玻璃種類豐富，能夠滿足不同場合的不同需求。通過調(diào)整制造玻璃的材質(zhì)與工藝，廠家可以讓玻璃材料的性質(zhì)發(fā)生極大的變化，從而使其更加穩(wěn)定耐用。本文將要介紹制作玻璃的原料與過程，加深大家的理解。
一、玻璃是怎么制成的
燒制玻璃是要高溫的,主要成分二氧化硅,其實燒石頭更方便
生產(chǎn)玻璃的原材料一般為石英礦
玻璃生產(chǎn)工藝主要包括:①原料預(yù)加工.將塊狀原料粉碎,使潮濕原料干燥,將含鐵原料進行除鐵處理,以保證玻璃質(zhì)量.②配合料制備.③熔制.玻璃配合料在池窯或坩堝窯內(nèi)進行高溫加熱,使之形成均勻、無氣泡,并符合成型要求的液態(tài)玻璃.④成型.將液態(tài)玻璃加工成所要求形狀的制品,如平板、各種器皿等.⑤熱處理.通過退火、淬火等工藝,**或產(chǎn)生玻璃內(nèi)部的應(yīng)力、分相或晶化,以及改變玻璃的結(jié)構(gòu)狀態(tài).
二、制作玻璃的過程
1. 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.
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(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2.
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(xué)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(yīng)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(jié)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(yīng)力.這種熱應(yīng)力會**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**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**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.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.
三、有關(guān)概念
3.1 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(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（如聚甲基丙烯酸甲酯）也稱作**玻璃。
3.2 原料
原料指沒有經(jīng)過加工制造的材料。例如冶煉金屬的礦砂，用以紡織的棉花，制造面粉的小麥，都是原料，是經(jīng)過人類采集但未加工的對象。
3.3 液態(tài)
液體有流動性，把它放在什么形狀的容器中它就有什么形狀。