1、3 玻璃玻璃的历史源远流长。在西方,人们常把玻璃说成是上帝赐予人类的最佳礼物,玻璃带来了的是生活的喜悦和创作的灵感,它是一个充满矛盾而又非常神奇的物质,艺术家们利用它晶莹透亮冷峻而坚固同时具有折光反射的特点,在艺术创作上使玻璃工艺达到变幻莫测、令人难以预想的艺术效果。早在公元前 2000 年,美索不达米亚人就已开始生产简单的玻璃制品了,而真正的玻璃器皿则是于公元前 1500 年在埃及出现的。公元前 16 世纪,古埃及出现了玻璃珠子和玻璃镶嵌片。公元前 1550 年至公元前 1500 年之间,在古埃及和两河流域都出现了玻璃器皿。从公元前 9 世纪起,玻璃制造业日渐繁荣。到公元 6 世纪前,在罗得
2、岛和塞浦路斯岛上已有玻璃制造厂。而建于公元前 332 年的亚历山大城,在当时就是一个生产玻璃的重要城市。公元前 4 世纪埃及又发明了玻璃铸模工艺、车花、镌刻和镀金工艺。公元前 1 世纪叙利亚人创造了吹制工艺,可以将玻璃液随心所欲地吹成各种形态的器皿。以后相继出现了模具吹制法,这是批量玻璃器皿生产的开始。公元 1 世纪,罗马成为玻璃制造业的中心。罗马帝国的玻璃工艺有吹制、吹模、切割、雕刻、镌刻、缠丝、镀金等。5 世纪以后罗马玻璃工艺逐渐衰退,到 8 世纪,除了教堂的彩色玻璃镶嵌之外,欧洲的玻璃工艺几乎灭绝。然而,这段时期中东地区的玻璃工艺在继续发展。从公元 7 世纪起,阿拉伯一些国家如美索不达米
3、亚、波斯、埃及和叙利亚,其玻璃制造业也很繁荣。它们当时已能够用透明玻璃或彩色玻璃制造清真寺用的灯。叙利亚艺人把银盐注入玻璃溶液,炼出了有金属光泽的玻璃。大马士革、君士坦丁堡和开罗是 9 至 14 世纪中东地区的玻璃生产中心。12 世纪,随着贸易的发展,威尼斯成为世界玻璃制造业的中心。当时的政府为了垄断玻璃制造技术,把玻璃艺人集中在与威尼斯隔海相望的穆拉诺岛上。威尼斯玻璃生产的鼎盛时期是 15 世纪到 16 世纪,产品几乎独占欧洲市场。16 世纪以后,开始有玻璃工匠逃离海岛,分散到欧洲各地,玻璃制造技术也逐渐传播开来。在欧洲,玻璃制造业出现的时间较晚。大约 18 世纪之前,欧洲人都是从威尼斯购买
4、高级玻璃器皿。一个伦敦商人于 1669 年 9 月 17 日寄给威尼斯玻璃制造商的一封信中写道,“我们特别需要平的玻璃板,请不要把包好的镜片玻璃放在装酒杯的箱子底下运输！最好用一两个牢固的箱子仔细包装”这种情况随着 18 世纪欧洲人雷文斯克罗特发明一种透明性更好的铝玻璃逐步改变,玻璃生产业由此在欧洲兴盛起来。欧洲玻璃工艺的另一个中心是波西米亚和德国。13 至 15 世纪的哥特时代,当地生产一种墨绿色的玻璃器,被称为“森林玻璃”。典型作品是一种周身有小凸球的酒杯,下面有高高的圈底,上端有外展的边缘。到 16 世纪,上端边缘向上伸展,形成小碗。这种式样延续至今,被称为“莱茵玻璃酒杯”。 17 世纪
5、,欧洲的玻璃工业发展迅速,法国已经用铸造法生产大面积的玻璃镜和平板玻璃。英国人发明了两项最重要的技术：一是铅玻璃。二是熔化技术的革新,燃料由木材变为煤炭,又使用了闭口坩埚。此外,瑞士人狄南还发明用搅拌法制造光学玻璃,为熔制高均匀度的玻璃开创了新途径。18 世纪后期,产业革命对玻璃制造业的发展起了极大的推动作用,这一时期发明了路布兰制碱法。19 世纪又发明了氨碱制造纯碱,使过去依靠天然碱和烧木制灰法的状态得到彻底的改变。在玻璃工艺发展过程中,一个值得注意的问题是玻璃与建筑的关系。玻璃运用在建筑当中已经很长时间了。哥特建筑师们利用玻璃来描绘精神的象征符号：柔和的光线透过高高的侧窗洒落进来,暗淡的教
6、堂中,光线集中在圣坛部分,这样可以将人的思想朝天空的方向引升。对文艺复兴时期的建筑师们而言,高大的竖窗是地球上的天堂,窗户上的七彩玻璃改变了光线,形成了一种飘忽的氛围,唤起心灵的回应。20 世纪以后,内部钢铁椼粱框架有了进一步的发展,从而发生了两个革命性的改变,并且这两个改变已经成为现代建筑的标志,即：建筑更高,玻璃使用面积更大。我国是世界上制造琉璃和玻璃器皿最古老的国家。根据大量的出土文物证实,3000 多年前西周时期,我们祖先就已经能够 制造“玻璃珠” 、 “玻璃碗” 、 “玻璃屏”等玻璃制品了。到了汉朝,玻璃制造业进一步的发展,皇帝和皇妃们的住处门窗上已经安上了玻璃。玻璃印章、玻璃碗以及
