玻璃的制作工艺及发展趋势

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1、. .玻璃加工工艺概述玻璃是一种具有各种优良性能和易加工的材料，是将原料加热熔融，冷却凝固所得的非晶态无机材料。由于玻璃的非晶态构造，其物理性质和力学性质等是各向同性的。它广泛用于各个领域，如建筑玻璃、日用玻璃、光学玻璃、电真空玻璃、药用玻璃、仪器玻璃、激光玻璃等。它们的品种与用途虽各不一样，但它们的生产工艺却有如下相近的生产流程，例如，窗用玻璃在成分设计上采用钠钙硅玻璃系统，由浮法成型制得一次制品窗用玻璃；光学玻璃在成分设计上采用磷酸盐玻璃系统，由压制法成型，经研磨、抛光而制得一次制品光学透镜，等等。把一次制品经深加工后，增添了新的性质与新的用途，这种玻璃称二次制品，常称深加工玻璃。例如，把

2、一次制品的窗用玻璃，经磁控离子溅射法制成二次制品镀膜玻璃，使玻璃增加了彩色和反射光的性质，等等。公元前2600年，巴比伦已有绿色玻璃棒。公元前2500年，美索不达米亚地区和埃及已能制造玻璃珠。最早的玻璃器物由玻璃块凿制而成。以后埃及人用粘土和砂做成一定形状的砂芯,在砂芯上逐层蘸集玻璃液,经过拍打塑形和用颜色玻璃条围绕装饰，固化后再将砂芯除去，制得玻璃器物。公元前1200年,埃及人采用开口模型将玻璃压成碗、盘、杯等制品。中国古代玻璃制造技艺萌芽于西周。战国时期出现含铅和钡硅酸盐玻璃。汉代已有模压、铸压的玻璃壁、珠等。公元前200年,巴比伦人首先使用吹玻璃的中空铁管。用吹管吹制玻璃制品是玻璃制造中

3、的一个突跃性进展。公元1世纪,罗马人把各种颜色玻璃拉成棒，排列成捆烧熔，再切出具有一定图案截面的玻璃薄片，在模具上将这些薄片加热熔接，制出千花玻璃器。他们已掌握在玻璃外表刻磨、用颜色釉彩绘和在玻璃中夹金等技艺，并会在暗色玻璃上镶套一层乳白玻璃，再磨去乳白玻璃，制出具有图案的套料刻花、雕花玻璃瓶。7世纪，叙利亚人把玻璃吹成球，再用铁顶杆蘸少量玻璃液粘住球底部，然后切断吹管处玻璃，用顶杆将开口球在炉中加热软化，借快速旋转的离心力将玻璃球展平成平片玻璃，称冠冕法。1116世纪，威尼斯成为玻璃制造中心。当时用软锰矿使玻璃颜色得到中和脱色制得无色透明的玻璃，并恢复了罗马人的颜色釉彩绘、玻璃夹金、玻璃磨刻

4、等装饰方法。1615年，英国用煤取代木柴作熔制玻璃的燃料，使熔化温度有所提高。1635年又用燧石作原料并引入氧化铅，制成折射率高、色散大、易于刻磨的铅晶质玻璃。1688年，法国用浇注法制出平板玻璃，经研磨抛光后用以制造镜子。17世纪末,北欧用吹筒法代替吹圆球法，将圆筒沿长度剖开重新加热，以自身重量在铁台上展平成片，其平整度大为改善，产量增大。1790年,瑞士人P.L.吉南创造用搅拌玻璃液的方法制出高均匀度的光学玻璃。1821年，玻璃成型开场采用对开模具。1867年，德国人西门子兄弟建立燃煤蓄热室连续式池窑，用于熔制玻璃，燃料消耗降低，玻璃生产量剧增。1880年，德国人O.肖特和E.阿贝研究玻璃

5、组成与性质关系，扩大了玻璃成分的范围。1882年，阿博加斯特创造玻璃空心制品成型的压吹法。1885年，阿什利制成半自动制瓶机，并建立制瓶成型的吹吹法。19041905年，美国人M.J.欧文斯成功地制造了全自动制瓶机，采取吸料成型。1910年起开场开展滴料供料机。此后，采用供料机供料的各种自动成型机相继出现并不断开展，玻璃瓶罐开场大批量高速度连续生产。1912年，比利时人E.富尔科提出玻璃液通过槽子砖经引上机拉制成平板玻璃工艺，1913年用于工业生产，开场大批量连续生产平板玻璃和窗片玻璃。1910年，美国人I.W.科尔伯恩研究平板玻璃的水平拉引法问世，1916年由利比欧文斯(Libbey Owe

