玻璃以石英砂、純堿、長石及石灰石等為原料，經(jīng)混和、高溫熔融、勻化后，加工成形，再經(jīng)退火而得。廣泛運用于建筑、日用、藝術、儀表等領域，種類豐富，性能優(yōu)越。想知道玻璃的制作過程與制作工藝流程，讀完文章你就知道。

一、玻璃的制作過程

        玻璃的材料主要有三部分構成:基本原料、助熔劑和著色劑,另外還包括脫色劑、澄清劑和乳蝕劑.

        1.玻璃制作的基本原料

        二氧化硅是玻璃制作的主要的原料.二氧化硅在地球上的儲量是很大的.二氧化硅是石頭的主要原料也是制作玻璃的較主要的原料.各種不同的石頭的含硅量是不同的.在我們生活中這些材料是更常見的.

        2.助熔劑

        二氧化硅的熔點是很高的,要想達到這個榮典是很受限制的.古人就想辦法加入一些別的其他的物質(zhì)來時它的熔化溫度變得低下來.另外二氧化硅融化的時候非常突兀,加熱過程中沒有逐漸變軟的過濾過渡階段,結合進一些其他的物質(zhì)后使玻璃可以在不同的溫度下程各種榮華狀態(tài),有力塑形操作和有效定形.這種物質(zhì)就是助熔劑.

        助熔劑通常是含氧化鈉、氧化鉀、氧化鉛、氧化鈣、氧化鋇等物質(zhì)原料,如石灰石、長石、純堿、硼酸、鉛化合物、鋇化合物.(氧化鈉可以降低玻璃形成中的黏度,使玻璃易于熔制,起著良好的助熔作用;氧化鋇在玻璃的形成中起著與氧化鈉基本的作用;氧化錫可以增加玻璃的化學穩(wěn)定性和機械強度;氧化鉛可以增加密度,提高著蛇行,有特殊光澤;鉛可以使玻璃對光的折射率大而散射率小使得玻璃更具光澤和穩(wěn)定.

        3.澄清劑

        在玻璃制作的過程中會出現(xiàn)一些的氣泡,減少這些氣泡所用的就是澄清劑.主要常用的有氧化砷、氧化銻和硝化鹽.

        4.乳蝕劑

        在玻璃生產(chǎn)中藝術家根據(jù)作品的要求,使玻璃產(chǎn)生不透明的效果,使玻璃變得不透明的就是乳蝕劑.它可以使玻璃產(chǎn)生結晶或不固定的膠體微粒,這些微粒和玻璃本身的折射率不同會產(chǎn)生不透明的效果. 常用的乳蝕劑有氧化錫、氧化銻和磷酸鹽.

        5.脫色劑

        脫色劑主要是用來清理原料中的雜質(zhì)給玻璃帶來的不希望出現(xiàn)的顏色,使玻璃城縣無色透明的效果.主要有化學脫色劑和物力脫色劑兩種,化學脫色劑通常通過氧化作用消色,主要有硝酸鈉、硝酸鉀.物理脫色劑通過產(chǎn)生互補色而使玻璃無色,主要有二氧化錳、硒和氧化鈷、氧化溴

二、玻璃的制作工藝流程

        玻璃的生產(chǎn)工藝包括:配料、熔制、成形、退火等工序.分別介紹如下:

        1. 配料,按照設計好的料方單,將各種原料稱量后在一混料機內(nèi)混合均勻.玻璃的主要原料有:石英砂、石灰石、長石、純堿、硼酸等.

        2. 熔制,將配好的原料經(jīng)過高溫加熱,形成均勻的無氣泡的玻璃液.這是一個很復雜的物理、化學反應過程.玻璃的熔制在熔窯內(nèi)進行.熔窯主要有兩種類型:一種是坩堝窯,玻璃料盛在坩堝內(nèi),在坩堝外面加熱.小的坩堝窯只放一個坩堝,大的可多到20個坩堝.坩堝窯是間隙式生產(chǎn)的,現(xiàn)在僅有光學玻璃和顏色玻璃采用坩堝窯生產(chǎn).另一種是池窯,玻璃料在窯池內(nèi)熔制,明火在玻璃液面上部加熱.玻璃的熔制溫度大多在1300~1600゜C.大多數(shù)用火焰加熱,也有少量用電流加熱的,稱為電熔窯.現(xiàn)在,池窯都是連續(xù)生產(chǎn)的,小的池窯可以是幾個米,大的可以大到400多米.

