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        行業資訊

        淺談玻璃材料的種類及特性

        淺談玻璃材料的種類及特性

        玻璃的主要成分是二氧化硅,玻璃質地硬且脆,是一種無色的透明材料,并可添加各種成分制成茶色玻璃、淡墨色玻璃、鈷藍色玻璃等。 玻璃按主要成分分類:

        玻璃按主要成分可以分為非氧化物玻璃和氧化物玻璃。非氧化物玻璃品種和數量很少,主要有硫系玻璃和鹵化物玻璃。氧化物玻璃又分為硅酸鹽玻璃、硼酸鹽玻璃、磷酸鹽玻璃等。氧化物玻璃通常按玻璃中二氧化硅以及堿金屬、堿土金屬氧化物的不同含量,又分為:

        一、石英玻璃

        石英玻璃的二氧化硅含量大于99.5%,其熱膨脹系數低、耐高溫、化學穩定性好、透紫外光和紅外光、熔制溫度高、粘度大、成型較難。石英玻璃多用于半導體、電光源、光導通信、激光等技術和光學儀器中。

        二、鈉鈣玻璃

        鈉鈣玻璃以二氧化硅含量為主,還含有15%的氧化鈉和16%的氧化鈣,其成本低廉、易成型,適宜大規模生產,其產量占實用玻璃的90%。鈉鈣玻璃可用于生產玻璃瓶罐、平板玻璃、器皿、燈泡等。

        三、高硅氧玻璃

        高硅氧玻璃的二氧化硅含量約96%,其性質與石英玻璃相似。

        四、鉛硅酸鹽玻璃

        鉛硅酸鹽玻璃主要成分有二氧化硅和氧化鉛,具有獨特的高折射率和高體積電阻,與金屬有良好的浸潤性,可用于制造燈泡、真空管芯柱、晶質玻璃器皿圖(如圖為JAZZ系列水晶餐具)、火石光學玻璃等

        五、硼硅酸鹽玻璃

        又稱耐熱玻璃或硬質玻璃,以氧化硅和氧化鋇為主要成分,具有良好的耐熱性和化學穩定性,硼硅酸鹽玻璃發明于1912年,其商標名為Pyrex。 它是第一種耐高溫,有較好抗熱沖擊能力的玻璃材料(如圖硼硅酸鹽玻璃材料制作的玻璃珠寶)。硼硅酸鹽玻璃可以用來制作咖啡壺、爐子、實驗室用的玻璃器皿、吊燈(如圖耐熱玻璃制作的吊燈)及其它在高溫環境中工作的設備。它抗酸和抗化學介質腐蝕的能力很強、熱膨脹率很低,因此被用來制作天文望遠鏡的鏡片和其它精密儀器。另外,硼硅酸鹽玻璃還可以用作樹脂的強化纖維。

        六、鋁硅酸鹽玻璃

        鋁硅酸鹽玻璃以二氧化硅和氧化鋁為主要成分,軟化變形溫度高,用于制作放電燈泡、高溫玻璃溫度計、化學燃燒管和玻璃纖維等 。

        七、磷酸鹽玻璃

        磷酸鹽玻璃以五氧化二磷為主要成分,折射率低、色散低,用于光學儀器中。 玻璃的基本性能有如下幾方面:

        (A)強度

        玻璃抗拉強度較弱,抗壓強度較強。玻璃和陶瓷一樣,也是脆性材料。

        (B)電學性能

        常溫下玻璃是電的不良導體。而溫度升高時,玻璃的導電性迅速提高,熔融狀態時變為良導體。

        (C)硬度

        玻璃的硬度較高,比一般金屬硬,不能用普通刀具進行切割。根據玻璃的硬度可以選擇磨料、磨具和其它的加工方法。

        (D)熱性質

        玻璃是熱的不良導體,一般承受不了溫度的急劇變化。

        (E)光學特性

        玻璃是一種高度透明的物質。如普通平板玻璃,能透過可見光線的80~90%,紫外線大部分不能透過,但紅外線較易通過。

        (F)化學穩定性

        玻璃的化學性質較穩定。玻璃的耐酸腐蝕性較高,而耐堿腐蝕性較差。玻璃長期受大氣和雨水的侵蝕,會在表面產生磨損,失去表面的光澤。尤其一些光學玻璃儀器易受到周圍介質的作用,破壞玻璃的透光性,在使用和保存中應加以注意。 設計中常見的玻璃材料

        玻璃是一種硬且脆的透明非晶體材料,具有良好的抗風化、抗化學介質腐蝕(氫氟酸、堿除外)性。下面介紹幾種常用的玻璃材料:

        1.平板玻璃是建筑玻璃中用量最大的一類,按表面狀態可分為普通平板玻璃、磨光玻璃、磨砂玻璃、花紋玻璃等品種。

        2.平板玻璃還可以通過著色、表面處理、復合等工藝制成具有不同色彩和各種特殊性能的制品,如熱反射玻璃、真空玻璃、鐳射玻璃、中空玻璃、鋼化玻璃、夾絲網玻璃、夾層玻璃、顏色玻璃、低輻射鍍膜玻璃等。

        器皿玻璃具有清潔衛生、美觀、透明、化學穩定性高、不透氣、易于密封、保持盛裝物品性質不變、可以多次周轉使用、原料豐富、價格低廉等一系列優點,成為食品、醫藥、化學工業廣泛采用的包裝材料。玻璃瓶罐的主要缺點是機械強度低、易破損和盛裝單位物品的重量大。

        玻璃的熱處理

        玻璃制品的熱處理,一般包括退火和淬火兩種工藝。

        1.退火

        退火就是消除或減小玻璃制品中熱應力的熱處理過程。 為了消除玻璃中的永久應力,必須將玻璃加熱到低于玻璃轉變溫度附近的某一溫度進行保溫均熱,以消除玻璃各部分的溫度梯度,使應力松弛。這個選定的保溫均熱溫度,稱為退火溫度。

        玻璃在退火溫度下,由于黏度較大,應力雖然能夠松弛,但不會發生可測得的變形。玻璃的最高退火溫度是指在此溫度下經過3分鐘保溫可消除95%的應力,一般相當于退火點的溫度,也叫退火上限溫度;最低退火溫度是指在此溫度下經3分鐘保溫只能消除5%的應力,也叫退火下限溫度。最高退火溫度至最低退火溫度之間稱為退火溫度范圍。 玻璃制品的退火工藝過程包括加熱、保溫、慢冷及快冷四個階段。

        光學玻璃和某些特種玻璃制品,對退火的要求十分嚴格,必須要通過退火,使玻璃結構均勻,以達到要求的光學性能,這種退火稱為精密退火。薄壁制品(燈泡等)和玻璃纖維在成型后,由于熱應力很小,除適當地控制冷卻速度外一般不再進行退火。

        2.淬火

        淬火就是使玻璃表面形成一個有規律、分布均勻的壓力層(表面),以提高玻璃制品的機械強度和熱穩定性。

        淬火玻璃同一般玻璃比較,其抗彎強度,抗沖擊強度以及熱穩定性等都有很大的提高。

        信息來源:廣東有機玻璃

         

         

         

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