材料及加工技术基础202020玻璃
材料工程制备整理(第二部分)
1材料制备工程复习纲领第二部分1.1玻璃及加工工艺○玻璃的基本特性：（1）强度：玻璃的强度取决于其化学组成、杂质含量及分布、制品的形状、表面状态和性质、加工方法等。
玻璃是一种脆性材料，其强度一般用抗压，抗张强度等来表示。
玻璃的抗张强度较低，由于玻璃的脆性和玻璃表面的瑚裂纹所引起的。
玻璃的抗压强度约为抗张强度的14—15倍。
（2）硬度：玻璃的硬度较大，硬度仅次子金刚石、炭化硅等材料，它比一般金属硬，不能用普通刀和锯进行切割；玻璃的硬度值在莫氏硬度5—7之间，可根据玻璃的硬度选择磨料、磨具和加工方法，如雕刻、抛光、研磨和切割等。
（3）光学性质：玻璃是一种高度透明的物质，具有一定的光学常数、光谱特性，具有吸收或透过紫外线和红外线、感光、光变色、光储存和显示等重要光学性能。
通常光线透过愈多，玻璃质雪越好。
由干玻璃品种较多，各种玻璃的性能也有很大的差别，如有的铅玻璃具有防辐射的特性。
一般通过改变玻璃的成分及工艺条件，可使玻璃的性能有很大的变化。
（4）电学性能：常温下玻璃是电的不良导体。
温度升高时，玻璃的导电性迅速提高，熔融状态时则变为良导体。
（5）热性质：玻璃的导热性很差，一般经受不了温度的急剧变化。
制品越厚，承受温度急剧变化的能力越差。
（6）化学稳定性：玻璃的化学性质较稳定。
大多数工业用玻璃都能抵抗除氢氟酸以外酸的展蚀．玻璃耐碱腐蚀性较差。
玻璃长期在大气和雨水的侵蚀下，表面光泽会失去，变得陶暗．尤其是一些光学玻璃仪器易受周围介质（如潮湿空气）等作用，表面形成白色斑点或雾膜，破坏玻璃的透光性，所以在使用和保存中应加以注意。
○玻璃的工艺特性：玻璃的成型工艺视制品的种类而异，但其过程基本上可分为配料、熔化和成型三个阶段，一般采用连续性的工艺过程：○玻璃的主要原料：（1）SiO 2：石英砂（硅砂）、砂岩、石英岩等。
（2）B 2O 3：硼砂、硼酸和含硼的矿物。
（3）Al 2O 3：长石、高岭土（粘土）、瓷土、蜡石、氧化铝、氢氧化铝和含铝的矿渣和含长石的尾矿。
玻璃工艺学课件
玻璃工艺学课件玻璃工艺学课件玻璃工艺学是一门研究玻璃制造和加工技术的学科，它涵盖了从原材料选择到成品制作的各个环节。
在这门课程中，学生将学习到关于玻璃的物理性质、化学组成以及各种加工技术等知识。
本文将介绍一些关于玻璃工艺学的重要内容。
1. 玻璃的基本知识玻璃是一种非晶态的无机物质，由硅酸盐和其他氧化物组成。
它的主要成分是二氧化硅（SiO2），但也可以添加其他元素来改变其性质。
玻璃的制造过程通常包括原料的配比、熔化、成型和退火等步骤。
了解玻璃的基本知识对于理解其加工技术至关重要。
2. 玻璃的成型技术玻璃的成型技术是玻璃工艺学中的重要内容之一。
常见的成型技术包括吹制、拉伸、压制和注塑等。
吹制是一种常用的玻璃成型技术，通过将玻璃坯料加热至可塑状态后，利用吹气的方式将其吹制成所需的形状。
拉伸是一种将玻璃坯料拉伸成细丝或薄片的技术，常用于光纤制造。
压制是一种利用模具将玻璃坯料压制成所需形状的技术，常用于制作玻璃容器。
注塑是一种将熔融的玻璃注入模具中成型的技术，常用于制作复杂形状的玻璃制品。
3. 玻璃的装饰技术玻璃装饰技术是玻璃工艺学中的另一个重要内容。
玻璃装饰可以通过各种方式实现，如烧花、烤彩、贴花、雕刻等。
烧花是一种将花纹或图案烧制在玻璃表面的技术，常用于制作玻璃器皿。