7、玻璃带勾,也是贵族们经常使用的器皿、用具。汉朝还 生产一种铅玻璃。在陕西兴平汉武帝的茂陵附近,曾经出土过一件铅琉璃壁,它直径为 23.4cm,孔径为 4.8cm,厚1.8cm,净重 1.9kg。凉州词：唐代乐府曲名。“葡萄美酒夜光杯,欲饮琵琶马上催。醉卧沙场君莫笑,古来征战几人回！”王翰(生卒年不详),字子羽,并州晋阳(今山西太原)人,睿宗景云元年(710)进士,喜纵酒游乐,豪荡不羁,史称“发言立意,自比王侯” 。但夜光杯是用玉雕琢而成的。宋代的玻璃制造业十分发达,当时已能通过熔炼吹制,做成如同现在的玻璃酒瓶似的玻璃葫芦和玻璃瓶。明清以后我国玻璃制造业的大发展,特别江南,当时建立了不少的玻璃工
8、厂。我们的祖先称玻璃为“琉琳” 、 “琉璃” 、 “流离”等,比较接近现在的读音的是南北朝开始叫起来的“颇黎” 。玻璃是设计中十分重要的室内外装饰材料之一。现代建筑技术发展的需要和人们对建筑物的功能和适用性要求的不断提高,促使玻璃制品朝着多品种、多功能方向发展。现代工业技术更多地把装饰性与功能性联系在一起,生产出了许多性能优良的新型玻璃,从而为现代设计提供了更广泛的选材余地。这些玻璃以其特有的内在和外在特征以及优良性能,在增加或改善建筑物的使用功能和适用性方面以及对美化建筑和建筑环境起到了不可忽视的作用。一.玻璃的性质1.玻璃的密度玻璃内几乎无孔隙,是过冷熔体非晶致密材料。普通玻璃的密度为 2
9、.52.6g/cm3。2.玻璃的光学性质当光线入射玻璃时,表现有反射、吸收和透射三种性质。光线透过玻璃的性质,称为“透射”,以透光率表示。光线被玻璃阻挡,按一定角度反射出来,称为“反射”,以反射率表示。光线通过玻璃后,一部分光能量被损失,称为“吸收”,以吸收率表示。玻璃的反射率、吸收率、透光率之和等于入射光的强度,为 100%。用于采光、照明的玻璃,要求透光率高；用于遮光和隔热的热反射玻璃,要求反射率高；用于隔热、防眩作用的吸热玻璃,要求既能吸收大量红外线辐射能,同时又能保持良好的透射性。3.玻璃的热工性质玻璃的比热容一般为 0.331031.05103J/kgK,导热系数一般为 0.750.
10、92。玻璃传热慢,是热的不良导体。当玻璃温度急变时,沿玻璃的厚度从表面到内部,有着不同的膨胀量,由此而产生内应力。当内应力超过玻璃极限强度时,就造成碎裂破坏。4.玻璃的力学性质玻璃的抗压强度高,一般为 6001200MPa,而抗拉强度很小,为 4080MPa。故玻璃在冲击力作用下易破碎,是典型的脆性材料。玻璃在常温下具有弹性,普通玻璃的弹性模量为61047104 MPa。5.玻璃的化学性质玻璃具有较高的化学稳定性,在通常情况下,对水、酸、碱以及化学试剂或气体等,具有较强的抵抗能力,能抵抗氯氟酸以外的各种酸类的侵蚀。二.玻璃的用途1.围护、分隔空间 玻璃通常安装在门窗、幕墙、隔断等部位,尤其是外
11、墙上的玻璃,可以防止风吹雨打,既起到分隔空间作用又起到围护作用。2.采光 任何玻璃都有其采光作用,一般玻璃的透光率在 80%左右。3.控制光线 在一些特殊位置或房间,使其既有采光作用,又不能透视,如浴室等房间。着色玻璃、压花玻璃和磨砂玻璃都能足这些要求。4.反射 镜面玻璃和幕墙玻璃可对光起到反射作用。5.保温节能采用吸热或双层(中空)玻璃,能使建筑起到保温隔热的效果,使之节约能源。6.艺术效果 在一些特殊部位如隔断、壁画、橱窗等地方,采用彩色玻璃、玻璃画等,能使建筑增强艺术效果。7.装饰立面 采用玻璃马赛克装饰外墙面,使建筑美观耐久；采用大面积玻璃幕墙,可取得特定的装饰效果；在外墙的窗上安装彩
12、色玻璃,使建筑立面的色彩丰富。三.玻璃的分类玻璃的品种很多,常用的主要有以下几种。1.按化学组成分类(1)钠钙硅酸盐玻璃。钠钙硅酸盐玻璃,简称钠钙玻璃,又称普通玻璃。主要成分为 SiO2, Na2O 和 CaO。它熔点低, 易于熔制,由于含杂质较多 ,玻璃常带有绿色。与其他玻璃相比,钠钙玻璃的力学性质、热物理性质、光学性质及化学稳定性均较差。主要用于制造普通建筑玻璃和日用玻璃制品等。(2)钾钙硅酸盐玻璃 钾钙硅酸盐玻璃,简称钾钙玻璃或钾玻璃,是以 K2O 代替部分Na2O 并提高 SiO2 的含量而制成。其折射率高于钠钙玻璃,质硬并有光泽,故称为硬玻璃,其他性质也优于钠钙玻璃。主要用于制造化学
