玻璃与新型玻璃材料

玻璃与新型玻璃材料
一、玻璃的定义和性质
玻璃是一种较为透明的固体物质，在熔融时形成连续网络结构，冷却过程中粘度逐渐增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料。

普通玻璃化学氧化物的组成(Na2O·CaO·6SiO2),主要成份是二氧化硅。

琉璃是一种透明、强度及硬度颇高，不透气的物料。

玻璃在日常环境中呈化学惰性，亦不会与生物起作用，故此用途非常广泛。

玻璃一般不溶于酸（例外：氢氟酸与玻璃反应生成SiF4，从而导致玻璃的腐蚀）；但溶于强碱。

二、玻璃的分类
玻璃简单分类主要分为平板玻璃和特种玻璃。

平板玻璃主要分为三种：即引上法平板玻璃(分有槽/无槽两种)、平拉法平板玻璃和浮法玻璃。

特种玻璃则种类很多，用途也很广泛。

三、玻璃的制备
玻璃的制备主要包括这几个步骤：成分设计，原料选择，配料计算，玻璃熔制，玻璃成型，玻璃退火，冷热加工。

如图1所示
图1 玻璃的制备步骤
在计算玻璃料方的时候所用到的基本参数有质量百分比和摩尔百分比，国外
一般运用摩尔，国内一般运用质量，计算的时候是用原料质量除以转化率，除以纯度再除以挥散率得到左后所需料方，并且还需要加入其他原料以改善玻璃的性能以及优化制备的过程，如：澄清剂(通常是用二氧化铈)、氧化剂（硝酸钠）、着色剂，着色剂的选取尤为重要，这能决定在玻璃制备成型后的颜色，所以不同颜色的金属选用不同的金属元素。

计算的时候一定要做到认真细致，准确无误。

然后就是称量和混合药品，要做到称量准确，混合均匀。

接下来就是玻璃熔制的过程，主要有加料，澄清均化，成型，退火四个步骤。

如图2所示
图2 玻璃的熔制
加料时配合料分次加入坩锅中，一次加料不宜过多，否则会出现“溢料”。

每次加料的温度和时间以玻璃成为半熔状态时的温度为准。

澄清均化时需要搅拌，搅拌的目的是为了排除玻璃中的气泡，是玻璃液得到澄清和均化。

而退火是将成型的玻璃制品进行应力消除。

玻璃性能的检测主要通过三个方面进行：机械性能、光学性能和热学性能如图3所示。

检测完毕合格后，玻璃的制备就完成了，可以投入到相应的领域使用了。

图3 玻璃性能的检测
四、新型玻璃材料
1.安全玻璃
安全玻璃是指与普通玻璃相比，具有力学强度高、抗冲击能力强的玻璃。

其主要品种有钢化玻璃、夹丝玻璃、夹层玻璃和钛化玻璃。

安全玻璃被击碎时，其碎片不会伤人，并兼具有防盗、防火的功能。

根据生产时所用的玻璃原片不，安全玻璃具有一定的装饰效果。

2.节能型玻璃
传统的玻璃应用在建筑物上主要是采光，随着建筑物门窗尺寸的加大，人们对门窗的保温隔热要求也相应的提高了，节能装饰型玻璃就是能够满足这种要求，集节能性和装饰性于一体的玻璃。

节能装饰型玻璃通常具有令人赏心悦目的外观色彩，而且还具有特殊的对光和热的吸收、透射和反射能力，用建筑物的外墙窗玻璃幕墙，可以起到显著的节能效果，现已被广泛地应用于各种高级建筑物之上。

建筑上常用的节能装饰玻璃有吸热玻璃、热反射玻璃和中空玻璃等。

3.装饰玻璃
1、彩色平板玻璃可以拼成各类团，并有耐腐蚀抗冲刷、易清洗等特点。

2、釉面玻璃具有良好的化学稳定性和装饰性。

3、压花玻璃、喷花玻璃、乳花玻璃、刻花玻璃、冰花玻璃根据各自制作花纹的工艺不同，有各种色彩、观感、光泽效果，富有装饰性。

4.净片玻璃
1、良好的透视、透光性能（3mm、5mm厚的净片玻璃的可见光透射比分别为87%和84%）。

对太阳光中近红外热射线的透过率较高，但对可见光折射至室内墙顶地面和家具、织物而反射产生的远红外长波热射线却有效阻挡，故可产生明显的“暖房效应”。

净片玻璃对太阳光中紫外线的透过率较低；
2、隔声、有一定的保温性能；
3、抗拉强度远小于抗压强度，是典型的脆性材料；
4、有较高的化学稳定性，通常情况下，对酸碱盐及化学试剂盒气体都有较强的抵抗能力，但长期遭受侵蚀性介质的作用也能导致变质和破坏，如玻璃的风化和发霉都会导致外观破坏和透光性能降低；
5、热稳定性较差，急冷急热易发生炸裂。

五、结语
随着时代的发展，科技的进步，玻璃和新型玻璃材料必将有广阔的前景和发展空间，它将为人们提供更大的便利，创造更大的经济和社会效益。