玻璃制备与加工方法
日用玻璃、平板玻璃、玻璃纤维生产工艺介绍
日用玻璃、平板玻璃、玻璃纤维生产工艺介绍一、日用玻璃生产工艺日用玻璃制造包括配合料制备、熔制、成型、退火、表面处理、检验和包装等工序。
（1）配合料制备：包括原料贮存、称量、混合及配合料的输送。
（2）熔制：包括硅酸盐形成、玻璃形成、玻璃液澄清、玻璃液均化和玻璃液冷却五个阶段。
玻璃熔炉按加热方式分为火焰炉、电熔炉和坩埚炉。
其中，火焰炉为主要加热方式，主要为蓄热式马蹄焰池炉，燃料主要为发生炉煤气、天然气等。
（3）成型：把已熔化好并符合成型要求的玻璃液，通过一定方法转变为具有固定几何形状制品的过程，通常有吹制成型、压制成型、压吹成型、离心浇注等成型方法。
（4）退火：为了消除玻璃制品中的永久应力，需要对玻璃制品进行退火处理。
退火是先把玻璃制品加热，然后按照规定的温度进行保温和冷却。
（5）表面处理：一般通过在退火炉的热端和冷端涂层的方法对玻璃瓶罐进行表面处理。
（6）加工和装饰：玻璃器皿制品在完成成型和退火工序后，大多数要进行加工。
玻璃器皿制品的加工工序方法复杂而多样化，包括爆口、磨口、抛光、烘口、切割钻孔、钢化等。
装饰分为成型过程的热装饰和加工后的冷装饰。
热装饰是把不同颜色的易熔玻璃制成各种图案、颗粒、粉体等，利用成型时的高温作用，把其粘结或喷洒在制品表面。
冷装饰是把已完成各种加工后的制品，用低温颜色釉料、玻璃花纸、有机染料等，通过彩绘、印花、贴花、喷花等工艺，使制品达到装饰效果。
二、平板玻璃生产工艺平板玻璃生产包括浮法和压延法两种。
浮法是将玻璃液从池窑连续地流入并漂浮在有还原性气体保护的金属锡液面上，依靠玻璃的表面张力、重力及机械拉引力的综合作用。
拉制成不同厚度的玻璃带，经退火、冷却而制成平板玻璃。
浮法是平板玻璃制造的主要工艺技术，其生产工艺包括配料、熔化、成型、退火和切裁包装5 个工序。
压延平板玻璃是采用压延方法制造的一种平板玻璃，从生产工艺上讲，压延工艺与浮法工艺的区别仅仅在于成型这一工艺环节采用的技术不同，浮法工艺采用的是锡槽成型，而压延工艺采用的是压延机成型，其余工艺环节二者均相同。
柔性玻璃制备及加工技术分析
柔性玻璃制备及加工技术分析摘要：本文介绍了当前柔性玻璃的生产制备、加工技术方法，以期通过不断提升柔性玻璃加工技术成熟度的方式，为后续柔性玻璃质量的提升提供有效的支持，希望能够给读者带来启发。
关键词：柔性玻璃；制备方法；加工技术引言：柔性玻璃主要是指厚度在100 m以下，并且具备良好柔韧性的平板玻璃产品，在当前的社会发展过程中，柔性玻璃被广泛应用于显示器、触摸传感器、柔性光伏产品等方面的产品生产过程，并且发挥了极为重要的作用。
一、柔性玻璃的生产制备方法现阶段，柔性玻璃的生产制备方法主要可以被分成两种，一步成型法与二步成型法，其中，一步成型法是先将玻璃配合料转化为玻璃熔体，然后通过特定的成型方法使其制备成柔性玻璃的一种工艺方法；二步成型法则是利用已经成型的玻璃制品，将其进行二次加工，使其成为柔性玻璃。
在实际应用过程中，一步成型法的生产线属于热体生产线，存在使用难度大、资金投入多、生产效率高等特点；二步成型法则属于冷加工或低温加工工艺，存在生产简单、投资小但效率偏低的特点。
