玻璃的制作工艺

③脱色剂：脱色分化学脱色和物理脱色。化学脱 色是加入氧化剂，将带色化合物氧化成无色或浅色。 物理脱色是根据互补色原理，加入着色剂以抵消 FeO、Fe2O3、Cr2O3、TiO2等杂质呈现的颜色。 如氧化铁使玻璃呈青绿色，通常加入硝酸盐、氧化 铈将铁氧化成高价后，着色力减弱。还可加入Se、 Co、Ni、Mn的化合物产生红紫色，与Fe化合物的 青绿色互补成无色，但降低了光透过率。 ④乳浊剂：使玻璃冷却时析出密布晶体，对光 线产生散射而不透明。常用水晶石、氟硅酸钠等氟 化物和磷酸钙等磷酸盐。
原料
主要原料:玻璃的形成网络结构的氧化物、中间 体氧化物和网络外氧化物等原料； 辅助原料:可以加速玻璃熔制，或使其获得某种 必要的性质。
原料-- 主要原料
根据引入氧化物的性质，分为酸性氧化物 原料、碱金属氧化物原料和碱土金属氧化物 原料。
①酸性氧化物原料:有SiO2、B2O3、Al2O3等的原 料。SiO2是硅酸盐玻璃中玻璃结构的骨架。它赋予 玻璃高强度、良好的化学稳定性、耐热性和低膨胀 性，但会使玻璃的熔融温度增高，粘度增大。SiO2 的引用原料是硅砂或砂岩、石英岩。玻璃中加 B2O3，可降低玻璃的热膨胀性,提高折射率、耐热 急变性和耐化学侵蚀性,在温度较高时能降低玻璃粘 度，温度较低时提高玻璃粘度。B2O3的引用原料 是硼砂或硼酸。玻璃中加 Al2O3能减小玻璃析晶倾 向和增强化学稳定性，提高强度，增大玻璃粘度。 其引用原料通常是伴含K2O或Na2O和SiO2的长石, 也可以用工业氧化铝等。
②碱金属氧化物原料:有Na2O、K2O的原料。 玻璃中加Na2O和K2O成分可降低熔融温度， 减小粘度,但会使玻璃的化学稳定性变差。其 引用原料是纯碱(Na2CO3)和钾碱(K2CO3)。
③碱土金属氧化物原料：有CaO、MgO、BaO、ZnO、PbO 的原料。玻璃中加 CaO和MgO能减弱钠硅玻璃析晶倾向， 增强化学稳定性，高温时能降低玻璃粘度，促进玻璃熔化和 澄清,但温度降低时粘度增加很快,成型操作困难。其引用原 料是石灰石(CaCO3)和菱苦土(MgCO3)，或用同时含CaO和 MgO的白云石。玻璃中常加BaO和ZnO以调节玻璃的化学稳 定性和折射率等性质，其引用原料常为工业ZnO和BaCO3、 BaSO4或 Ba(NO3)2。玻璃中加PbO可显著提高折射率和色 散，使玻璃吸收短波长射线，同时，比重增大，熔融温度降 低,与金属浸润性好。PbO的引用原料是红丹和黄丹或工业硝 酸铅。 此外，碎玻璃也是一种主要原料，常称为熟料，能够在 较低的温度下熔融，有助于玻璃配合料的溶化。
简史
1880年，德国人O.肖特和E.阿贝研究玻璃组成与性质关系， 扩大了玻璃成分的范围。1882年，阿博加斯特发明玻璃空心 制品成型的压－吹法。1885年，阿什利制成半自动制瓶机， 并建立制瓶成型的吹－吹法。1904～1905年，美国人M.J. 欧文斯成功地制造了全自动制瓶机，采取吸料成型。1910年 起开始发展滴料供料机。此后，采用供料机供料的各种自动 成型机相继出现并不断发展，玻璃瓶罐开始大批量高速度连 续生产。1912年，比利时人E.富尔科提出玻璃液通过槽子砖 经引上机拉制成平板玻璃工艺，1913年用于工业生产，开始 大批量连续生产平板玻璃和窗片玻璃。1910年，美国人I.W. 科尔伯恩研究平板玻璃的水平拉引法问世，1916年由利比－ 欧文斯(Libbey Owens)公司成功地投产。1930年,美国匹兹 堡玻璃公司(PPG)采用无槽引上法生产平板玻璃。1931年， 生产连续玻璃纤维法问世。1959年，英国皮尔金顿 (Pilkington)公司发明的平板玻璃浮法成型投入生产，玻璃液 漂浮在熔融金属(锡)表面，使成型质量大为提高。