6、ns)公司成功地投产。1930年,美国匹兹堡玻璃公司(PPG)采用无槽引上法生产平板玻璃。1931年，生产连续玻璃纤维法问世。1959年，英国皮尔金顿(Pilkington)公司创造的平板玻璃浮法成型投入生产，玻璃液漂浮在熔融金属(锡)外表，使成型质量大为提高。原料的选择与准备原料包括主要原料和辅助原料。前者指引入玻璃的形成网络构造的氧化物、中间体氧化物和网络外氧化物等原料；后者可以加速玻璃熔制，或使其获得某种必要的性质。一、主要原料：根据引入氧化物的性质，分为酸性氧化物原料、碱金属氧化物原料和碱土金属氧化物原料。1、酸性氧化物原料：有SiO2、B2O3、Al2O3等的原料。SiO2是硅酸盐玻

7、璃中玻璃构造的骨架。它赋予玻璃高强度、良好的化学稳定性、耐热性和低膨胀性，但会使玻璃的熔融温度增高，粘度增大。SiO2的引用原料是硅砂或砂岩、石英岩。玻璃中加B2O3，可降低玻璃的热膨胀性,提高折射率、耐热急变性和耐化学侵蚀性,在温度较高时能降低玻璃粘度，温度较低时提高玻璃粘度。B2O3的引用原料是硼砂或硼酸。玻璃中加 Al2O3能减小玻璃析晶倾向和增强化学稳定性，提高强度，增大玻璃粘度。其引用原料通常是伴含K2O或Na2O和SiO2的长石,也可以用工业氧化铝等。2、碱金属氧化物原料：有Na2O、K2O的原料。玻璃中加Na2O和K2O成分可降低熔融温度，减小粘度,但会使玻璃的化学稳定性变差。其

8、引用原料是纯碱(Na2CO3)和钾碱(K2CO3)。3、碱土金属氧化物原料：有CaO、MgO、BaO、ZnO、PbO的原料。玻璃中加CaO和MgO能减弱钠硅玻璃析晶倾向，增强化学稳定性，高温时能降低玻璃粘度，促进玻璃熔化和澄清,但温度降低时粘度增加很快,成型操作困难。其引用原料是石灰石(CaCO3)和菱镁矿(MgCO3)，或用同时含CaO和MgO的白云石。玻璃中常加BaO和ZnO以调节玻璃的化学稳定性和折射率等性质，其引用原料常为工业ZnO和BaCO3、BaSO4或Ba(NO3)2。玻璃中加PbO可显著提高折射率和色散，使玻璃吸收短波长射线，同时，比重增大，熔融温度降低,与金属浸润性好。PbO

9、的引用原料是红丹和黄丹或工业硝酸铅。此外，碎玻璃也是一种主要原料，常称为熟料，能够在较低的温度下熔融，有助于玻璃配合料的溶化，而且使用碎玻璃可以实现废物利用和回收。二、辅助原料：一般包括澄清剂、着色剂、脱色剂、乳浊剂、助熔剂等。1、澄清剂：向玻璃配合料或玻璃溶液中参加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。通常引入的澄清剂有白砒、氧化锑、硝酸盐、锑酸钠、芒硝等。2、着色剂：使玻璃制品着色的添加剂称为着色剂，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。通常用作着色剂的有过渡金属Co、Ni、Mn、Cr、Cu、Fe的化合物，CdS、CdSe及Se、Au

10、、Ag的化合物等。3、脱色剂：为了提高无色玻璃的透明度，常在玻璃熔制时，向配合料中参加脱色剂，以去除玻璃原料中含有的铁、铬、钛、钒等化合物和有机物的有害杂质。脱色分化学脱色和物理脱色。化学脱色是参加氧化剂，将带色化合物氧化成无色或浅色。物理脱色是根据互补色原理，参加着色剂以抵消FeO、Fe2O3、Cr2O3、TiO2等杂质呈现的颜色。如氧化铁使玻璃呈青绿色，通常参加硝酸盐、氧化铈将铁氧化成高价后，着色力减弱。还可参加Se、Co、Ni、Mn的化合物产生红紫色，与Fe化合物的青绿色互补成无色，但降低了光透过率。4、乳浊剂：使玻璃冷却时析出密布晶体，对光线产生散射而不透明。常用水晶石、氟硅酸钠等氟化

11、物和磷酸钙等磷酸盐。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。原料的选择与配合料的制备是玻璃生产工艺的重要组成局部，它直接影响制品的产量、质量与本钱。因此，能否获得优质高产的配合料对后续的熔制工艺和成型工艺的关系极大。在新品种玻璃投产前必须选用原料，有时为配合工艺要求，需要在日常生产中改变原料品种，因此选择原料是一项重要工作。不同的玻璃品种对原料的要求不尽一样，但也有一些选择原料的共同准那么，这些准那么是：(1)原料的质量应符合玻璃制品的技术要求，其中包括化学成分稳定、含水量稳定、颗粒组成稳定、有害杂质少(主要指 Fe2O3)等。(2)便于在日常生产中调整成分。(3)适于熔