（一）一步成型法一步成型法是一种从产品配料、熔化、成型、退火以及生产制备成柔性玻璃片等步骤呈流程性的生产方法，当前这种制备方法又可以分成浮法、溢流法与窄缝法。
1.浮法浮法作为发展时间超过60年的一种玻璃产品生产方法，被广泛应用于建筑玻璃、汽车玻璃、家具玻璃等产品的生产过程中，应用这种方法生产的玻璃产品厚度覆盖0.1—25mm，近年来，随着平板线啊是的快速发展，社会对于厚度小于1.1mm的超薄玻璃需求量不断上涨，甚至一些产品对超薄玻璃要求铸件从1.1mm减小到0.7mm、0.55mm、0.33mm、0.2mm、0.12mm。
在上述超薄玻璃的生产过程中，为切实实现玻璃的逐级减薄，往往需要使用20对以上的拉边机，但需要注意的是，在进行厚度在100 m以下玻璃拉伸过程中，玻璃薄厚差控制已经成为了当前玻璃制备的难点之一。
在当前的浮法玻璃制备过程中，首先，2013年中国科学院宁波材料中心先通过将碎玻璃粉粒径控制在0.05—20 m之间，然后将其均匀加入到熔融锡溶液中，通过调控碎玻璃粉末加入速率的方式，保证碎玻璃粉末在加入熔融锡溶液后就能融化成玻璃液，然后将锡溶液槽的温度稳定在280—400℃之间，使玻璃液冷却，然后对其进行抛光处理，从而得到了厚度在1—10 m的柔性玻璃。
玻璃生产工艺(1)
第一节 概述
玻璃生产基本流程
成原 配
分 设 计
料 加 工
合 料 制
熔成 化型
备
缺一
退 火
陷次 检制
验品
二
深 加 工
检 验
次 制 品
第二节 原 料
1、种类
主要原料：在一般玻璃中，它的主要成分有SiO2、Na2O、CaO、 Al203、MgO等五种成分，为引入上述成分而使用的原料称主 要原料。
叶腊石
叶腊石
黄腊石
彩腊石
三、引人Na2O的原料
作用：提供游离氧，从而降低玻璃粘度，使玻璃易于熔
融，是良好的助溶剂。Na2O可增加玻璃的热膨胀系 数，降低热稳定性、化学稳定性和机械强度。 （一）纯碱
纯碱是微细白色粉末，易溶于水，它是一种含杂质少的工业 产品，主要杂质有NaCl(不大于1％)。
纯碱易潮解、结块，它的水含量通常波动在9％～10％之间， 应储存在通风干燥的库房内。
在高温放出氧气而起澄清作用。 由于As203的粉状和蒸气都是极毒物质，目前已很少使用。
氧化锑颗粒
纯氧化锑粉
纯氧化砷粉
2．硫酸盐原料
主要有硫酸钠，它在高温时分解逸出气体而起澄清作用。 3．氟化物类原料
以降低玻璃液粘度而起澄清作用。对耐火材料侵蚀大， 产生的气体(HF、SiF4)污染环境，目前已限制使用。
第四节 玻璃的熔制
一、玻璃熔制过程概述
配合料加热时的各种过程
物理过程
化学过程
物理化学过程
1．配合料加热
1．固相反应
1．共熔体的生成
2．配合料脱水
2．各种盐类分解
2．固态溶解、液态 互溶
3．各个组分熔化 3．水化物分解
玻璃生产工艺及原料
玻璃生产工艺及原料玻璃是一种广泛应用于建筑、家居、工业等领域的无机非晶态物质。
它具有透明、坚硬、耐热等特点，广泛用于窗户、镜子、瓶子、容器等制造。
本文将介绍玻璃的生产工艺和原料。
一、玻璃生产工艺1.原料处理：玻璃的主要原料包括石英砂、碳酸钠、石灰石等。
这些原料经过破碎、研磨、筛分等处理后，成为玻璃的配料。
不同种类和用途的玻璃其原料配比也不同。
2.熔融制备：将配料放入玻璃熔窑中进行熔融制备。
熔窑是一个特殊设计的高温容器，通常由特殊材料如耐火砖等构成。