13、仪器和用具,以及高级玻璃制品等。(3)铝镁硅酸盐玻璃 简称铝镁玻璃,是降低钠钙玻璃中的 Na2O 和 CaO 含量,引入MgO,并以 Al2O3 代替部分 SiO2 而制成。它软化点低,析晶倾向弱,力学性质、化学性质及化学稳定性均有提高,主要用于制造高级玻璃。(4)石英玻璃 石英玻璃是由纯 SiO2 制成,具有很好的力学性质和热物理性质以及良好的光学性质和化学稳定性,并能透过紫外线。主要用于制造耐高温仪器、杀菌灯等特殊用途的仪器与设备。(5)钾铅硅酸盐玻璃 钾铅硅酸盐玻璃,简称钾铅玻璃,俗称铅玻璃,又称铅晶质玻璃或水晶玻璃。铅玻璃主要由 PbO,K2O 和少量 SiO2 组成。具有高折射率、高
14、透明度,光泽晶莹,质软易加工,化学稳定性好。用于制造光学仪器、高级器皿和装饰制品等。(6)硼酸盐玻璃 硼酸盐玻璃又称耐热玻璃,主要成分为 SiO2,B2O3和 Na2O。具有较好的光泽和透明度,良好的耐热性及较好的力学性能和化学稳定性。主要用于制造光学仪器、化学仪器与器皿以及耐热玻璃等。2.按功能分类玻璃按功能分为普通玻璃、吸热玻璃、防火玻璃、装饰玻璃、安全玻璃、漫射玻璃、镜面玻璃、热反射玻璃、低辐射玻璃、隔热玻璃等。3.按用途分类玻璃按用途分为建筑玻璃、器皿玻璃、光学玻璃、防辐射玻璃、窗用玻璃和玻璃构件等。4.按玻璃及其制品的形状分类玻璃按形状分为平板玻璃、曲面玻璃、空心及实心玻璃砖、槽形或
15、 U 形玻璃、波形瓦等。四.平板玻璃1.普通平板玻璃 普通平板玻璃是平板玻璃中产量最大、用量最多的一种,也是进一步加工成具有多种性能玻璃的基础材料。普通平板玻璃通常采用垂直引上法和浮法生产。垂直引上法是我国生产玻璃的传统方法,浮法生产平板玻璃是目前比较先进的生产方法,这种玻璃质量好,具有表面平整、厚度公差小、无波筋等特点。普通平板玻璃具有良好的透光性能、较高的化学稳定性和耐久性,但韧性小、抗冲击强度低,易破碎。其密度为 2.5g/cm3,莫氏硬度为 5.56.5,抗压强度为 800930MPa,抗拉及抗弯强度较低,为 4060MPa,导热系数为 0.730.82,软化温度为 720730。普通
16、平板玻璃按外观质量可分为优等品、一级品、合格品三个等级。各项技术指标,应符合 GB4871-85 及 GB11614-89 的规定。普通平板玻璃大部分用作建筑门、窗玻璃,一部分加工成钢化、夹层、镀膜、中空等玻璃。一般建筑门、窗玻璃为 3mm 厚的平板玻璃；用于玻璃幕墙、采光屋面、橱窗、柜台等的玻璃,多用厚度为 5.6mm 的钢化玻璃；公共建筑的大门玻璃,则用 8mm 以上的钢化玻璃。2.浮法玻璃 浮法玻璃是由浮法工艺生产的平板玻璃。浮法玻璃的厚度分为 3mm、4mm、5mm、6mm、10mm、12mm 六类,玻璃的形状应为矩形,尺寸一般不1000mm1200mm,不2500mm3000mm。其
17、它尺寸由供需双方协商。浮法玻璃的表面平滑,光学畸变小,其他性能与普通平板玻璃相同,但强度稍低,并且价格较高。浮法玻璃良好的表面平整度和光学均一性,避免了普通平板玻璃易产生光学畸变的缺陷,适合用于各类建筑,特别是高级宾馆、写字楼、豪华商场、博物馆等建筑的门窗、橱窗等,也可替代磨光玻璃使用。还可广泛用做夹层玻璃、中空玻璃、热反射玻璃、钢化玻璃、防火玻璃、光栅玻璃的原片玻璃。3.其他平板玻璃1)磨光玻璃 磨光玻璃又称镜面玻璃或白片玻璃,是由平板玻璃经过机械磨光、抛光而成的透明玻璃。磨光玻璃分单面磨光和双面磨光两种。对玻璃表面进行磨光可以消除某些外观缺陷,使其变得平整光滑,物像透过后不变形。磨光玻璃性
18、能虽好,但价格高,自浮法玻璃出现后,磨光玻璃用量大为减少。2)磨砂玻璃磨砂玻璃又称毛玻璃、暗玻璃,是把普通玻璃经研磨、喷砂或用氢氟酸溶液腐蚀等方法加工后使其表面(单面或双面)成为均匀粗糙透光不透视的平板玻璃。它能使室内光线柔和不刺眼。一般用于卫生间、浴室、办公室门窗及隔断,也可用于黑板及灯罩。3)彩色玻璃 彩色玻璃又称有色玻璃或饰面玻璃,分透明和不透明两种。透明彩色玻璃是在原料中加入一定量的金属氧化物使玻璃带色,不透明彩色玻璃是在一定形状的平板玻璃的一面加以色釉,经烘烤、退火而成。彩色玻璃的彩面也可采用有机高分子树脂涂料制得。彩色玻璃可拼成各种图案、花纹,并具有耐腐蚀、抗冲刷、易清洗等特点,主
19、要用于建筑物的内外墙、门窗装饰及对光线有特殊采光要求的部位。4)压花玻璃 压花玻璃是将熔融的玻璃液在冷却过程中通过带图案的花纹辊轴连续对辊压延而成。可以一面压花,也可两面压花,因此又称花纹玻璃或滚花玻璃。在有花纹的一面用气溶胶进行喷涂处理,可呈浅黄色、浅蓝色、橄榄色等。经过喷涂处理的压花玻璃,立体感强,强度可以提高 5070%。根据生产工艺不同,压花玻璃可以分为一般压花玻璃、真空镀膜压花玻璃、彩色镀膜压花玻璃等品种。一般压花玻璃。由于表面凹凸不平,当光线通过时即产生漫射,从玻璃的一面看另一面物体时,就模糊不清,从而使这种玻璃透光不透视。因为表面具有各种花纹图案,故具有良好的装饰效果。真空镀膜压