12、化与澄清，挥发与分解的气体无毒性。(4)对耐火材料的侵蚀要小。(5)原料应易加工、矿藏量大、分布广、运输方便、价格低等。对所选原料在使用前应进展破粉碎试验、熔制试验和制品的物性检验。假设采用块状原料进厂都必须经过破碎、粉碎、筛分而后经称量、混合制成配合料，其一般工艺流程如下：各厂的工艺流程并不一样，这主要表现在以下几个方面：1、破粉碎系统的选择：一般日用玻璃厂由于熔化量不大，常以粉料进厂，直接拆包把粉料送入粉料仓，因此原料车间不设原料的破粉碎。日熔化量大的平板玻璃厂，一般以块料进厂，那么须设原料的破粉碎设备。原料的破粉碎系统可分为单系统、多系统与混合系统。单系统是指各种原料共用一个破碎、粉碎、

13、筛分系统；多系统是指每一种原料单独使用一套。实际上，大中型厂大都采用混合系统，即把用量较多的原料组成多系统，而把用量较少、性质相近的原料组成单系统。2、设备的选择：不同的工艺流程对设备的选择也不尽一样，例如，采用排库或塔库的工艺流程时，前者的每种原料多使用单独称量，而后者使用集中称量。3、原料的破碎与粉碎，日熔化量较大的平板玻璃厂一般都是矿物原料块状进厂。为此，必须进展破碎与粉碎。根据矿物原料的块度、硬度和需要的粒度等来选择加工处理方法和相应的设备。要进展破粉碎的原料有砂岩、长石、石灰石、萤石、白云石等。砂岩是胶结致密、莫氏硬度为7的坚硬矿物。早先是把砂岩煅烧水淬后再进展破粉碎，由于劳动强度大

14、、能耗高、生产率低而不再使用煅烧的方法，目前一般直接由破碎机破碎。采用的粗碎设备是各种型号的颚式破碎机，常用的有复摆式的颚式破碎机。可供选用的中碎与细碎的设备有还击式破碎机、锤式破碎机及对辊破碎机。颚式破碎机的构造简单、维修方便、机体稳固，能处理粒度范围大和硬度大的矿物。因此，至今它仍是广泛使用的粗碎设备。其缺乏之处是破碎比不大，一般为46。它不宜用于片状岩石和湿的塑性物料的破碎。还击式破碎机适宜对硬脆矿物进展中碎，具有破碎比大、效率高、电耗小、生产能力大、产物粒度均匀、构造简单等优点，其缺乏之处是板锤和还击板磨损大，须经常更换。它主要用来进展砂岩的中碎。对辊破碎机的优点是过粉碎的物料少，能破

15、碎坚硬的物料，设备的磨损小，常用作中块砂岩的细碎设备。其缺点是入料粒度不能过大、产量偏低、噪声和震动大。锤式破碎机适于中等硬度物料的中、细碎，具有较高的粉碎比(1050)，产品粒度较细、机体紧凑，但锤子的磨损较大。它主要用于白云石、石灰石、长石、萤石、菱镁石等原料的中细碎。4、原料的筛分：原料粉碎后都必须进展筛分。生产中常用的筛分设备主要有六角筛和机械振动筛两种。在小型厂常采用摇筛。六角筛适用于筛分砂岩、白云石、长石、石灰石、纯碱、芒硝等粉料，但不适用于含水量高的物料。其优点是运转平稳、密闭性好、振动小、噪声小，其缺点是筛面利用率仅为整个筛面的1/6，因而产量低。目前大型厂都采用机械振动筛来筛

16、分砂岩粉。机械振动筛主要用来筛分砂岩。其优点是筛分效率高、构造简单、维修方便、密闭性好，能分出多种粒级的物料，电耗低。其缺点是振动和噪声大。假设筛与筛间分隔不当易蹦大颗粒。5、配合料的制备：配合料的称量：根据所设计的玻璃成分及给定的原料成分，进展料方计算，确定配料单，按配料单逐个进展原料的称量。常用的秤有台秤、耐火材料秤、标尺式自动秤、多杆秤、自动电子秤等。当工艺上采用排库，一般就采用单独称量，即一种原料单独使用一个秤，通常采用耐火材料秤；当工艺布置采用塔库，那么采用集中称量，即各种原料共用一个秤进展称量；假设配料采用电脑控制，那么采用自动电子秤，其优点是可以实行远距离给定、远距离操作及回零指