烤彩是一种将彩色颜料烤制在玻璃表面的技术，常用于制作彩色玻璃窗。
贴花是一种将花纹或图案贴在玻璃表面的技术，常用于制作玻璃饰品。
雕刻是一种利用工具将玻璃表面进行雕刻的技术，常用于制作玻璃雕塑。
4. 玻璃的热处理技术热处理是玻璃工艺学中的重要分支之一。
热处理可以改变玻璃的物理性质，如增加其强度和耐热性。
常见的热处理技术包括钢化、淬火和退火等。
钢化是一种将玻璃加热至高温后迅速冷却的技术，使其表面形成压应力，提高其强度和耐冲击性。
淬火是一种将玻璃加热至高温后迅速冷却的技术，使其整体形成压应力，提高其耐热性。
退火是一种将玻璃加热至适当温度后缓慢冷却的技术，以消除内部应力和改善玻璃的物理性质。
玻璃原料及加工工艺
玻璃原料及加工工艺一、玻璃生产用原料的种类、作用及质量要求1.玻璃的化学组成和作用玻璃化学成分的选择，是由玻璃制品的用途和成型方法来决定的。
平板玻璃属于钠钙硅酸盐玻璃，采用的玻璃成分以二氧化硅（SiO2）、氧化钙（CaO）和氧化钠（Na2O）为主。
其成分相对含量分别为：SiO269%～75%，CaO 5%～10%，Na2O13%～15%。
为了防止析晶和改善化学稳定性，在该系统组成中引入了氧化铝（Al2O3）、氧化镁（MgO），其中，Al2O30～2.5%、MgO 1%～4.5%。
Al2O3主要是替代SiO2，而MgO则是替代CaO，有时引入少量B2O3以便于改善热稳定性，引入BaO和PbO等以改善光学性能。
几种不同生产工艺的平板玻璃成分（质量百分比）见表2.1。
表2.1 平板玻璃化学组成这些氧化物在玻璃熔制和成型过程中的作用及对玻璃性能的影响如下：（1）二氧化硅（SiO2）SiO2是制造平板玻璃最主要的成分，是玻璃的“骨架”，能增加玻璃液的黏度，降低玻璃的结晶倾向，提高化学稳定性和热稳定性，在玻璃中含量不低于70%。
（2）三氧化二铝（A12O3）A12O3对增加玻璃液黏度的影响程度比SiO2大。
因此，玻璃中Al2O3含量的增加，不仅会使熔化速度减慢、澄清时间拖长，而且对玻璃液在锡槽中摊平、展薄、抛光也不利。
但A12O3能降低玻璃的结晶倾向和结晶速度，降低玻璃的膨胀系数，从而提高玻璃的热稳定性、化学稳定性和机械强度。
Al2O3一般含量小于2%。
（3）氧化钙（CaO）CaO是玻璃的主要成分之一，它能加速玻璃的熔化和澄清过程，并提高玻璃的化学稳定性；但CaO会使玻璃产生结晶的倾向；CaO含量增加，玻璃料性变短，为高速度拉引玻璃创造有利条件。
但玻璃中CaO的含量也不宜太大，如大于10%则会增加玻璃的脆性。
（4）氧化镁（MgO）MgO能提高玻璃的化学稳定性和机械强度，降低玻璃的结晶倾向和结晶速度。
MgO对玻璃黏度的影响较为复杂，当温度高于1 200℃时，会使玻璃液的黏度降低；而由1 200℃降至900℃的过程中，又有使玻璃液的黏度增加的倾向；低于900℃，反而使玻璃的黏度下降。
玻璃的工艺技术
玻璃的工艺技术玻璃工艺技术是指将玻璃原料加热熔化，再通过成型、淬火、切割、绣花等工序，制造出各种形状和规格的玻璃制品的过程。
玻璃工艺技术主要分为几个步骤。
首先是玻璃的熔化，通常需要将石英砂、长石、石灰石和碱等原料加入到特制的玻璃窑中，然后加热至1500摄氏度以上，使其完全熔化成液体。
熔化后的玻璃具有高粘度，可以用来成型。
接下来是成型过程。
成型是指将熔化的玻璃倒入特制模具中，经过冷却后形成所需的形状。
