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玻璃的制作工艺及其应用 提纲 玻璃的基本知识 玻璃的形成原理 传统的玻璃制备工艺 现代玻璃的制造方法 结语 1.1 玻璃在中国的起源 在中国，玻璃的起源可追溯到春秋战国。当时的制作技巧已发展出蜻蜒眼玻璃珠、玻璃管、仿玉玻璃器件，并已使用铸、缠、嵌等技术技巧自制各种装饰玻璃已到了成熟阶段。 1.2 玻璃的发展 发现玻璃之后，其最初是作为珍稀的佩戴饰品和昂贵的宫廷贡品，到后来随着玻璃制备工艺的逐渐成熟，玻璃制品的产量逐渐增大，玻璃开始进入普通百姓家，成为普遍的生活用具。可见玻璃的大规模应用与其制备工艺密切相关。 下面主要讲述玻璃的制备工艺，首先我们介绍玻璃的基本概念。 1.3 玻璃概念及性质 玻璃是我们在日常生活中常见的材料，它是一种具有无规则结构的非晶态固体，没有固定的熔点，在物理和力学性能上表现为均质的各向同性。 玻璃因其具有抗压强度高、硬度大、化学稳定性好等优点，因此在日常生活中得到了广范的应用。 1.4 玻璃的组成 在一般玻璃中，它的主要成分有SiO2 、Na2O 、CaO 、Al2O3 、MgO 等五种成分。这些成分的 作用如下表所示。 表1 玻璃主要氧化物的作用 1.5 制造玻璃的主要原料 ⑴ 硅砂：也称石英砂，它主要由石英颗粒组成。质地纯净的硅砂为白色，一般硅砂因含有铁的氧化物和有机质而呈淡黄色、红褐色。它主要是提供SiO2 。 ⑵ 砂岩：是由石英颗粒和粘性物质在地质高压下胶结而成的坚实致密的岩石。砂岩中的有害杂质是氧化铁。 ⑶ 长石：包括呈淡红色的钾长石（K2O·A12O3·6SiO2),呈白色的钠长石（Na2O·Al2O3·6SiO2）和钠长石（CaO·Al2O3·6SiO2），对长石的质量要求是：A12O3＞16％；Fe2O3＜0.3％；R2O ＞ 12％。 1.5 制造玻璃的主要原料 ⑷ 高岭土：又称粘土（Al2O3·2SiO2·2H2O)，由于所含SiO2及Al2O3 均为难熔氧化物，所以在使用前应进行细磨。对高岭土的质量要求是：Al2O3 ＞25 ％；Fe2O3 ＜ O.4 ％。 ⑸ 纯碱（(Na2CO3 )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％ )，它主要用来提供Na2O。 1.5 制造玻璃的主要原料 ⑹芒硝（Na2SO4 )：有无水芒硝和含水芒硝(Na2SO4·10H2O)两类。使用芒硝不仅可以代碱，而且又是常用的澄清剂，为降低芒硝的分解温度常加入还原剂( 主要为碳粉、煤粉等)。 ⑺石灰石、方解石：它们的主要成分均CaCO3，但后者的纯度比前者高。 ⑻白云石(MgCO3 · CaCO3 )：主要用来引入MgO。 2. 玻璃的形成原理 为了把物质变成玻璃态，无论是从液态、气体，还是从固体出发，其共同的原理是原子在低温时难以运动，从而使它没有充分的时间完成规则的运动。 根据这一原理并结合生产实际，出现了很多制作玻璃的方法。如传统的熔体冷却法，以及近些年发展起来的气相沉积法、溶胶-凝胶法等等。 下面我们主要介绍传统的熔体冷却法。 3.1 传统熔体冷却法制备玻璃的工艺 传统熔体冷却法制备玻璃的工艺包括配料、熔制、成形、退火等工序，分别介绍如下： ⑴ 配料：按照设计好的料方单，将各种原料称量后在一混料机内混合均匀。 ⑵熔制：将配好的原料经过高温加热，形成均匀的无气泡的玻璃液。玻璃的熔制在熔窑内进行。熔窑主要有两种类型：一种是坩埚窑，它是间歇式生产的， 现在使用较少；另一种是池窑，玻璃料在窑池内熔制，明火在玻璃液面上部加热。现在，池窑都是连续生产的，小的池窑可以是几个米，大的可以大到400多米。 3.1 传统熔体冷却法制备玻璃的工艺 ⑶成形：是将熔制好的玻璃液转变成具有固定形状的固体制品。成形必须在一定温度范围内才能进行，这是一个冷却过程，玻璃首先由粘性液态转变为可塑态，再转变成脆性固态。成形方法可分为人工成形和机械成形两大类。 A.人工成形。它包括吹制、拉制、压制、自由成形等成型方法 B.机械成形。因为人工成形劳动强度大，温度高，条件差，所以，除自由成形外，大部分已被机械成形所取代。它包括压延法、浇铸法、离心浇铸法、烧结法等方法。我们常见的平板玻璃绝大部分就是通过机械成形的。 3.

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