        3. 成形,是將熔制好的玻璃液轉(zhuǎn)變成具有固定形狀的固體制品.成形必須在一定溫度范圍內(nèi)才能進行,這是一個冷卻過程,玻璃首先由粘性液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭伤軕B(tài),再轉(zhuǎn)變成脆性固態(tài).成形方法可分為人工成形和機械成形兩大類.

        A. 人工成形.又有(1)吹制,用一根鎳鉻合金吹管,挑一團玻璃在模具中邊轉(zhuǎn)邊吹.主要用來成形玻璃泡、瓶、球(劃眼鏡片用)等.(2)拉制,在吹成小泡后,另一工人用頂盤粘住,二人邊吹邊拉主要用來制造玻璃管或棒.(3)壓制,挑一團玻璃,用剪刀剪下使它掉入凹模中,再用凸模一壓.主要用來成形杯、盤等.(4)自由成形,挑料后用鉗子、剪刀、鑷子等工具直接制成工藝品.

        B. 機械成形.因為人工成形勞動強度大,溫度高,條件差,所以,除自由成形外,大部分已被機械成形所取代.機械成形除了壓制、吹制、拉制外,還有(1)壓延法,用來生產(chǎn)厚的平板玻璃、刻花玻璃、夾金屬絲玻璃等.(2)澆鑄法,生產(chǎn)光學玻璃.(3)離心澆鑄法,用于制造大直徑的玻璃管、器皿和大容量的反應鍋.這是將玻璃熔體注入高速旋轉(zhuǎn)的模子中,由于離心力使玻璃緊貼到模子壁上,旋轉(zhuǎn)繼續(xù)進行直到玻璃硬化為止.(4)燒結法,用于生產(chǎn)泡沫玻璃.它是在玻璃粉末中加入發(fā)泡劑,在有蓋的金屬模具中加熱,玻璃在加熱過程中形成很多閉口氣泡這是一種很好的絕熱、隔音材料.此外,平板玻璃的成形有垂直引上法、平拉法和浮法.浮法是讓玻璃液流漂浮在熔融金屬(錫)表面上形成平板玻璃的方法,其主要優(yōu)點是玻璃質(zhì)量高(平整、光潔),拉引速度快,產(chǎn)量大.

        4. 退火,玻璃在成形過成中經(jīng)受了激烈的溫度變化和形狀變化,這種變化在玻璃中留下了熱應力.這種熱應力會降低玻璃制品的強度和熱穩(wěn)定性.如果直接冷卻,很可能在冷卻過程中或以后的存放、運輸和使用過程中自行破裂(俗稱玻璃的冷爆).為了清理冷爆現(xiàn)象,玻璃制品在成形后必須進行退火.退火就是在某一溫度范圍內(nèi)保溫或緩慢降溫一段時間以清理或減少玻璃中熱應力到允許值.

        此外,某些玻璃制品為了增加其強度,可進行剛化處理.包括:物理剛化(淬火),用于較厚的玻璃杯、桌面玻璃、汽車擋風玻璃等;和化學剛化(離子交換),用于手表表蒙玻璃、航空玻璃等.剛化的原理是在玻璃表面層產(chǎn)生壓應力,以增加其強度.

相關概念

玻璃

        玻璃是非晶無機非金屬材料，一般是用多種無機礦物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸鋇、石灰石、長石、純堿等)為主要原料，另外加入少量輔助原料制成的。它的主要成分為二氧化硅和其他氧化物。普通玻璃的化學組成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等，主要成分是硅酸鹽復鹽，是一種無規(guī)則結構的非晶態(tài)固體。廣泛應用于建筑物，用來隔風透光，屬于混合物。另有混入了某些金屬的氧化物或者鹽類而顯現(xiàn)出顏色的有色玻璃，和通過物理或者化學的方法制得的鋼化玻璃等。有時把一些透明的塑料（如聚甲基丙烯酸甲酯）也稱作農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系玻璃。

成形

        成形即成為某種形體，形成某種穩(wěn)固的局面。如正在成形的思想之新奇簡直使他大吃一驚；排列成一定形式或形狀使玻璃成形；醫(yī)學上指具有正常的形狀大便成形；醫(yī)學上指修正損傷的籌備或器官，成形外科，骨成形術等等。

坩堝

        坩堝是化學儀器的重要組成部分，它是熔化和精煉金屬液體以及固液加熱、反應的容器，是保證化學反應順利進行的基礎。

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