17、示，这样可到达配料线自动化。对秤的精度要求是根据玻璃成分允许波动范围而定，一般要求成分稳定在0.05O.1之间，对SiO2要求在0.2以内，所以要求秤在使用时的称量精度在1/500以上，为保证这一精度，要求秤在出厂时的精度到达1/1000。配合料的混合：配合料的质量与原料的混合工艺、混合机的构造密切相关。影响原料混合质量的因素包括原料的物理性质(密度、颗粒组成、外表性质等)、加料顺序、加水量、加水方式、混合时间、是否参加碎玻璃等。按混合机的构造不同可分为：转动式、盘式、桨叶式三类，相应的混合机有鼓形混合机、强制式混合机、桨叶式混合机。鼓形混合机在构造上与混凝土搅拌机相近。其优点是容量大、效率高

18、、混合质量好，当参加碎玻璃时能防止产生料蛋及减少疙瘩，但动力消耗大，维修不便。强制式混合机由一个能旋转的底盘和两个带有耙子的轴组成。底盘与耙子的旋转方向相反，从而到达强制混合的目的。这种混合机的混合质量优于其他各种混合机。桨叶式混合机是一种构造简单的混合机。在横向圆筒内，中间主轴旋转，带动焊在其上的括板回转，使配合料搅拌混合，它的使用和维修均较方便，适合于中小企业。配合料制备的质量控制：配合料的质量对玻璃制品的产量和质量有较大的影响。虽然不同的玻璃制品对配合料的质量有不同的要求，但在一些根本要求上是一致的。因此，在生产过程中必须控制各个工艺环节以保证配合料的质量。现分述如下：(1)原料成分的控

19、制，分为厂外、厂内控制两类：厂外控制：要求矿山的原料成分波动范围小，因此，应使用同一矿山与同一矿点的原料。厂内控制：对进厂的原料成分要勤加分析，各种原料应分别堆放，不能混放，对不同时间进厂的原料也应分别堆放。(2)原料的水分控制。原料的水分波动将直接影响称量的精度，对易潮解的原料，如纯碱、芒硝等，应在库中存放；对水分波动较大的硅砂应进展自然枯燥或强制枯燥；对防尘用水应严格控制用量。对各种原料应定期检测水分含量。(3)原料的粒度控制。目前一般均采用筛分法以控制粒度的上限，有时由于混合质量较差而产生料蛋时，往往把配合料进展再筛选，这有利于提高玻璃的熔制质量。(4)称量误差程度的控制。称量误差程度直

20、接影响各原料间的配比。它的误差取决于秤的精度误差、容量误差及操作误差。当所称的原料量越接近秤的全容量时，就越接近秤本身所标定的精度，即容量误差越小。因此，在选用秤时必须遵循大料用大秤、小料用小秤的原那么。操作误差主要有工人的读数误差、库闸关闭不严造成的漏料误差以及加料过猛造成的冲击误差。(5)混合均匀度的控制。混合均匀度主要与以下因素有关：混合机的选型：根据工作原理可分为重力式(如鼓形混合机等)和强制式(如盘式混合机等)两类。后者在物料混合过程中与物料的粒度、形状、密度和容积密度无关，因而它的混合质量优于前者。进料顺序的影响：合理的进料顺序能防止原料结块，并使难熔原料外表附有易熔原料。一般的进

21、料顺序是：先加难熔的硅砂和砂岩，并同时加水混合，使硅质原料外表附有一层水膜，然后参加纯碱，使其局部溶解于水膜之中，最后参加白云石、石灰石、萤石及已预混合的芒硝和碳粉。混合时间的影响：混合均匀度与混合时间有关，混合时间过长与过短都不利于配合料的混合均匀。它的最正确值应由实验决定。(6)其他：在配合料的运输过程中往往会产生分料、飞料与沾料等。玻璃的生产过程与工艺以酸性氧化物、碱金属、碱土金属氧化物为主要原料制成玻璃和玻璃制品。不同玻璃制品的制造方法各有其特点，但主要工艺是相似的图1。图1玻璃制造工艺流程生产过程主要包括配合料制备、熔制、成型、热处理和后加工等步骤。一、配合料制备：首先对原料进展预加

22、工，包括对块状原料的粉碎、潮湿原料的预枯燥和含铁原料的除铁处理等。粉碎的颗粒度以0.250.5mm为宜,过粗的颗粒不易充分熔化，在玻璃中会形成残留料粉结石或富硅节瘤；过细的颗粒容易飞扬或集聚成团。将具有一定颗粒度的原料按配方准确称量，再用转鼓式、桨叶式或盘式混合机进展混合。二、熔制：玻璃的熔制是指将配合料经过高温熔融，形成均匀无气泡并符合成形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。玻璃的熔制是一个非常复杂的工艺过程，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。表1所列是对常用的钠-钙-硅玻璃熔制过程以及所产生的反响、生成

