇高，表面平滑及不透气的物料。 玻璃在化学上几乎完全呈惰性， 亦不会与生物起作用， 故此用途非常广泛。 不过玻璃亦有容 易碎成尖锐碎片的缺点， 但这缺点可以透过加入其它物料， 或以热处理改良。 玻璃是一种非 晶形固体。 溶解的玻璃迅速冷却， 各分子因为没有足够时间形成晶体而形成玻璃。 例如若将 原为晶体的砂糖以热力溶解，然后倒在冷冻的表面上，所产生成的糖块即为非晶形固体。制造普通玻璃的主要原料是：纯碱（Na2CO3 ）,石灰石（CaC03）和石英（SiO2 ）。生产时，把原料粉碎， 按适当的比率混合后， 放入玻璃窖中加强热。

2、原料熔融后发生了比较复杂的物 理变化和化学变化， 最后得到Na2SiO3，CaSiO3和SiO2熔化化在一起形成的物质，其主要成分是SiO2，这种物质不是晶体，称作玻璃态物质。玻璃与晶体不同，没有一定的熔点， 而是在某个温度范围内逐渐软化。在软化状态时，玻璃可以被人工吹制成任何形状的制品。 常用的玻璃瓶和玻璃杯等都是由普通玻璃制造的。玻璃的化学组成不同， 制造玻璃时的工艺 （反应条件 ）不同，都会影响玻璃的性能和用途。 在生产过程中加入不同的物质， 调整玻璃的化学组成， 可以制得具有不同性能和用途的 玻璃。 对可见光透明是玻璃最大的特点。 一般的玻璃因为制造时加进了碳酸钠， 所以对波长 短于

3、400 纳米的紫外线并不透明。若果要让紫外线穿透，玻璃必须以纯正的二氧化硅制造。 这种玻璃成本较高， 一般被称为 石英玻璃 。常见的玻璃通常亦会加入其它成份。 例如看起来 十分闪烁曜眼的 水晶玻璃（Lead glass），是在玻璃内加入铅，令玻璃的折射指数增加，产生更 为眩目的折射。至于派来克斯玻璃（Pyrex），则是加入了硼，以改变玻璃的热及电性质。加入钡亦可增加折射指数。 制造光学镜头的玻璃则是加入钍的氧化物来大幅增加折射指数。倘若要玻璃吸收红外线， 可以加入铁。 例如放映机内便有这种隔热的玻璃。玻璃加入铈则会吸收紫外线。 在玻璃中加入各种金属和金属氧化物亦可以改变玻璃的颜色。例如少量锰可

4、以改变玻璃内因铁造成的淡绿色。 多一点锰则可以造成淡紫色的玻璃。 硒亦有类似的效果。 少量钴 可以造成蓝色的玻璃。 锡的氧化物及砷氧化物可造成不透明的白色玻璃。这种玻璃好像是白色的陶瓷。 铜的氧化物会造成青绿色的玻璃。 以金属铜则会造成深红色、不透明的玻璃，看 起来好像是红宝石。镍可以造成蓝色、深紫色、甚至是黑色的玻璃。钛则可以造成棕黄色。 微量的金 （约 0.001%）造成的玻璃是非常鲜明， 像是红宝石的颜色。 铀（0.1 至 2%）造成的玻璃 是萤火黄或绿色。 银化合物可以造成橙色至黄色的玻璃。 改变玻璃的温度亦会改变这些化合 物造成的颜色，但当中的化学原理相当复杂，至今仍然未被完全明解。

5、有时在火山溶岩中会出现天然的玻璃， 称黑曜石或火山玻璃 。黑曜石可以用来造成简单 的尖刀。玻璃的历史人类相信自石器时代即已使用天然的火山玻璃。 古埃及在公元前二千年左右已有记载使 用玻璃作器皿。 公元前 200 年，巴比伦发明了玻璃吹管制玻离的方法，接着这个方法传入罗马，欧洲在公元一世纪左右罗马的波特兰瓶即是玻璃浮雕作品。到了十一世纪， 德国发明制造平面玻璃的技术。先把玻璃吹成球状，然后造成圆筒型。在玻璃仍热时切开，然后摊平。 这种技术在十三世纪的威尼斯得到了进一步改良。十四世纪欧洲的玻璃制造中心是威尼斯， 很多以玻璃造成的餐具、 器皿等都是由威尼斯制作。 日后欧洲很多玻璃工匠都是师承威尼斯。