玻璃的制作工艺
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。
过程 --退火
目的是消除玻璃制品中永久应力和结构不平衡性。玻璃是不良导热体， 制品成型后，表层与内层在降温过程中产生温差,当表层凝固状、内层粘 滞状时,温差存在而应力松弛不存在，这一温差于表层冷却至室温时，内 层继续降温收缩,受到表层阻碍产生张应力,同时使表层产生压应力，永久 存在。制品各部位由于热过程引起的永久应力的大小和分布都不会均匀 一致,因此,会影响玻璃制品强度，甚至会因应力集中而自行破裂。退火可 消除玻璃内部的有害张力和防止新应力产生。退火时将玻璃制品加热或 在热成型后保持到退火温度，使原有应力得到松弛和消除，然后缓慢地 冷却到应变温度以下，玻璃完全进入刚性体状态以后，内外层温度差只 产生暂时应力。由于某些性能和功能的玻璃（如光学玻璃、温度计玻璃） 在转变温度范围内，巨大粘滞性使结构质点移动缓慢，致使其性能来不 及达到与温度一致的平衡状态，使用中会因缓慢平衡产生性能变动，因 此，须在退火温度保持足够时间。
11～16世纪，威尼斯成为玻璃制造中心。当时用软锰 简史 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。1821年，玻璃成型开始采用对开模具。1867年， 德国人西门子兄弟建立燃煤蓄热室连续式池窑，用于熔
生产过程
1.配合料制备 2.熔制 3.成型 4.退火 5.后加工等步骤。
过程--配合料制备
首先对原料进行预加工，包括对块状原料的 粉碎、潮湿原料的预干燥和含铁原料的除铁 处理等。粉碎的颗粒度以0.25～0.5mm为宜, 过粗的颗粒不易充分熔化,在玻璃中会形成残 留料粉结石或富硅节瘤;过细的颗粒容易飞扬 或集聚成团。将具有一定颗粒度的原料按配 方精确称量，再用转鼓式、桨叶式或盘式混 合机进行混合。
成型方法
③拉引法：用以制造玻璃管、棒、纤维以及窗片与平板等。 人工拉管时用铁管反复挑料，集起大量玻璃液滚匀后形成料 泡，料泡顶端用另一铁杆取料粘住、吹气，以一定速度慢慢 拉开。机械拉引分上引、下引和水平拉引。机械拉制玻璃管 时，首先，玻璃液流入拉管池，依靠耐热合金或耐火材料的 芯轴和轴中心通入的空气形成管根,由牵引辊连续拉成管。连 续纤维的拉引方法是在拉丝坩埚中控制玻璃液温度，坩埚底 部有100多个漏嘴,高速旋转的拉丝机构拉出连续不断的纤维， 绕在筒上。机械引板的方法是在通道成型室以玻璃液面拉引 起玻璃板。玻璃液面设槽子砖的称有槽引上法，玻璃液从砖 槽中涌出；自由液面向上拉引和经转向辊成为水平拉引出分 别称无槽引上法和水平拉引法。浮法拉引则是玻璃液通过溢 流口经流槽流到高温锡液表面展开成玻璃板，同时向槽尾部 拉引，在锡液面上玻璃板藉高温表面张力自身平整光洁。
④浇注法：用以生产光学玻璃、建筑装饰制品等。 其中离心浇注法用以生产大直径玻璃管、器皿、大 容量反应锅和玻璃锥等。用于浇注的玻璃液粘度要 小，在模子中凝固成型。离心浇注时，玻璃液注入 模中，然后高速旋转，玻璃液受离心力作用紧贴到 模子壁上，直到固化。 ⑤压延法：用以制造厚玻璃板、压花平板玻璃、 夹丝平板玻璃。可将玻璃液倾倒在金属平台上，用 压辊延展成板，也可将玻璃液连续流入两个滚筒间 隙中滚压成平板。滚筒上刻有花纹即成压花平板。 滚筒间夹入金属丝便成夹丝玻璃。