23、物和工艺条件的说明。表1钠-钙-硅玻璃的熔制过程玻璃配合料的熔制温度随成分不同而异，通常为13001600。配合料在高温下发生一系列物理化学反响，逐步熔融完全。随温度的升高,粘度显著减小,其中夹杂的大量空气和原料分解产生的气体从熔融液中上升并逸出，使熔体变得清澄。在高温排除气泡的同时,玻璃液的化学组成也趋向均匀,必要时，加机械外力搅动。澄清和均化完成后，降温使玻璃液均匀一致地到达适合成型要求的粘度。熔制在玻璃熔窑中进展。大批量生产时在池窑中连续熔制。配合料在窑的一端参加，供成型的玻璃液在另一端排出。小量生产时在坩埚窑中间歇熔制。三、成型：玻璃的成型方法可以分为热塑成型和冷成型，后者包括物理成型

24、(研磨和抛光等)和化学成型(高硅氧质的微孔玻璃)。通常把冷成型归属到玻璃冷加工中，玻璃成型通常指热塑成型。将玻璃液加工成固定几何形状的制品，玻璃降温时由液态、可塑态至固态，将玻璃的供取料、赋形和定型的制作阶段连接起来。玻璃的成型方法有吹制法(空心玻璃等)、压制法(烟缸等)、拉制法(窗用玻璃等)、浇铸法(光学玻璃等)、压延法(压花玻璃等)、离心法(玻璃棉等)、烧结法(泡沫玻璃等)、喷吹法(玻璃珠等)、焊接法(仪器玻璃等)、浮法(板玻璃等)以及上述几种方法的组合。人工挑料时，玻璃液粘度通常为102.2Pas；机械自动供料时为102103Pas，相当于玻璃液澄清时粘度的10100倍。玻璃液滴入模的适

25、宜粘度通常为103.5Pas，脱模时粘度应为106Pas，在这个可塑范围内对玻璃料进展剪切、粘结、吹扩、压延等成型操作。假设制作时间较长，须调节玻璃成分使粘度转变趋缓和析晶倾向小，以免在成型过程硬化太快和发生析晶。下面介绍几种常用的成型方法：1、吹制法：用以制造空心玻璃制品，如水杯、器皿、瓶、罐、灯泡等。人工吹制时使用长约1.5m中空铁吹管，一端蘸取玻璃液挑料，一端为吹嘴。挑料后在滚料板碗上滚匀、吹气，形成玻璃料泡，在模中吹成制品；也可无模自由吹制，最后从吹管上敲落。大型制品成型时，需反复挑料滚匀，以集取足够料量。机械吹制时，玻璃液由玻璃熔窑出口流出，经供料机形成设定重量和形状的料滴，剪入初型

26、模中吹成或压成初型，再转入成型模中吹成制品。吹成初型再吹成制品的称吹吹法，适宜制成小口器皿和瓶罐。压成初型再吹成制品的称压吹法，适宜制成大口器皿和薄壁瓶罐。图2吹制成型示意图图3人工吹杯示意图康宁带式吹泡机是机械吹制中较为特殊的一类。它先将玻璃液经转辊压成有间隔块体的带状，吹泡机的多个吹气头在玻璃料带上同步运行并吹成初型，再合上成型模吹成制品。适宜制造灯泡壳、电子管壳、水杯等。2、压制法：用以制造敞口和实心制品,如碗、盘、缸、镜片、显像屏和锥、砖等。人工压制以铁杆取料，按设定量剪落入模，模芯冲头压下将玻璃液挤满模腔压成制品。机械压制采用和吹制法一样的供料方法将玻璃液剪入多模压制机的模中,自动落

27、下模芯成型。压制法成型的玻璃液表层因接触模和模芯，降温很快，适于制造较厚和较浅的制品。图4压制成型示意图3、拉制法：用以制造玻璃管、棒、纤维以及窗片与平板等。人工拉管时用铁管反复挑料，集起大量玻璃液滚匀后形成料泡，料泡顶端用另一铁杆取料粘住、吹气，以一定速度慢慢拉开。机械拉引分上引、下引和水平拉引。机械拉制玻璃管时，首先，玻璃液流入拉管池，依靠耐热合金或耐火材料的芯轴和轴中心通入的空气形成管根,由牵引辊连续拉成管。连续纤维的拉引方法是在拉丝坩埚中控制玻璃液温度，坩埚底部有100多个漏嘴,高速旋转的拉丝机构拉出连续不断的纤维，绕在筒上。机械引板的方法是在通道成型室以玻璃液面拉引起玻璃板。玻璃液面