20、花玻璃,是经真空镀膜加工而成。采用该法加工而成的压花玻璃给人一种素雅、美观、清晰的感觉,花纹的立体感较强,并具有一定的反光性能,是一种良好的室内装饰材料。彩色镀膜压花玻璃,是采用有机金属化合物和无机金属化合物进行热喷而成。彩色膜的色泽坚固性、稳定性都很好,并且有较好的热反射能力,花纹图案的立体感强,装饰后给人一种富丽堂皇和赏心悦目的感觉,使人有一种艺术的享受,主要用于各种公共设施,如宾馆、饭店、餐厅、酒吧、浴池、游泳池、卫生间等的内部装饰和分隔,还可用于加工屏风、台灯等工艺品和日用品。五.安全玻璃 普通玻璃是一种脆性材料,当外力超过一定值后,即碎裂成具有尖锐棱角的碎片,容易对人造成伤害。安全玻
21、璃则是采取一定的工艺办法,改变碎裂后玻璃的状态,对人无伤害。常用的安全玻璃有钢化玻璃、夹层玻璃和夹丝玻璃等。1.钢化玻璃 钢化玻璃是将平板玻璃进行处理而获得的一种安全玻璃。它在破碎后形成无数无尖锐表面的小块,故称为“安全玻璃”。根据钢化玻璃(GB9963-88)规定,按外形分为平面钢化玻璃和曲面钢化玻璃两类。钢化玻璃的厚度规格,见下表。钢化玻璃的长、宽度由供需双方商定。钢化玻璃按破碎状态(一定条件下破碎时,碎片最大质量不超过一定值,一定面积内的碎片数要超过一定值),可分为、三类,它们的标记分别为 T、T、T 。经过钢化处理的钢化玻璃 ,具有以下特性：1)机械强度高钢化玻璃的机械强度比普通平板玻
22、璃高 35 倍,其抗弯强度不低于 200MPa；抗冲击性能好,用 0.8kg 钢球从 1.2m 高处落下,钢化玻璃可保持完整而不破碎。2)弹性好一块 1200mm350mm6mm 的钢化玻璃受力后,可产生 100mm 的弯曲挠度。3)热稳定性高 钢化玻璃在经受急冷急热时不易发生炸裂。最大安全工作温度为288,能承受 204的温差变化。钢化玻璃的厚度规格厚度(mm)种类浮法玻璃 引拉玻璃平面钢化玻璃 4,5,6,8,10,12,15,19 4,5,6曲面钢化玻璃 5,6,8 5,6由于上述特点,钢化玻璃可用作高层建筑物的门窗、幕墙、隔墙、屏蔽、桌面玻璃以及汽车的挡风玻璃等。2.夹层玻璃 夹层玻璃
23、系两片或多片玻璃之间嵌夹透明塑料薄片,经加热、加压黏合而成。生产夹层玻璃的原片,可采用一等品的引上法平板玻璃或浮法玻璃,也可为钢化玻璃、夹丝抛光玻璃、吸热玻璃、热反射玻璃或彩色玻璃等,玻璃厚度可为2mm、3mm、5mm、6mm、8mm。夹层玻璃的层数有 3 层、5 层、7 层,最多可达 9 层,达 9层时,则一般子弹不易穿透,成为防弹玻璃。夹层玻璃按形状,可分为平面和曲面两类；按抗冲击性、抗穿透性,可分为 L和 L两类；按夹层玻璃的特性,可分多个品种,如减薄型、遮阳型、电热型、防弹型、玻璃纤维增强型、报警型、防紫外线型以及隔声夹层玻璃等。夹层玻璃的抗冲击性能比平板玻璃高几倍,破碎时只产生裂纹而
24、不分离成碎片,不致伤人。它还具有耐久、耐热、耐湿、耐寒和隔音等性能,适用于有特殊安全要求的建筑物的门窗、隔墙,工业厂房的天窗和某些水下工程等。3.夹丝玻璃夹丝玻璃是在玻璃压延工艺过程中夹入金属丝或网,玻璃面压有花纹或进行磨光的一种增强玻璃。夹丝玻璃可以是无色透明的或彩色的。与普通平板玻璃相比,它的耐冲击性和耐热性好,在外力作用和温度剧变时,破而不散。它适用于公共建筑的阳台、楼梯、电梯间、走廊、厂房天窗和各种采光屋顶。六.特种玻璃1.吸热玻璃 吸热玻璃是能吸收大量红外线辐射能,并保持较高可见光透射率的平板玻璃。目前,我国生产的吸热玻璃的颜色有灰色、茶色、蓝色等,厚度有 2mm、3mm、5mm和
25、6mm 四种规格。与普通平板玻璃相比,吸热玻璃具有以下几个特点：1)吸收太阳辐射热如 6mm 厚浮法平板玻璃,在阳光照射下,总透过热量为 84%,而同样厚度的蓝色吸热玻璃的总透过热量为 68.9%。这样,就大大降低了进入房间的热量,产生了冷房效应,节约了冷气能耗。2)吸收日光中的可见光 减弱太阳光的强度,使刺眼的阳光变得柔和、舒适,起到良好的防眩作用。特别是在炎热的夏季,能更有效地改善室内的光线,使人感到舒适。3)具有一定的透明度能吸收一定的紫外线,减轻紫外线对室内塑料等有机材料的损害。由于上述特点,吸热玻璃已广泛应用于建筑物的门窗、外墙等,起到隔热、防眩、采光及装饰等作用。2.热反射玻璃 热