这个过程可以通过手工操作或使用自动化机器进行。
常见的成型方法有吹制、拉制、浇铸和压制等。
吹制是最常见的方法，通过将玻璃块取出，放入吹管并持续吹气，使其膨胀成空心形状。
拉制是将一根长玻璃块伸展成所需形状。
浇铸是将玻璃液倒入特制模具中，冷却后获得形状。
压制是将玻璃块放入特制模具中，通过压力成型。
成型完成后，还需要对玻璃制品进行淬火，即迅速冷却。
淬火的目的是增强玻璃的强度和硬度。
淬火过程中，玻璃制品被置于特制的冷却箱中，温度迅速下降，使其表面和内部形成不同的压力差。
这种压力差可以增强玻璃的抗冲击能力和抗压能力。
最后一步是对玻璃制品进行切割和修整。
切割主要是通过机器或工具将玻璃制品切割为所需的形状和尺寸。
修整是对切割后的玻璃制品进行精细修整，以确保其外观完美无缺。
除了基本的工艺技术外，对于一些特殊的玻璃制品，还可以进行表面装饰，如绣花、喷砂和烧花等。
这些装饰可以增加玻璃制品的观赏性和艺术性。
玻璃工艺技术的应用非常广泛。
我们日常使用的玻璃制品中，无论是玻璃杯、玻璃瓶，还是玻璃窗、玻璃镜等，都是通过先进的工艺技术制造而成。
此外，玻璃工艺技术还应用于建筑、汽车、航天等领域，如制造建筑外墙玻璃、汽车挡风玻璃和航天器的光学器件等。
总之，玻璃工艺技术是一门综合性的技术，涵盖材料科学、化学、机械工程等多个领域。
随着科技的进步和创新，玻璃工艺技术将不断发展，为我们生活和工作带来更多的便利和美好体验。
玻璃材料加工与工艺(1)
设计与生产和消费的关系
帮助策划了大众甲壳虫汽车，不仅挽救了大众汽车，而且推动了 汽车变革的催化剂的巴里谢泼德曾说： “制造商意识到，顾客寻找的不仅是产品的功能，他们要买的东 西必须能够体现主人的特点”。
甲壳虫小客车，首先采用了流线 型的车身外形。流线型车身的大量生产从 德国“大众”开始。
设计与生产和消费的关系
二 设计为消费服务
消费是一切设计的归宿。设计为消费服务，除了设计生产的目 的是为了消费外，设计还可以帮助商品实现消费，促进商品流 通。
设计与生产和消费的关系
法国的房地产开发有一种潮流，由购买者先行设计出或指 出所需要的房屋样式，再有设计师和开发商建造房屋，社 会经济愈是发展，设计的消费者导向也就愈明显
玻璃的退火：玻璃的退火就是消除或减少玻璃制品中的热应力的热处理 过程。对光学玻璃和某种特种玻璃制品，通过退火可使内部结构均匀， 以达到要求的光学性能。玻璃制品的退火工艺包括加热、保温、慢冷及 快冷四个阶段。
玻璃的淬火：淬火就是将玻璃制品加热到转变温度以上，然后在冷却介质 中极速均匀冷却，在这个过程中玻璃的内层和表面层将产生很大的温度梯 度，使玻璃表面形成一个有规律、均匀分布的压力层，提高玻璃制品的机 械强度和热稳定性。
设计与生产和消费的关系
松下幸之助（日本跨国公司“松下电器”的创始人
） まつした こうのすけ
月27日 1894年11月26日-----1989年4
松下电器产业株式会社自1918年松下幸之助创业以 来，作为企业人，通过提供商品服务，始终以“为 了使人们生活变得更加丰富、更加舒适，并为了世 界文化的发展作出贡献”为经营理念从事着企业经 营活动。
设计与生产和消费的关系
设计为生产服务
设计首先为工厂建设服务，其次为产品的改良和创新服务，第三为提 高生产效率与效益服务
揭秘玻璃加工知识点总结