过程—熔制
将玻璃配合料进行高温熔化、澄清，形成均匀的无气泡、无 结石的玻璃液。玻璃配合料的熔制温度随成分不同而异，通 常为1300～1600℃。配合料在高温下发生一系列物理化学 反应，逐步熔融完全。随温度的升高,粘度显著减小,其中夹 杂的大量空气和原料分解产生的气体从熔融液中上升并逸出， 使熔体变得清澄。在高温排除气泡的同时,玻璃液的化学组成 也趋向均匀,必要时，加机械外力搅动。澄清和均化完成后， 降温使玻璃液均匀一致地达到适合成型要求的粘度。熔制在 玻璃熔窑中进行。大批量生产时在池窑中连续熔制。配合料 在窑的一端加入，供成型的玻璃液在另一端排出。小量生产 时在坩埚窑中间歇熔制。
成型方法
①吹制法：用以制造空心玻璃制品，如水杯、器 皿、瓶、罐、灯泡等。人工吹制时使用长约1.5m中 空铁吹管，一端蘸取玻璃液（挑料），一端为吹嘴。 挑料后在滚料板（碗）上滚匀、吹气，形成玻璃料 泡，在模中吹成制品；也可无模自由吹制，最后从 吹管上敲落。大型制品成型时，需反复挑料滚匀， 以集取足够料量。机械吹制时，玻璃液由玻璃熔窑 出口流出，经供料机形成设定重量和形状的料滴， 剪入初型模中吹成或压成初型，再转入成型模中吹 成制品。吹成初型再吹成制品的称吹－吹法，适宜 制成小口器皿和瓶罐。压成初型再吹成制品的称压 －吹法，适宜制成大口器皿和薄壁瓶罐。
成型方法
②压制法:用以制造敞口和实心制品,如碗、 盘、缸、镜片、显像屏和锥、砖等。人工压 制以铁杆取料，按设定量剪落入模，模芯 （冲头）压下将玻璃液挤满模腔压成制品。 机械压制采用和吹制法相同的供料方法将玻 璃液剪入多模压制机的模中,自动落下模芯成 型。压制法成型的玻璃液表层因接触模和模 芯，降温很快，适于制造较厚和较浅的制品。
过程---退火
与退火消除永久热应力相反，玻璃的淬火， 是通过热处理在玻璃表面造成压应力以提高 玻璃的强度。玻璃制品加热到接近软化温度 后立即用空气或油等冷却介质骤冷，可以有 控制地使玻璃制品的表层产生具有均匀的永 久压应力，这一压应力可以抵消外力作用于 玻璃制品引起破坏的张应力，使制品强度提 高4～5倍，成为钢化玻璃制品。
原Βιβλιοθήκη Baidu—辅助原料
1.澄清剂 2.着色剂 3.脱色剂 4.乳浊剂 5.助熔剂

①澄清剂：在玻璃熔制时分解排放气体， 加速玻璃熔体排出气泡。有白砒、氧化锑、 硝酸盐、锑酸钠、芒硝等。 ②着色剂：使玻璃具有各种不同颜色， 通常是过渡金属Co、Ni、Mn、Cr、Cu、Fe 的化合物,CdS、CdSe及Se、Au、Ag的化合 物等。
过程—成型
将玻璃液加工成固定几何形状的制品。玻璃降温时 由液态、可塑态至固态，将玻璃的供取料、赋形和 定型的制作阶段连接起来。人工挑料时，玻璃液粘 度通常为102.2Pa· s；机械自动供料时为102～ 103Pa· s,相当于玻璃液澄清时粘度的10～100倍。 玻璃液滴入模的适宜粘度通常为103.5Pa· s,脱模时 粘度应为106Pa· 在这个可塑范围内对玻璃料进行 s, 剪切、粘结、吹扩、压延等成型操作。若制作时间 较长，须调节玻璃成分使粘度转变趋缓和析晶倾向 小，以免在成型过程硬化太快和发生析晶。常用的 玻璃成型方法有吹制法、压制法、拉引法、浇注法、 压延法等。
简史
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。