26、反射玻璃是指既具有较高的热反射能力,又能保持平板玻璃良好透光性能的玻璃,又称为镀膜玻璃或镜面玻璃。热反射玻璃是通过热解、蒸汽、化学镀膜等方法在玻璃表面喷涂金、银、铜、铝、铬、镍、铁等金属氧化物,或粘贴有机薄膜或非金属氧化物薄膜,还可以用离子交换法置换出玻璃表面层原有的离子而制成。热反射玻璃从颜色上分为灰色、茶色、金色、浅蓝色、棕色、褐色等多种,按性能分为热反射、减反射、表面导电、防无线电、中空、夹层等。1)性能(1)对太阳辐射热有较高的反射能力。普通平板玻璃的辐射反射率为 78%,热反射玻璃则为 30%左右。热反射玻璃对太阳光能的遮蔽系数小,对太阳辐射热的透过率也小,所以在日晒时室内光线不但柔
27、和,还能产生冷房效应。(2)镀金属膜的热反射玻璃具有单向透像的特性。镀膜热反射玻璃因表面有一层薄的金属氧化物镀膜,所以在迎光面具有镜子的特性,而在背光面又像玻璃那样透明。当人们站在镀膜玻璃幕墙建筑物前,展现在眼前的是一幅连续的反映周围的景色的画面,却看不到室内的景象；它对建筑物内部起遮蔽及帷幕的作用,因此建筑物可以不设窗帘。进入内部人们能在室内看到室外景物,色景交融形成一个无限开阔的空间,给人以美的享受。2)用途热反射玻璃由于具有良好的隔热性能,所以在建筑工程中获得广泛应用,常用来制作中空玻璃或夹层玻璃窗,以提高其隔热性能。热反射玻璃主要用于避免由于太阳辐射而增热及设置空调的建筑,适用于各种建
28、筑物的门窗、汽车和轮船的玻璃窗、玻璃幕墙以及各种艺术品的装饰。3.中空玻璃随着建筑物标准的提高,建筑物采用大面积窗户,使冬季采暖、夏季制冷所消耗能量大大增加,因此在建筑上采用中空玻璃和有特殊性能的玻璃来降低能源的消耗成为普遍趋势。中空玻璃,是在两层或两层以上的平板玻璃四周用高强度、高气密性黏结剂将其与空心铝合金隔框胶结密封,内填干燥剂,使玻璃间空腹内的空气保持高度干燥。中空玻璃由于具有许多优良性能,因此应用范围很广；构成原材料不同,性能也各有差异,应用场所也不同。无色透明的中空玻璃主要用于普通住宅、空调房间、空调列车、商用冰柜等。有色中空玻璃主要用于建筑艺术要求较高的建筑物,如影剧院、展览馆、
29、银行等。特种中空玻璃则根据设计要求使用,如防阳光中空玻璃等。热反射中空玻璃主要用于热带地区建筑物；低辐射中空玻璃就可以用在寒冷地区及太阳能利用等方面；夹层中空玻璃多用在防盗橱窗等处；钢化中空玻璃、夹丝中空玻璃以安全为目的,主要用于玻璃幕墙、采光天棚等处。4.玻璃马赛克玻璃马赛克又称作玻璃锦砖或玻璃纸皮砖,是一种小规格的彩色饰面玻璃,一般尺寸为20mm70mm、30mm 30mm、40mm40mm 等,厚度为 46mm,有透明、半透明、带金色斑点、带银色斑点或条纹等品种。玻璃马赛克一般都制成一面光滑、另一面带有槽纹,以提高施工时的黏结性。玻璃马赛克一般采用熔融法和烧结法生产。熔融法是用石英砂、石
30、灰石、长石、纯碱、着色剂、乳化剂等主要原料经高温熔化后用对辊压延法或链板式压延法成型,退火后制成。烧结法工艺与瓷砖的工艺相类似,是以废玻璃为主,加上工业废料或矿物废料,再加胶粘剂和水等原料经压块、干燥、表面染色、烧结、退火而成的。玻璃马赛克具有色调柔和、朴实、典雅、美观大方、化学稳定性好、耐急冷急热性能好、不变色、不积尘、能雨天自涤、经久常新、与水泥黏结性好、施工方便等优点,适用于宾馆、医院、办公楼、礼堂、住宅等建筑的外墙饰面装饰。5.镭射玻璃镭射玻璃是以普通玻璃为基材的新一代装饰材料,是采用特殊工艺处理,使玻璃表面构成金属光栅或几何光栅,在光源的照耀下,产生物理衍射光,并且对同一感光点或感光
31、面随着光源入射角度或观察角度的变化会感受到光谱分光的颜色变化,给人以美妙神奇,变化无穷的感觉。镭射玻璃的反射率可在 1090%的范围内按用户需求进行调整。其基本花型在光源照耀下具有彩虹、钻石般的质感。红、黑、蓝、白基本图案产品在漫射光条件下具有名贵石材黑珍珠、孔雀蓝般的高贵感。在有光源照射时,会出现星星点点、时隐时现的宝石光,各种美感交替交换,其装饰效果为其他材料所无法比拟。镭射玻璃地砖的抗冲击、耐磨、硬度指标均优于大理石,与高档花岗石相仿,但价格比花岗岩低。镭射玻璃品种繁多,有反射型、透明型、二次反射型,有单层的、夹层的,有普通型、钢化型,有墙砖、地砖等,可广泛用在宾馆、酒店、会议厅、歌舞厅