揭秘玻璃加工知识点总结一、玻璃的基本性质玻璃是一种非晶态固体材料，其主要成分为二氧化硅、碳酸钙、碳酸镁和氧化铝等。
玻璃具有透明、坚固、硬度大、耐高温、耐化学腐蚀等特点，因此在建筑、家居、汽车等领域有广泛应用。
1. 透明性：玻璃具有较好的透光性，透光率高，能有效地透射光线，保持室内明亮。
这使得玻璃在建筑领域有重要的应用，如窗户、门、玻璃幕墙等。
2. 强度：玻璃的抗拉强度和抗压强度很高，一般可以达到200MPa以上，因此能够承受一定的外力作用，保证建筑物的结构安全。
3. 硬度：玻璃的硬度大，常用来制作家具、装饰等，能够有效地保护家居物品。
4. 耐热性：玻璃是一种耐高温的材料，在高温下也能保持稳定的性质。
5. 耐腐蚀性：玻璃具有良好的抗化学腐蚀性，不易受到酸碱的侵蚀。
二、玻璃加工技术玻璃加工是通过机械加工、化学加工等手段，将原料玻璃进行切割、打磨、钻孔、弯曲、连接等工艺，使其成为符合特定要求的产品。
玻璃加工技术包括以下几个方面：1. 切割：切割是将原料玻璃按照需要的尺寸进行切割。
常用的切割方式包括手工切割、机械切割、激光切割等。
手工切割适用于小批量、特殊形状的玻璃，机械切割适用于大批量、规则形状的玻璃，激光切割适用于高精度要求的玻璃。
2. 打磨：打磨是将切割好的玻璃边缘进行打磨，以消除毛刺、提高光洁度。
常用的打磨设备包括平板磨边机、自动磨边机等。
3. 钻孔：钻孔是在玻璃上钻出需要的孔洞，用于固定、连接等。
常用的钻孔方式包括机械钻孔、激光钻孔等。
4. 弯曲：通过加热玻璃使其软化，然后进行弯曲成型。
弯曲玻璃常用于建筑、家居装饰等领域。
5. 连接：将多块玻璃通过连接件进行连接，制作成玻璃幕墙、玻璃门窗等产品。
6. 雕刻：通过化学蚀刻、激光雕刻等方式在玻璃表面进行图案雕刻，用于装饰、艺术品制作等领域。
三、玻璃加工的常见工艺玻璃加工的常见工艺包括钢化玻璃加工、夹胶玻璃加工、夹层玻璃加工等。
1. 钢化玻璃加工：钢化玻璃是通过在玻璃加工完成后对其进行热处理，使其表面受到压缩而内部受到张力，从而提高其抗冲击性能。
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。
玻璃制造技术基础
玻璃制造技术基础
玻璃制造技术基础指的是将原材料经过一系列的加工和处理过程，制成最终的玻璃制品的技术方法和操作流程。
具体包括以下内容：
1.玻璃原料的选择和制备：根据制品的要求，选择合适的原材料，并进行粉
碎、筛分、除铁等处理，确保原料的化学成分和矿物组成符合要求。
2.配料与混合：根据玻璃的配方，将处理后的原料进行配料，并进行混合，
使其均匀分布。
3.熔制：将混合好的原料在高温下进行熔化，形成均匀、透明的玻璃液。
熔
制过程中需要控制温度、气氛等条件，以确保玻璃的质量。
4.成型：熔制好的玻璃液通过各种成型方法，如压延、吹制、拉制等，形成
各种形状的玻璃制品。
5.退火与淬火：玻璃制品在成型过程中会经历温度变化，可能导致内应力和
裂纹的产生。
退火和淬火是为了消除内应力和裂纹，提高制品的稳定性和强度。
6.加工与处理：退火和淬火后的制品可能需要进行进一步的处理和加工，如
磨削、抛光、刻蚀等，以提高其表面质量和光学性能。
7.质量检测与控制：在整个制造过程中，需要进行严格的质量检测和控制，
确保制品的各项性能指标符合要求。
通过以上技术基础和操作流程，可以将原材料制成最终的玻璃制品，应用于建筑、汽车、电子、光学等各个领域。