在熔窑中，原料在高温下熔化，形成玻璃熔体。
3.成型：将熔体从熔窑中输送到成型器中。
成型器通常通过旋转、压制等方式将熔体成型为所需的形状，如平板玻璃、玻璃瓶等。
成型完成后，玻璃制品还需要经过退火等处理，以消除内部应力，提高玻璃的强度和稳定性。
4.加工与装饰：将成型完成的玻璃制品进行进一步的加工与装饰。
这包括切割、磨边、打孔、喷涂等工序，以满足不同的使用需求。
同时，可以通过印刷、雕刻和涂层等方式，使玻璃具有不同的颜色、图案和功能。
5.质量检验与包装：对制成的玻璃制品进行质量检验和包装。
质量检验包括外观检查、尺寸检测和物理性能测试等。
合格的制品经过包装后，可上市销售。
二、玻璃生产原料1.石英砂：是玻璃的主要原料之一，其主要成分是二氧化硅（SiO2），具有优良的耐火性和化学稳定性。
石英砂通常由天然石英矿石经过破碎和研磨得到。
2.碳酸钠：是玻璃的主要碱性助熔剂，用于加速熔化和降低熔点。
碳酸钠可以用天然矿石提取或通过化学合成得到。
3.石灰石：主要成分是碳酸钙（CaCO3），用于调节玻璃的成分和性能。
石灰石可由天然矿石如大理石、白云石等提取。
除了以上主要原料外，玻璃生产中还常使用一些助剂和添加剂，如氧化铝、氧化镁、氧化钠等，用于改善玻璃的特性和性能。
三、玻璃的特殊工艺与加工除了常规的玻璃生产工艺外，还有一些特殊的玻璃工艺和加工方法，使得玻璃具有不同的特性和应用。
1.钢化玻璃：将普通玻璃在高温下急冷处理，使其表面形成压应力，提高玻璃的强度和抗冲击性能。
玻璃的制造工艺和流程
玻璃的制造工艺和流程玻璃是一种常见的无机非晶体材料，具有透明、坚硬、耐腐蚀等特点，被广泛应用于建筑、家居、汽车等领域。
那么，玻璃的制造工艺和流程是怎样的呢？玻璃的制造工艺主要包括原料准备、熔融制备、成型和加工等步骤。
原料准备。
玻璃的主要原料是二氧化硅（SiO2）、氧化钠（Na2O）和氧化钙（CaO）等。
这些原料需要经过粉碎、混合等处理，确保原料的均匀性和质量稳定性。
接下来是熔融制备。
原料经过称量后，按照一定比例放入玻璃窑炉中进行熔融。
玻璃窑炉一般采用煤气或油作为燃料，通过高温加热使原料熔化。
在熔融过程中，还会加入一些助剂，如碳酸钠、氯化钠等，以调整玻璃的性能。
熔融后的玻璃液称为玻璃熔体。
为了使玻璃熔体达到均匀、无气泡的状态，需要进行脱气和搅拌。
脱气是通过加热和抽真空的方式，将玻璃熔体中的气体排除。
搅拌则是利用搅拌器对玻璃熔体进行搅拌，以保证其均匀性。
接下来是成型。
玻璃熔体经过脱气和搅拌后，进入成型工序。
常见的成型方法有浮法、拉伸法和吹制法等。
其中，浮法是最常用的制造平板玻璃的方法。
在浮法中，玻璃熔体被流入一个铁皮池中，上面浮着锡液，玻璃熔体在锡液上慢慢漂浮，形成一层平整的玻璃带，然后经过冷却、切割等工序，得到所需尺寸的平板玻璃。
吹制法主要用于制造容器、管道等形状复杂的玻璃制品。
在吹制法中，将玻璃熔体吹入一个金属模具中，通过吹气使玻璃熔体膨胀，与模具的形状相适应，经过冷却后，获得成型的玻璃制品。
最后是加工。
加工是指对成型的玻璃制品进行切割、打磨、钻孔、热弯曲等加工处理，以满足不同的使用需求。
加工过程中需要使用一些特殊的加工设备和工具，如切割机、磨边机、钻孔机等。
总结起来，玻璃的制造工艺和流程包括原料准备、熔融制备、成型和加工等步骤。