32、等内外墙贴面、幕墙、地面、吧台、屏风与装饰画基材等方面。6.减反射玻璃减反射玻璃,又称减反射膜玻璃或无反射玻璃,是对可见光具有极低反射比的玻璃。普通玻璃的可见光反射比为 47%,用来做橱窗玻璃往往会反射出周围的景物而影响橱窗内陈设物品的展览效果。减反射玻璃的可见光反射比小于 0.5%,它可以消除玻璃表面反射的影响,并能提高玻璃的可见光透射比,因而能明显提高橱窗内陈设物品的展示效果。减反射玻璃主要用于橱窗、画框以及其他要求低反射比的部位。7.单向透视玻璃单向透视玻璃也称单向透明玻璃,是一种对可见光具有很高反射比的玻璃,其反射比为4075%。单向透视玻璃在使用时镀膜面必须是迎光面或朝向室外一侧。当
33、室外比室内明亮时,单向透视玻璃与普通镜子相似,室外看不到室内的景物,但室内可以看清室外的景物。而当室外比室内昏暗时,室外可看到室内的景物,且室内也能看到室外的景物,其清晰程度取决于室外照度的强弱。单向透视玻璃适用于隐蔽性观察窗、孔等。8.异形玻璃异形玻璃是一种新型建筑玻璃,是用于普通硅酸盐玻璃的大型条形构件。一般可采用压延法、浇注法和辊压法生产。异形玻璃分为无色和彩色,配筋和不配筋,表面带花纹和不带花纹,夹丝和不夹丝,等等。异形玻璃按形状分为槽形(U)、波形、箱形、三角形、 Z 形和 V 形等。9.微晶玻璃装饰板微晶玻璃是将加有成核剂的特定组成的基础玻璃,在一定温度下处理后而制得的由微晶体和玻
34、璃相组成的混合体。其结构和性能及生产方法与玻璃和陶瓷均有不同。其性能集中了两者的特点,成为一类独特的材料,所以也称为玻璃陶瓷和结晶体。微晶玻璃中微晶体的大小为 0.01200m,晶体数量为 5090%。此种结构使微晶玻璃具有优良的物理、力学、化学性能。微晶玻璃的品种很多,常用的主要为利用矿渣和粉煤灰生产的矿渣微晶玻璃和粉煤矿灰微晶玻璃。矿渣微晶玻璃与粉煤矿灰微晶玻璃常采用烧结法、压延法或浇注法成型做成板材,其最大尺寸一般为 600mm600mm,厚度一般为 10mm30mm。板材的颜色主要有浅灰、灰、深灰、黑等,矿渣微晶玻璃装饰还有白、红等其他颜色。烧结法生产的板材通过着色材料的变换,可以生产
35、非常自然的各种图案,其外观酷似天然大理石和花岗石。矿渣微晶玻璃装饰板和粉煤矿灰微晶玻璃装饰板的主要技术性能见表 4-2。由表中可见两者的强度、耐磨、耐腐等性能及使用寿命均优于天然大理石和花岗石,因而是天然大理石和花岗石的理想替代品,可用于各类建筑的室内外墙面、地面等的装饰,也用于化工、矿山、机械等行业的耐磨、耐腐蚀部位。矿渣微晶玻璃和粉煤灰微晶玻璃的主要技术指标抗压强度(MPa) 抗折强度(MPa) 莫氏硬度 磨损率(g/cm 2) 吸水率(%) 耐酸率(%) 耐碱率(%)500900 60-130 6-7 0.13 0.01 98.5599.9 98.099.910.釉面玻璃釉面玻璃也是一种
36、饰面玻璃,是在普通平板玻璃、磨光玻璃、压延玻璃或玻璃砖表面涂敷一层彩色易熔釉,在焙烧炉中加热至釉料熔融温度,使釉层与玻璃牢固结合而成,也可以通过丝网或辊轮印刷机印制在浮法玻璃表面,这种玻璃具有良好的耐久性、热反射性和不透水性,色彩不会褪色和脱落。釉面玻璃按热处理方法不同分为退火和钢化两种,退火釉面玻璃可进行切割,要求其机械强度符合同规格普通平板玻璃的技术性能；钢化釉面玻璃不能进行切割加工,其机械强度符合同规格普通平板玻璃的技术性能。钢化釉面玻璃强度高,破坏时无危险。釉面玻璃的着色层具有良好的稳定性和装饰性,适用于室内饰面层、一般建筑物门厅和楼梯间的饰面层及建筑物外饰面层。釉面玻璃的规格为(15
37、0-1000)mm(150-800)mm,厚度为 5mm-6mm。七.玻璃的成型加工工艺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。1.原料及配合料用于制备玻璃配合料的各种物料统称为玻璃原料。根据用量和作用的不同,玻璃原料分为主要原料和辅助原料两类。主要原料是指为向玻璃中引入各种主要成分而配入的原料,它们决定了玻璃制品的物理、化学性质。辅助原料是为了赋予玻璃制品具有某些特殊性能和加速熔制过程所加的原料。1)主要原料(1)石英砂。石英砂又称硅砂,其主要成分是二氧化硅 SiO2,它是重要的玻璃形成氧化物,以硅氧四面体(SiO 4)的结构组