28、设槽子砖的称有槽引上法，玻璃液从砖槽中涌出；自由液面向上拉引和经转向辊成为水平拉引出分别称无槽引上法和水平拉引法。浮法拉引那么是玻璃液通过溢流口经流槽流到高温锡液外表展开成玻璃板，同时向槽尾部拉引，在锡液面上玻璃板藉高温外表X力自身平整光洁。图5垂直引上拉管示意图图6 玻璃管水平拉制示意图4、浇铸法：用以生产光学玻璃、建筑装饰制品等。其中离心浇注法用以生产大直径玻璃管、器皿、大容量反响锅和玻璃锥等。用于浇注的玻璃液粘度要小，在模子中凝固成型。离心浇注时，玻璃液注入模中，然后高速旋转，玻璃液受离心力作用紧贴到模子壁上，直到固化。5、压延法：用以制造厚玻璃板、压花平板玻璃、夹丝平板玻璃。可将玻璃液

29、倾倒在金属平台上，用压辊延展成板，也可将玻璃液连续流入两个滚筒间隙中滚压成平板。滚筒上刻有花纹即成压花平板。滚筒间夹入金属丝便成夹丝玻璃。图7压延成型示意图6、浮法成型：浮法是指熔窑熔融的玻璃液在流入锡槽后在熔融金属锡液的外表上成型平板玻璃的方法。四、热处理：玻璃制品在生产中，由于要经受剧烈和不均匀的温度变化，导致制品内部产生热应力。构造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；制品内部构造变化的不均匀性，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，一般部要经过热处理。玻璃制品的热处理，一般包括退火和淬火两种工艺。退

30、火就是消除或减小玻璃制品中的热应力的热处理过程。对光学玻璃和某些特种玻璃制品，通过退火可使内部构造均匀，以到达要求的光学性能；玻璃是不良导热体，制品成型后，表层与内层在降温过程中产生温差,当表层凝固状、内层粘滞状时,温差存在而应力松弛不存在，这一温差于表层冷却至室温时，内层继续降温收缩,受到表层阻碍产生X应力,同时使表层产生压应力，永久存在。制品各部位由于热过程引起的永久应力的大小和分布都不会均匀一致，因此，会影响玻璃制品强度，甚至会因应力集中而自行破裂。退火可消除玻璃内部的有害X力和防止新应力产生。退火时将玻璃制品加热或在热成型后保持到退火温度，使原有应力得到松弛和消除，然后缓慢地冷却到应变

31、温度以下，玻璃完全进入刚性体状态以后，内外层温度差只产生暂时应力。由于某些性能和功能的玻璃如光学玻璃、温度计玻璃在转变温度范围内，巨大粘滞性使构造质点移动缓慢，致使其性能来不及到达与温度一致的平衡状态，使用中会因缓慢平衡产生性能变动，因此，须在退火温度保持足够时间。与退火消除永久热应力相反，玻璃的淬火，是通过热处理在玻璃外表造成压应力以提高玻璃的强度。玻璃制品加热到接近软化温度后立即用空气或油等冷却介质骤冷，可以有控制地使玻璃制品的表层产生具有均匀的永久压应力，这一压应力可以抵消外力作用于玻璃制品引起破坏的X应力，使制品强度提高45倍，成为钢化玻璃制品。五、后加工：玻璃经成型和退火后，还需进展

32、各种加工，制成制品。经过二次加工可以改善玻璃制品的外表性质、外观质量和外观效果。玻璃的后加工分为冷加工、热加工和化学处理三大类。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外表状态所进展的工艺过程。冷加工包括研磨抛光、切割、喷砂、钻孔。热加工包括烧口、火抛光、火切割、火钻孔、真空成型和玻璃灯工,此外还包括烧釉等装饰，以及通过热处理,使玻璃微晶化、烧结，产生构造的转变。化学处理包括化学蚀刻、化学抛光、玻璃外表涂膜、离子交换等。1、研磨抛光：研磨是将制品粗糙不平或成型时余留局部的玻璃磨去，使制品具有平整的外表或需要的形状和尺寸。一般开场用研磨效率高的粗磨料研磨，然后逐级使用细磨料，直至玻璃

33、外表较细致，再用抛光材料进展抛光，使玻璃外表变得光滑、透明、有光泽。磨料的硬度必须大于玻璃的硬度。光学玻璃和日用制品一般加工余量大,用刚玉或天然金刚砂作磨料;平板玻璃的加工余量小，但面积大,用量多,一般采用廉价的石英砂。常用的抛光材料有红粉氧化铁、氧化铈、氧化铬、氧化锆等。火抛光是采用最少辐射热的燃烧器，使制品外表熔化而不变形借外表X力作用使之光滑，以消除制品外表的微裂纹、折纹及波纹。化学抛光是利用氢氟酸破坏玻璃外表原有的硅氧膜，生成一层新的硅氧膜，使玻璃得到很高的光洁度和透光度。可单纯用化学侵蚀进展抛光，也可将化学侵蚀与机械研磨相结合，后者又称化学研磨法，多用于平板玻璃。2、切割:冷切割是利