通过粉碎、混合、熔融、脱气、搅拌等工序，最终得到符合要求的玻璃制品。
这些制造工艺和流程的不断改进和创新，使得玻璃制品在各个领域得到广泛应用。
玻璃制造工艺
玻璃制造工艺玻璃制造工艺以酸性、碱金属、碱土金属氧化物为主要原料制成玻璃和玻璃制品。
不同玻璃制品的制造方法各有其特点，但主要工艺是相似的（图1）。
简史公元前2600年，巴比伦已有绿色玻璃棒。
公元前2500年，美索不达米亚地区和埃及已能制造玻璃珠。
最早的玻璃器物由玻璃块凿制而成。
以后埃及人用粘土和砂做成一定形状的砂芯,在砂芯上逐层蘸集玻璃液,经过拍打塑形和用颜色玻璃条围绕装饰，固化后再将砂芯除去,制得玻璃器物。
公元前1200年,埃及人采用开口模型将玻璃压成碗、盘、杯等制品。
中国古代玻璃制造技艺萌芽于西周。
战国时期出现含铅和钡硅酸盐玻璃。
汉代已有模压、铸压的玻璃壁、珠等。
公元前200年,巴比伦人首先使用吹玻璃的中空铁管。
用吹管吹制玻璃制品是玻璃制造中的一个突跃性进展。
公元1世纪,罗马人把各种颜色玻璃拉成棒，排列成捆烧熔，再切出具有一定图案截面的玻璃薄片,在模具上将这些薄片加热熔接,制出千花玻璃器。
他们已掌握在玻璃表面刻磨、用颜色釉彩绘和在玻璃中夹金等技艺，并会在暗色玻璃上镶套一层乳白玻璃，再磨去乳白玻璃，制出具有图案的套料刻花、雕花玻璃瓶。
7世纪，叙利亚人把玻璃吹成球,再用铁顶杆蘸少量玻璃液粘住球底部，然后切断吹管处玻璃，用顶杆将开口球在炉中加热软化，借快速旋转的离心力将玻璃球展平成平片玻璃，称冠冕法。
11～16世纪，威尼斯成为玻璃制造中心。
当时用软锰矿使玻璃颜色得到中和脱色制得无色透明的玻璃，并恢复了罗马人的颜色釉彩绘、玻璃夹金、玻璃磨刻等装饰方法。
1615年，英国用煤取代木柴作熔制玻璃的燃料，使熔化温度有所提高。
1635年又用燧石作原料并引入氧化铅，制成折射率高、色散大、易于刻磨的铅晶质玻璃。
1688年，法国用浇注法制出平板玻璃，经研磨抛光后用以制造镜子。
17世纪末,北欧用吹筒法代替吹圆球法,将圆筒沿长度剖开重新加热，以自身重量在铁台上展平成片,其平整度大为改善，产量增大。
1790年,瑞士人P.L.吉南发明用搅拌玻璃液的办法制出高均匀度的光学玻璃。
玻璃及加工工艺课件
我国玻璃及加工产业在近年来得到了快速发 展，技术水平不断提高，产品种类日益丰富， 应用领域不断拓展。同时，我国玻璃及加工 企业也在技术创新、产品质量、生产效率等 方面取得了显著进步。
国外玻璃及加工产业
发达国家在玻璃及加工产业方面拥有领先地 位，其技术水平和创新能力较高，拥有众多 知名品牌和大型企业。同时，发达国家在绿 色环保、可持续发展等方面也取得了很好的
玻璃纤维制品制造工艺
总结词
玻璃纤维制品制造工艺主要包括配料、熔制、拉丝、织造和加工等环节，其中拉丝是关键环节之一。
详细描述
玻璃纤维制品制造工艺中，配料是基础环节之一，需要按照配方将各种原料称量并混合均匀。熔制过 程中，将配合料放入高温熔窑中熔化成玻璃液态。拉丝时，将玻璃液态拉成细纤维。织造时，将纤维 编织成所需形状。最后进行加工和修饰，完成整个制造过程。
玻璃及加工工艺课件
contents
目录
• 玻璃基础知识 • 玻璃加工技术 • 玻璃表面处理技术 • 玻璃制品制造技术 • 玻璃及加工产业发展趋势 • 相关专利与技术文献