6、1827 年发明的玻璃压印机器，开展了大规模生产廉价玻璃器具的道路。玻璃上有时会以酸或其它腐蚀物料刻上艺术图案。 传统的造法是在吹或铸玻璃的时候由 工匠刻作。后来在 1920 年发明了可以在模具上加上雕刻的办法，亦可以使用不同颜色的玻 璃，于是在 1930 年以后，大量生产的廉价玻璃器具逐渐出现。 中国在西周时亦已开始制造玻璃。 在西周时期的古墓中曾发现玻璃管、 玻璃珠等物品。 南北 朝以前，中文多以琉璃称以火烧成，玻璃质透明物。宋时则开始称之为玻璃。到明清时，习 惯以琉璃称呼低温烧成，不透明的陶瓷。很多当时的琉璃严格上来说，并不属于现代所 说的玻璃 。玻璃产品玻璃的强度及化学惰性使它成为非常

7、有用的物料。 很多家庭用品， 例如杯子、碗碟、瓶 子等等都是以玻璃制造。此外，灯泡、镜、计算机显示器(CRT)、电视机、窗等等需要使用玻璃。 实验室内大部分的器皿亦是玻璃造成， 而且多数是较为耐高温， 和膨胀较少的派来 克斯玻璃。 对于要求高的应用， 还会用上石英玻璃。 质量好的手表亦会用上石英玻璃的表面。 至于光学器材，更是离不开玻璃造的镜头。玻璃的分类玻璃简单分类主要分为平板玻璃和特种玻璃：一、平板玻璃平板玻璃是指未经其他加工的平板状玻璃制品， 也称白片玻璃或净片玻璃。 按生产方法 不同， 可分为普通平板玻璃和浮法玻璃。 平板玻璃是建筑玻璃中生产量最大、 使用最多的一 种，主要用于门窗，起

8、采光(可见光透射比 85%90%)、围护、保温、隔声等作用，也是进 一步加工成其他技术玻璃的原片。平 板玻璃按 其用途可 分为 窗玻璃和 装饰玻璃 。根 据国家标 准普通 平板 玻璃 (GB4871 1995 )和浮法玻璃(GB11614 89)的规定，玻璃按其厚度可分为以下几种 规格：引拉法生产的普通平板玻璃： 2mm、 3mm、 4mm 、 5mm 四类。浮法玻璃： 3mm 、 4mm、 5mm 、 6mm、 8mm10mm 、 12mm 七类。 引拉法生产的玻璃其长宽比不得大于2.5，其中 2、 3mm 厚玻璃尺寸不得小于400mmK 300mm , 4、5、6mm 厚玻璃不得小于 60

9、0mmK 400mm。浮法玻璃尺寸一般不小于 1000mmX 1200mm , 5、6mm 最大可达 3000mmX 4000mm。按照国家标准， 平板玻璃根据其外观质量进行分等定级， 普通平板玻璃分为优等品、 一等品 和二等品三个等级。 浮法玻璃分为优等品、一级品和合格品三个等级。 同时规定， 玻璃的弯 曲度不得超过 0.3% 。平板玻的用途有两个方面：35mm的平板玻璃一般是直接用于门窗的采光，812mm的平板玻璃可用于隔断。 另外的一个重要用途是作为钢化、 夹层、镀膜、 中空等玻璃的原片。二、特种玻璃主要有：1、钢化玻璃。 钢化玻璃 是将普通退火玻璃先切割成要求尺寸， 然后加热到接近的软

10、化 点，再进行快速均匀的冷却而得到。 钢化处理后玻璃表面形成均匀压应力， 而内部则形成张 应力， 使玻璃的抗弯和抗冲击强度得以提高， 其强度约是普通退火玻璃的四倍以上。 钢化玻璃破碎后，碎片成均匀的小颗粒并且没有刀状的尖角。因此，使用起来具有一定的安全性。 生产钢化玻璃工艺有两种 ：一种是将普通平板玻璃或浮法玻璃在特定工艺条件下， 经淬火法 或风冷淬火法加工处理而成。 另一种是将普通平板玻璃或浮法玻璃通过离子交换方法， 将玻 璃表面成分改变，使玻璃表面形成一层压应力层加工处理而成。 钢化玻璃具有抗冲击强度 高（比普通平板玻璃高 45倍）、抗弯强度大（比普通平板玻璃高 5倍）、热稳定性好以及光洁