34、用玻璃的脆性和剩余应力,在切割点加一刻痕造成应力集中，使之易于折断。一般的管、板可用金刚石、合金刀等坚韧的工具在外表刻痕，直接折断，或刻痕后用火焰加热进展切割。厚玻璃可用电热丝在切割的部位加热，用水或冷空气使受热处急冷，产生局部应力，进展切割。火切割是对制品进展局部集中加热，使玻璃局部到达熔化流动状态，用高速气流将制品切开。由于激光能使物体局部产生 10000以上高温，用于切割制品，准确、卫生、效率高、断口整齐。3、喷砂：利用高压空气通过喷嘴的细孔时所形成的高速气流，将石英砂或金刚砂等喷吹到玻璃外表，使玻璃外表的组织不断受到砂粒的冲击破坏，形成毛面。主要用于器皿的外表磨砂和玻璃仪器商标的打印。

35、4、钻孔：有研磨钻孔、钻床钻孔、冲击钻孔、超声波钻孔、火钻孔等。研磨钻孔是用铜棒压在敷有碳化硅等磨料和水的玻璃上转动，使玻璃形成所需要的孔。钻床加工是用合金钻头在水、轻油的冷却下缓慢钻孔的技术。冲击钻孔是利用电磁振荡器使钻孔凿子连续冲击玻璃外表而形成孔。超声波钻孔是利用超声波发生器使加工工具发生振动，在振开工具和玻璃液之间注入含有磨料的加工液，使玻璃穿孔。火钻孔是用高速火焰对制品进展局部集中加热，达熔融状态时，喷高速气流形成孔洞。也可用激光使制品局部剧热形成孔洞。5、烧口：许多制品经切割后，口部具有锋利、锋利的边缘，可用集中的高温火焰局部加热，依靠外表X力的作用使玻璃软化时变得圆滑。6、真空成

36、型：用于制造精细内径玻璃管。把需校正管径的玻璃管一端熔封，在管内放入标准金属管，缓慢加热,同时抽真空,直至玻璃管与金属芯棒严密贴附。由于金属收缩大，冷却后易取出。7、烧釉：将以易熔玻璃为基釉的釉料通过描绘、印刷、贴花纸或喷涂等工艺施于玻璃制品外表。在制品软化温度以下加热至釉料熔融，并结实地附着在制品外表，可得到彩色釉、白色釉、透明色釉、无光釉等装饰制品。8、构造转变热处理：将玻璃磨碎成一定颗粒度，参加结合剂压成需要的形状和大小，加热至玻璃软化点温度后，形成有细气孔的制品，可用作滤器和电子元件等。配料中参加发泡剂可以制造烧结的泡沫玻璃。对某些设定成分的玻璃，还可通过热处理使其发生相的变化，以获得

37、预期的特性。如微晶玻璃成型后经热处理产生微晶相，成为微晶玻璃制品；高硼硅酸盐玻璃经热处理产生富硅相和富硼相，用酸溶去富硼相后形成高硅氧玻璃。9、化学蚀刻：用氢氟酸溶掉玻璃外表层的硅氧，根据残留盐类的溶解度不同，可得到有光泽的外表或无光泽的毛面。容量仪器和温度计的刻度以及特色瓶罐、毛面灯泡等均可用此法加工。10、外表涂膜：利用化学反响可以将硝酸银复原成银层附着在玻璃外表，如保温瓶、镜子等。用同样的方法还可镀铜。真空蒸镀金属铝、铬、锡等于玻璃外表可以反射光线和导电。将金属有机物或氧化物喷于热的玻璃制品外表，可以产生虹彩效果的装饰膜。11、离子交换：使玻璃制品与一定温度下的无机盐接触,进展离子的相互

38、置换和扩散,从而获得特殊性质。如熔盐大离子半径的钾离子与玻璃中钠离子交换，使玻璃表层因挤压效应产生了压应力,形成化学钢化玻璃；熔盐锂离子与玻璃中的钠离子交换，形成表层适合微晶化的玻璃成分;银盐或铜盐在一定温度下扩散进入玻璃,使玻璃着色。存在的问题在科学技术突飞猛进的今天，虽然玻璃的生产工艺日臻成熟，但是还有一些问题始终没有得到很好的解决。这些问题包括玻璃制品的缺陷、熔制过程产生的缺陷、成型过程产生的缺陷、制品加工时产生的缺陷。玻璃制品的缺陷：玻璃构造缺陷和玻璃生产缺陷。熔制过程产生的缺陷：1、气泡气体夹杂物：一次气泡、二次气泡、耐火材料气泡和金属铁引起的气泡。2、结石固体夹杂物：配合料结石、耐