01
玻璃基础知识
玻璃的定义与特性
玻璃的定义
玻璃是一种无定形或部分无定形 的非金属固体，具有透明性、化 学稳定性、耐候性、隔热性等特性。
06
相关专利与技术文献
玻璃加工技术专利申请情况
专利申请数量
全球范围内，玻璃加工技术的专利申请数量逐年增长，尤其在发达 国家，申请数量较多。
专利申请人
主要申请人包括大型玻璃制造企业和研究机构，其中，德国肖特公 司、美国康宁公司等企业在玻璃加工技术领域具有较强的研发实力。
专利申请趋势
近年来，随着智能制造技术的发展，玻璃加工技术的专利申请趋势逐 渐转向高效、自动化和智能化的加工设备与工艺。
玻璃材料与其加工工艺
5. 镀膜玻璃
是在玻璃表面涂镀一层或多层金属、合金或金属化合 物薄膜，以改变玻璃光学性能，满足某种特定要求。特性分类： 热反射 玻璃（建筑和玻璃幕墙）、低辐射玻璃（建筑和汽车）、导电膜玻璃 （加热、除霜、除雾玻璃）。
热辐射玻璃
导电膜玻璃
6. 镶嵌玻璃
由许多经过精致加工的小片异形玻璃，用晶亮的金属 条镶嵌成一幅美丽的图案，两面再用钢化玻璃或浮法玻璃以中空的形式 将图案封在两层玻璃之中。（门、窗、屏风）
二. 玻璃生产工艺
1 原料预加工 将块状原料粉碎，使潮湿原料干燥，将含铁原料进行除铁处理，以保证 玻璃质量。
2 配合料制备 3 熔制 玻璃配合料在池窑或坩埚窑内进行高温加热，使之形成均匀、无气泡， 并符合成型要求的液态玻璃。主要分为硅酸盐的形成、玻璃的形成、澄
清、均化和冷却四个阶段。
4 成型 将液态玻璃加工成所要求形状和尺寸的玻璃制品的工艺过程。主要有压 制法、吹制法、拉制法、压延法、浇注法和烧结法等。 5 热处理 一般包括退火和淬火两种工艺。退火是消除或减小玻璃制品中的热应力 至允许值的热处理过程。对光学玻璃和某些特种玻璃制品，通过退火处理使 内部结构均匀，达到要求的光学性能。淬火使玻璃表面形成规律、均匀分布 的压力层，提高机械强度和热稳定性。
☞ 方解石、石灰石、白垩：向玻璃中引入CaO原料。稳定剂。含量 较高时，能使玻璃的结晶化倾向增大，易使玻璃发脆。在玻璃中一般不 超过12.5％。 ☞ 硫酸钡、碳酸钡：向玻璃中引入BaO原料。 含BaO的玻璃吸收辐
射线的能力较强。
☞ 铅化合物：向玻璃中引入PbO原料。增加玻璃比重，提高玻璃折 射率，使玻璃具有特殊的光泽和良好的电性能。 （2）辅助原料 包括澄清剂、助熔剂、乳浊剂、着色剂、脱色剂、氧 化剂和还原剂等。 澄清剂： 向玻璃配合料或玻璃熔液中加入一种高温时本身能气化 或分解放出气体，促进排出玻璃中气泡的添加物。 着色剂：使玻璃制品着色的添加物。对光线选择性吸收，从而呈 现一定颜色。钴化物——兰色；银化物——黄色；硒化物——红宝石色。 脱色剂：提高无色玻璃的透明度。 助熔剂（加速剂）：促使玻璃熔制过程加速的添加物。 乳浊剂：对光线产生不透明的乳浊状态的添加物。
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2、气相法
以气体作原料，或将固体原料气化成
气体，再加热（或其它外场）发生化学反
应而制备玻璃或非晶态物质的方法。主要 有化学气相沉积法和物理气相沉积法
过饱和度对生成产物结晶状态的影响
化学气相沉积法（CVD）的原理