38、元形成不规则的连续网络,成为玻璃的骨架。除石英砂外,砂岩、石英岩、石英也是向玻璃引入 SiO2 的原料。它们在一般玻璃中的用量较多,占配合料质量的6575%。(2)硼酸、硼砂及含硼矿物。硼酸、硼砂及含硼矿物是向玻璃中引入 B2O3 的原料。B2O3 在玻璃中的作用是降低玻璃的膨胀系数,提高其热稳定性、化学稳定性和机械强度 ,增加玻璃的折射率,改善玻璃的光泽。此外 B2O3 还起助熔剂作用 ,能加速玻璃的澄清和降低玻璃的结晶能力。B 2O3 是耐热玻璃、化学仪器玻璃、光学玻璃、电真空玻璃 ,以及其他特殊玻璃的重要组分。(3)长石、瓷土、蜡石。长石、瓷土、蜡石是向玻璃中引入 Al2O3 的原料。A
39、l 2O3 能提高玻璃的化学稳定性、热稳定性、机械强度、硬度和折射率,减轻玻璃液对耐火材料的侵蚀,并有助于氟化物乳浊。长石一般常用的钾长石和钠长石 K2O(Na2O)Al2O36SiO2在一般玻璃制品中应用甚广,但由于其中含 Fe2O3 杂质,因此对质量要求较高的玻璃制品一般不采用。瓷土 Al2O32 SiO22H2O 在玻璃工业中多用于制造高铝玻璃和乳玻璃。蜡石 Al2O34SiO22H2O 是一种水化硅酸铝,常用于制造油玉乳浊玻璃制品与玻璃纤维。(4)纯碱、芒硝。纯碱 Na2CO3 和芒硝 Na2SiO4 是向玻璃中引入碱金属氧化物 Na2O 的主原料,有时也采用部分氢氧化钠 NaOH(苛
40、性钠)和硝酸钠 Na2NO3(硝石)。Na2O 是玻璃的良好助熔剂,可以降低玻璃黏度,使其易于熔融和成型。但 Na2O 会降低玻璃的热稳定性、化学稳定性和机械强度,所以在玻璃中不能引入过多,一般不超过 18%。(5)方解石、石灰石、白垩。方解石、石灰石、白垩是向玻璃中引入 CaO 的主要原料。CaO 在玻璃中主要作用为稳定剂,但含量较高时,能使玻璃的结晶化倾向增大,而易使玻璃发脆。在一般玻璃中,CaO 的含量不超过 12.5%。方解石的主要成分是 CaCO3,含 CaO56.68%。用作玻璃原料的一般是不透的方解石,粗粒方解石的石灰岩称为石灰石,细粒疏松的方解石白色沉积岩称为白垩。(6)硫酸钡
41、、碳酸钡。硫酸钡、碳酸钡是向玻璃中引入 BaO 的主要原料。含 BaO 的玻璃吸收辐射线能力较强,常用于制作高级器皿玻璃、光学玻璃、防辐射玻璃等。(7)铅化合物。在玻璃原料中使用的铅化合物主要是铅丹 Pb3O4 和 PbO(又称黄丹),以提高玻璃折射率,使玻璃制品具有特殊的光泽和良好的电性能。铅玻璃的高温黏度小,熔制温度低,易于澄清,硬度小,便于研磨抛光。2)辅助原料(1)澄清剂。向玻璃配合料或玻璃熔液中加入的一种高温时本身能气化或分解放出气体,以促进排除玻璃中气泡的添加物称为澄清剂。常用的澄清剂有白砒 As2O3、三氧化二锑 Sb2O3、硝酸盐、硫酸盐、氟化物、氯化物、氧化铈和氨盐等。(2)
42、着色剂。使玻璃制品着色的添加物称为着色剂,通常使用锰、钴、镍、铜、金、硫、硒等金属和非金属化合物,其作用是使玻璃对光线产生选择性吸收,从而显出一定的颜色。例如：加钴化物的玻璃制品呈蓝色,加银化物的呈黄色,加硒化物的呈红宝石色,等等。(3)脱色剂。为了提高无色玻璃的透明度,常在玻璃熔制时,向配合料中加入脱色剂,以去除玻璃原料中含有的铁、铬、钛、钒等的化合物和有机物的有害杂质。脱色剂按其作用,主要分为化学脱色剂和物理脱色剂两种。常用的化学脱色剂有钾、钠、钡的硝酸盐、白砒等,常用的物理脱色剂有二氧化锰、硒、氧化钴、氧化镍、氧化钕等。(4)乳浊剂。使玻璃制品对光线产生不透明的乳浊状态的添加物称为乳浊剂
43、。常用的有氟化物、磷酸盐、氧化锡、氧化锑、氧化砷等。(5)助熔剂。能促使玻璃熔制过程加速的添加物称为助熔剂或加速剂。有效的助熔剂为氟化合物、硼化合物、钡化合物和硝酸盐等。玻璃原料的选择是玻璃制品生产中的一个主要环节。采用何种原料作为主要成分,应根据已确定的玻璃组成、性质要求、原料来源、价格与供应的可靠性等因素全面考虑。为了使配合料均匀混合,加速玻璃的熔制过程,提高熔制质量,玻璃原料必须预先经过过筛、干燥、粉碎、除铁、混合等一系列制备加工处理。2.玻璃的熔制玻璃的熔制是指将配合料经过高温加热,形成均匀无气泡并符合成型要求的玻璃液的过程,它是玻璃生产中很重要的环节,是获得优质玻璃制品的重要保证。玻
44、璃的熔制是一个非常复杂的工艺过程,它包括一系列物理的、化学的、物理化学的现象和反应,其结果是使各种原料的机械混合物变成复杂的熔融物,即玻璃液。各种配合料在加热至高温并形成玻璃的过程中所发生的变化,从工艺角度而论,大致可以分为硅酸盐的形成、玻璃的形成、澄清、均化和冷却五个阶段,上表是对常用的钠-钙-硅玻璃熔制过程以及所完成的反应、生成物和工艺条件的说明。熔制玻璃所用的池窑,根据生产玻璃制品的品种、产量、质量、成型方法和所用热能种类等的不同,应设计成不同的结构形式。通常采用的熔窑有两种类型,一种为坩埚窑,玻璃料盛在各坩埚内,在埚外加热；另一种为池窑,玻璃料盛在池窑内,直接对料加热。玻璃的熔制温度为