11、、 透明、可切割等特点。在遇超强冲击破坏时，碎片呈分散细小颗粒状，无尖锐棱角，故又称 安全玻璃。 钢化玻璃按形状分为平面钢化玻璃和曲面钢化玻璃。 平面钢化玻璃厚度有 4、 5、6、8、 10、 12、 15、 19mm 八种；曲面钢化玻璃厚度有 5、 6、 8mm 三种。 钢化玻璃按其外 观质量分为：优等品、合格品两类。钢化玻璃按碎片状态分为：I类、n类和川类。2、 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。3、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。

12、4、磨砂玻璃和压花玻璃。磨砂玻璃采用喷砂方法将平板玻璃表面喷毛，俗称毛玻璃。 压花玻璃是在玻璃表面压有各种花纹图案， 系一次成型玻璃。 由于表面凹凸不平， 所有当光 线通过时既产生慢射， 物像就模糊不清， 造成了这种玻璃透光不透明的特点。 由于磨砂玻璃 是二次成型产品，容易藏灰，不易清洁，现逐步被压花玻璃所代替。5、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致于堕下伤人。 故多采用于高层楼宇和震荡 性强的厂房。 夹丝玻璃也称防碎玻璃或钢丝玻璃。 它是由压延法生产的， 即在玻璃熔融状态 下将经预热处理的钢丝或钢丝网压入玻

13、璃中间， 经退火、 切割而成。 夹丝玻璃表面可以是压 花的或磨光的， 颜色可以制成无色透明或彩色的。 夹丝玻璃的特点是安全性和防火性好。 夹 丝玻璃由于钢丝网的骨架作用， 不仅提高了玻璃的强度， 而且当受到冲击或温度骤变而破坏 时，碎片也不会飞散，避免了碎片对人的伤害。在出现火情时，当火焰延，夹丝玻璃受热炸 裂，由于金属丝网的作用，玻璃仍能保持固定，隔绝火焰，故又称为防火玻璃。根据国家行业标准 JC433-91规定，夹丝玻璃厚度分为：6、7、10mm，规格尺寸一般不小于 600mM 400mm，不大于 2000mM 1200mm。6、中空玻璃。中空玻璃由两层或两层以上的平板玻璃构成。四周用高温

14、强度气密性复 合粘合剂，将两片或多片玻璃与密封条、玻璃条粘接、密封，中间充入干燥气体，框内充以 干燥剂，以保证玻璃之间空气的干燥度。因为中空玻璃经干燥、合片、粘接、固化、充气等 工序制成，所有具有较好的保温、隔热、隔音等特点。7、夹层玻璃。夹层玻璃一般由两片或多片普通平板玻璃（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 PVB （聚乙烯醇丁醛）树脂胶片构成，经过加热、加压 粘合而成的平面或曲面的复合玻璃制品。 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。夹层玻璃的层数有 2、 3、 5、 7 层，最多可达 9 层，对两层的夹层玻璃， 原片的厚度常用的有（

15、mm）： 23、 33、 35 等。夹层玻璃的透明性好，抗冲击性能要 比一般平板玻璃高好几倍， 用多层普通玻璃或钢化玻璃复合起来， 可制成防弹玻璃。 通过采 用不同的原片玻璃，夹层玻璃还可具有耐久、耐热、耐湿等性能。8、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。9、 热弯玻璃。由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。在一些 高级装修中出现的频率越来越高，需要预定，没有现货。10、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。