光纤用石英玻璃的制备方法
MCVD
VAD
OVD
物理气相沉积法（PVD）
（真空）蒸发沉积法
框架＋玻璃 的建筑物
光纤照明灯 液晶指示板
智能玻璃分隔墙
信息显示板
智能办公桌
智能玻璃构 成的办公室
玻璃光电屋面
玻璃与特种玻璃：
• 普通玻璃：平板玻璃、夹层玻璃、热反射玻璃、热吸收玻 璃、建材微晶玻璃、中空玻璃、汽车玻璃、钢化玻璃、眼 镜玻璃、瓶罐玻璃、热水瓶玻璃、餐具玻璃、微晶玻璃餐 具、耐热玻璃餐具、光学玻璃、玻璃纤维、增强用玻璃纤 维、电子玻璃（电真空玻璃）、显象管玻璃、封接玻璃、 光掩模玻璃、理化玻璃、医用玻璃、温度计玻璃、颜色玻 璃、发泡玻璃、装饰玻璃和工艺玻璃等。 • 特种玻璃：通讯用玻璃光纤、激光玻璃、激光核聚变玻璃、 电子器件用玻璃、法拉第旋转玻璃、石英玻璃、放射性核 废料固化玻璃、云母微晶玻璃、多孔玻璃、生物玻璃、生 化玻璃、氧氮玻璃、凝胶玻璃、水合玻璃、偏振玻璃、镀 膜玻璃、天然玻璃（黑曜石）等。
• 原子排列具有无规则的网络结构，在x射线衍射 中表现为非晶态 介稳状态 具有玻璃转变现象 无固定熔点
•
玻璃与非晶态材料的种类
种类 材料（例） 化学组成（例）
SiO2, 16Na2O.12CaO.72SiO2, NaF-BeF2, 53La2O3.37B2O3.5ZrO2.5Ta2O5, SiO2, SiO2-Al2O3等 Se, As40Se30Te30等 Si, Ge等 C等 Fe80P13C7等 PMMA等
④ 玻璃液的均化：消除条纹和其他不均体，使玻璃各部分 在化学组成上达到预期的均匀一致。
⑤ 玻璃液的冷却：让玻璃液的粘度增高至成形所需的范围。 通常温度降低200 ～300℃。
室温
800～900oC
1200~1400oC
300~500oC 1200~1400oC
浮法玻璃的制造过程示意图
锡槽
重油燃烧
(b) 实测模式强度分布
离子交换法制备光波导分路器
利用紫外光照射制作光纤布拉格光栅 紫外线
位相掩模
光纤 通过位相掩模，照射紫外光，在光纤中形成折射率的高 与低的周期变化的布拉格光栅
逸出光纤
包层中传输 透过光
入射光Leabharlann 反射光光纤布拉格光栅中光的传输
利用机械强制拉伸法制备偏光玻璃
偏光玻璃的消光比
利用CVD法在Si片表面制备石英玻璃光波导
1.5mm光
1.5mm光
紫外光极化
五、结 语
• 玻璃材料是一种目前其它材料不可替代的透明材料，
在国民经济和社会发展中有着重要的地位和作用
• 玻璃材料的制备方法多种多样，应根据用途、目的和
性能要求等选择合适的制备方法或处理方法
• 各种高新技术在玻璃材料制备中的应用将产生一系列
新型玻璃和加工玻璃，为我们创造更加美好的明天
A. 无机玻璃（氧化物、 石英玻璃，平板玻璃，光学 氟化物） 玻璃，氟化物玻璃等 B．凝胶 C. 非晶态半导体 a. 硫系玻璃 b. 非晶态元素半导体 D. 无定形碳 E. 金属玻璃 F. 高分子玻璃 硅胶，硅矾土（吸附剂，催 化剂载体） 静电复印用的Se膜，电视摄 象机用的光电导膜等 太阳能电池用无定形半导体 玻璃碳、碳黑、碳膜等 软磁合金，高强度无定形合 金 有机玻璃，树脂
玻璃的发现
二、玻璃的一般制备方法 ——熔化冷却法