45、 13001600,大多用火焰加热,也有少部分用电流加热。3.玻璃的成型玻璃的成型是指由熔融的玻璃转变为具有固定几何形状和尺寸的玻璃制品的工艺过程。这一过程是极其复杂的多种性质材料不同作用的综合,其中机械的和热的作用具有重要意义。生产中玻璃制品的成型过程分为成型和定型两个连续进行阶段。由于玻璃的黏度及表面张力随温度而变化,以及玻璃的成型和定型连续进行的特点,使得玻璃能接受各种各样的成型加工方法,这是玻璃与其他材料不同的重要特性之一。目前比较常用的成型方法有垂直引上法、水平拉引法、压延法及浮法等。钠-钙-硅玻璃的熔制过程阶段 反应 生成物 终结温度1.硅酸盐的形成石英结晶的转化,Na 2O 和
46、CaO的生成各组分固相反应硅酸盐和 SiO2组成的烧结物 8009002.玻璃的形成烧结物熔化,同时硅酸盐与SiO2互相溶解带有大量气泡和不均匀条缕的透明玻璃液 12003.澄清玻璃液粘度降低,开始放出气态混杂物(加澄清剂)去除可见气泡的玻璃液 140015004.均化玻璃液长期保持高温,其化学成分趋向均一,扩散均化消除条缕的均匀玻璃液 低于澄清温度5.冷却 玻璃液达到可成型的粘度 2003001)垂直引上法垂直引上法是引上机从玻璃液面垂直向上拉引玻璃带的方法,玻璃带的根部称为板根,它的断面呈葱头状。垂直引上法又因板根的形成方法不同分为有槽、无槽、对辊三种方法。较常用的为有槽引上法。2)水平拉
47、引法水平拉引法是将玻璃带由自由液面向上拉引 700mm 左右高度后,绕经转向辊再沿水平方向拉引,这种方法的拉引速度容易控制,可以产生特薄或特厚玻璃。但这种方法对玻璃组成和温度波动十分敏感,要求严格控制。3)压延法水平连续压延法是利用一对水冷金属压延辊将玻璃液展延成玻璃带。因为玻璃是处于可塑状态被压延成型的,所以会留下压延辊的痕迹,而利用这一点,将下辊改为花辊即可产生压花玻璃,不仅可以遮掩辊痕,而且可使产品别具一格,将预先编好的铁丝网送入辊间还可产生夹丝玻璃。4)浮法浮法是在熔融金属表面成型玻璃的方法,是一种先进的平板玻璃生产方法,它具有产量高、质量好、规模大,板宽、板厚可调范围较大等优点。浮法
48、玻璃产量的大小也成为衡量一个国家平板玻璃生产技术水平的重要标志。浮法工艺是建立在玻璃自身抛光的基础上来成型的。所谓自抛光就是指在适宜的温度下,玻璃依靠自身表面张力的作用使表面平整光洁的过程。浮法玻璃的浮抛介质一般为锡液,所以玻璃的成型是在锡槽中进行的。熔化好的玻璃液由熔窑的溢流口经流道、流槽连续不断地流入锡槽,玻璃液在熔融的锡液面上受退火窑辊道的牵引力作用向前漂浮时,在表面张力和重力的作用下完成摊平、展薄,然后冷却。玻璃带由过渡辊台托起,离开锡槽进入退火窑,经冷却后引到工作台上进行切割。在玻璃液流经锡槽的过程中,要经过重热火抛光。这样,浮法玻璃的两个表面都成为极其平整、光滑的表面。正因为如此,
49、浮法玻璃已基本上代替了机械磨光玻璃。4.玻璃的热处理玻璃制品在生产中,由于要经受激烈和不均匀的温度变化,将导致制品内部产生热应力。结构变化的不均匀及热应力的存在会降低制品的强度和热稳定性,很可能在成型后的冷却、存放和机械加工过程中自行破裂；制品内部结构变化的不均匀性,又可能造成玻璃制品光学性质的不均匀。因此,玻璃制品成型后,一般都要经过热处理。玻璃制品的热处理,一般包括退火和淬火两种工艺。退火就是消除或减小玻璃制品中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,通过退火使内部结构均匀,以达到要求的光学性能。玻璃制品的淬火,就是使玻璃表面形成一个具有一定规律、均匀分布的压力层,以提高玻璃制品的机械强度和热稳定性。5.玻璃制品的加工成型后的玻璃制品,除极少数能直接符合要求外(如瓶、罐等),大多数还需作进一步加工,以得到符合要求的制品。经过加工可以改善玻璃制品的外观质量和表面性质,还可进行必要的装饰。玻璃制品的加工可分为冷加工、热加工和表面处理三大类。1)玻璃制品的冷加工冷加工是指在常温下通过机械方法来改变玻璃制品的外形和表面状态所进行的工艺过程。冷加工的基本方法包括研磨、抛光、切
