玻璃是由二氧化硅和其他化學(xué)物質(zhì)熔融在一起形成的(主要生產(chǎn)原料為:石灰石、石英)。在熔融時形成連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),冷卻過程中粘度逐漸增大并硬化致使其結(jié)晶的硅酸鹽類非金屬材料。普通玻璃的化學(xué)組成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等,主要成分是硅酸鹽復(fù)鹽,是一種無規(guī)則結(jié)構(gòu)的非晶態(tài)固體。廣泛應(yīng)用于建筑物,用來隔風(fēng)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(xué)的方法制得的鋼化玻璃等。有時把一些透明的塑料(如聚酸甲酯)也稱作有機玻璃。
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玻璃生產(chǎn)工藝
配料,按照設(shè)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。
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(fù)雜的物理、化學(xué)反應(yīng)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(xué)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。
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玻璃生產(chǎn)工藝
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(yīng)力。這種熱應(yīng)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(俗稱玻璃的冷爆)。為了消除冷爆現(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消除或減少玻璃中熱應(yīng)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(fēng)玻璃等;和化學(xué)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(yīng)力,以增加其強度。
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