• “熔化”也称 “熔炼”，是钢、铁、铝等金属 材料；玻璃、铸石、熔铸耐火材料、人工晶体等 无机非金属材料材料的主要工艺过程。 • 在实验室条件下，玻璃熔化实验的过程（玻璃的 主要制备工艺）是：
玻璃熔制的五个阶段
① 硅酸盐形成：主要的固相反应结束，配合料变成由硅酸 盐和二氧化硅组成的不透明烧结物。800～900℃。 ② 玻璃的形成：硅酸盐烧结物和二氧化硅熔融、溶解、扩 散，使不透明的半熔融烧结物变为透明的玻璃液，不再含 有未反应的配合料颗粒。1200 ～1400℃。 ③ 澄清：排除可见气泡。 1200 ～1400℃。玻璃液粘度 10 Pa 〃 S 。
离子镀
溅射法
用于工业生产镀膜玻璃的磁控溅射方法的原理
3、溶胶凝胶法
该方法是由溶液出发，经过化学处理，使溶液 中析出微细的颗粒，即所谓溶胶化；再将其浓缩， 或经过调节pH值使溶胶缩聚形成凝胶；最后加热凝 胶，使凝胶中的有机物和水分挥发，烧结后获得玻 璃。该方法被广泛用于特种玻璃、功能涂层或薄膜 等的制备。
《无机非金属材料实验》
玻璃制备与加工方法
赵修建
提
纲
• 引言 • 玻璃的一般制备方法－熔融冷却法 • 特种制备方法
– – – – 高速冷却法 气相合成法 溶胶凝胶法 气氛保护法
• 特种加工处理方法 • 结语
一、引言
玻璃的定义： 一般定义：经熔融冷却基本上不结晶的无机 固体物质 科学定义：具有玻璃转变现象的非晶态物质
利用飞秒脉冲激光聚焦后与玻璃的作用制备新玻璃
飞秒脉冲激光的照射使玻璃局部发生晶化
飞秒脉冲激光
局部晶化点
含Ag的玻璃
采用飞秒脉冲激光制备三维光波导
飞秒脉冲激光
玻璃
移动 聚焦点
聚焦点部分的折射率增大
光波导
激光内雕
绝缘体
电极
极化效果验证
利用极化制备二 阶非线性光学玻 璃
热极化
光纤
电极
光极化
193nm紫外光 样品 电极
熔窑
气氛保护
熔融玻璃
玻璃带 熔融锡 牵引辊
三、特种制备方法
1、高速冷却法——难以形成玻璃的物质的玻璃化
与传统的玻璃制造方法一样，该方法首先必须将
固体原料熔化，再将熔体高速冷却，防止析晶，使玻
璃形成范围扩大，获得一些传统方法难以获得的具有 特殊性能的新组成玻璃。
利用红外线加热的高速冷却装臵
82AgI· 13.5Ag2O· 4.5B2O3熔体高速冷 却产物的扫描电镜照片
溶胶纺丝的石英玻璃纤维
浸渍提拉法
旋涂法
Substrate
泻流涂覆法
valve
gas flow with high pre
喷涂法
Sol flow
heater
层流涂覆法
各种溶胶凝胶镀膜方法
应用于TiO2薄膜自洁净玻璃生产的溶胶凝胶镀膜生产线
4、气氛调节熔融法 在卤化物玻璃的制备中，为了保证卤化物玻 璃所特有的光学或其它性能，要制备无氧离子和 OH根离子的玻璃，必须在氩气、氮气或氨气等气 氛中熔制玻璃。 在硫系物玻璃的制造中，通常采用将原料放 在石英玻璃管内、真空封管后、再加热熔融制备 成玻璃的方法，也可采用从原料处理到熔融精炼 全部在氮气气氛中进行的所谓连续熔制法。
硫系（硫卤）玻璃的制备方法
四、通过加工处理制备新的玻璃
通过对玻璃进行掺杂、离子交换、分相 与晶化、表面镀膜、极化处理、结构调控、 机械拉伸、离子注入以及复合化等。
离子交换法
电场熔盐－离子交换
电场熔盐－离子交换工艺原理图
电场熔盐－离子交换装置示意图
离子交换制备的光波导折射率分布
(a) 折射率分布计算值