16、多用于装饰性项目或者有保温要求的透光造型之中。11、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、防紫外线、防爆等作用。12、钛化玻璃。 钛化玻璃也称永不碎铁甲箔膜玻璃。 是将钛金箔膜紧贴在任意一种玻璃 基材之上， 使之结合成一体的新型玻璃。 钛化玻璃具有高抗碎能力， 高防热及防紫外线等功 能。不同的基材玻璃与不同的钛金箔膜， 可组合成不同色泽、 不同性能、不同规格的钛化玻 璃。钛化玻璃常见的颜色有：无色透明、茶色、茶色反光、铜色反光等。13、镀膜玻璃。 镀膜玻璃是在蓝色或紫色吸热玻璃表面经特殊工艺； 使玻璃表面形成金 属氧化膜， 就像

17、反光镜一样反光。 该玻璃有单向透视性。 即在强光处看不见位于背面弱光处 的物体，主要用于公共建筑的外立面及门窗等处。14、刻花玻璃。 刻花玻璃是在平板玻璃上， 用机械加工方法或化学腐蚀的方法制出图案 和花纹的玻璃。 刻花图案在 12mm 厚的玻璃上能刻的深度可达 8mm ，在 6mm 厚的玻璃上可 刻 2mm 的深度。刻花玻璃透光不透明，由明显的层次感，装饰效果高雅，多用于高档室内 装饰。15、彩釉玻璃。 彩釉玻璃系人工适用玻璃釉在平板玻璃上手绘出花纹图案， 经加温烘烤 而成，图案具有立体感，色彩绚丽，效果丰富，可用于天花、隔断等处。16、玻璃镜。玻璃镜常见的有手工镀银镜、真空镀铝镜及装饰玻璃

18、镜， 其中以装饰玻璃 镜为高档。 装饰玻璃镜采用高质量的平板玻璃为基材， 在其表面经镀银工艺， 再覆盖一层金 属，又涂上一层底漆，最后涂上灰色面漆而制成。 装饰玻璃镜与手工镀银镜、真空镀铝镜相 比，有镜面尺寸大、成像清晰逼真、抗盐雾、抗温热性能好、适用寿命长的特点，特别适合 于家庭装饰中卫生间的梳洗镜。真空镀铝镜用过一段时间后，会产生发黑现象，寿命较短， 已经面临淘汰。17、有机玻璃。 有机玻璃是一种通俗的名称， 这种高分子透明材料的化学名称叫聚甲基 丙烯酸甲酯，是由甲基丙烯酸甲酯聚合而成的。 1927 年，德国罗姆哈斯公司的化学家在 两块玻璃板之间将丙烯酸酯加热， 丙烯酸酯发生聚合反应， 生

19、成了粘性的橡胶状夹层， 可用 作防破碎的安全玻璃。当他们用同样的方法使甲基丙烯酸甲酯聚合时，得到了透明度既好， 其他性能也良好的有机玻璃板，它就是聚甲基丙烯酸甲酯。 1931 年，罗姆哈斯公司建厂 生产聚甲基丙烯酸甲酯， 首先在飞机工业得到应用， 取代了赛璐珞塑料， 用作飞机座舱罩和 挡风玻璃。18、硼硅酸盐玻璃。 向普通玻璃中加入一定量的 B2O3 等就制得硼硅酸盐玻璃。硼硅酸 盐玻璃的热膨胀系数小， 化学稳定性好， 因而更耐高温和耐化学腐蚀， 常用于制造化学仪器。玻璃的加工方法一、冷加工方法1. 镶嵌玻璃（传统镶嵌，英式镶嵌，金属焊接镶嵌） ；2. 化学蚀刻（图案蒙砂，丝印图案蒙砂，图案凹蒙，化学冰花，物理冰花）；3. 工具雕刻（各式砂轮，砂条雕刻，晶钢刻刀，机械车花） ；4. 喷砂雕刻（手工刻胶纸掩模，机刻胶纸掩模，光刻掩模，漆料肌理掩模）；5. 激光雕刻（电脑控制激光雕刻） ；6. 切割造型（刀切割，水切割） ；7. 粘贴造型（平面粘贴，空间粘贴，彩色玻璃或胶膜的粘贴，彩色珠砂条件的 粘贴，多层叠粘，贴金） ；8. 玻璃立塑（立线堆塑，立线漆浮雕造形） ；9. 彩绘（喷枪彩绘，画笔彩绘，丝印彩图，聚晶） ；10. 夹层（ En 膜夹层：花布，花纸，彩色胶膜，金属丝网等）；二、玻璃热加工方法1. 吹制 Blow