39、火材料结石、玻璃析晶结石、硫酸盐夹杂物、黑色夹杂物与污染物。3、条纹和节瘤玻璃态夹杂物：熔制不均匀引起的条纹与节瘤、窑碹玻璃滴引起的条纹与节瘤、耐火材料被侵蚀引起的条纹与节瘤结石溶化引起的条纹与节瘤。成型过程产生的缺陷：1、二次气泡、外界空气气泡、金属铁引起的气泡。2、玻璃析晶结石、硫酸盐夹杂物、黑色夹杂物与污染物。3、裂纹、划线、变形、波纹、裂口、冷斑、突出物、不饱满、厚薄不均等。制品加工时产生的缺陷：1、二次气泡、外界空气气泡、金属铁引起的气泡。2、玻璃析晶结石。3、裂纹、划线、变形、波纹、裂口、冷斑、突出物、不饱满、厚薄不均等。玻璃生产的开展趋势我国大型高层共用建筑，在近几年如雨后春笋般

40、出现在各大城市。玻璃这一建筑大家庭中不可缺少的成员，在建筑师、设计师的手下也变得越来越光芒四射，绽放着它迷人的魅力。它已成为建筑师设计师表现不同建筑风格及建筑理念的主要手法，开展速度之快让人吃惊。据日前召开的全国空间构造会议上，来自各方的专家认为，当前玻璃应用开展有三个方面的趋势。其一，玻璃发挥的功能越来越全面化和多样化。玻璃的各种深加工技术，经与幕墙的装配技术相结合后，玻璃的各种优异性能得以充分发挥，例如：将钢化夹胶、镀膜中空处理后，玻璃再装配成有空气通道的双层幕墙，那么玻璃将集空间分隔作用、透明采光作用、保温隔热作用、阳光控制作用、节能环保作用、挡风防雨作用、抗风受力作用等众多功能于一身，

41、发挥着别的建材无法发挥的作用。其二，玻璃幕墙和采光顶的大量采用和玻璃直接参与构造抗风受力的开展趋势。玻璃材料的这种构造化趋势，主要是建筑物的大型化、现代化要求促成的，同时也是玻璃优异功能得以实现的必然要求。近年来，玻璃幕墙和玻璃采光顶在工程中的应用越来越广泛，越来越向大型化方向开展。像*的新白云机场、*国际会议展览中心、植物园等点支式玻璃幕墙的高度都在30m上下，长度经常以百米计，单片玻璃幕墙面积在500010000平方米的已不在少数；幕墙中单块玻璃的尺寸也在呈大型化趋势，15m3m，20m3m，这种大尺寸玻璃的应用十分普遍。这种大型化趋势，使玻璃幕墙和单玻璃的抗风承重问题，支撑构造的计算和强

42、度控制问题显得越来越重要。另外，更为值得指出的是，玻璃的高透特性，导致室内构造的大暴露。过去少为人们关注的构造造型美受到了极大的重视，进而引发了人们对玻璃支撑构造外形的美、杆件的纤细通透、节点构造加工的精致、美观耐看等方面都相应提出了新的更高的要求。建筑构造学科正面临着新时代玻璃材料大量使用带来的挑战，构造专业人员必须从过去那种只保证平安就算完成任务的传统思维中走出来，构造工程师应该和建筑师一起，为满足人们对构造美的不断追求而努力。玻璃应用的第三个开展趋势，是直接将玻璃作为构造受力件或建筑零配件使用。如玻璃楼梯、踏步板、栏杆、玻璃隔断、楼板、玻璃天桥等，这些玻璃小构件的使用起到了良好的室内装饰

43、作用，使建筑空间既有分隔又有联系，还能节省构造件占用的室内面积，使建筑设计空间更有情趣。另外将玻璃用于受力比较集中的梁、柱构件、承压拱板等国内外也都在探索之中，为了解决玻璃材料广泛使用中产生的越来越多的构造问题，如常规钢构造作为玻璃支承构造体系时暴露出来的杆件粗笨、构造不通透、不协调方面的矛盾，因而必需开发轻质、高强、高效的预应力X拉构造，必须深入研究玻璃的力学特性，彻底弄清玻璃的强度机理，从而充分挖掘玻璃的强度潜力和玻璃参与构造共同工作的潜力。玻璃应用技术的进一步开展、玻璃各种功能的进一步发挥，离不开构造学科的支持，而构造学科的进一步开展也需要玻璃材料这个平台。玻璃材料的大量应用，正在孕育着玻璃力学、玻璃构造新学科的诞生。- 优选