怎么制造玻璃

精选知识

玻璃的生产工艺包括：配料、熔制、成形、退火等工序.分别介绍如下：

1． 配料,按照设计好的料方单,将各种原料称量后在一混料机内混合均匀.玻璃的主要原料有：石英砂、石灰石、长石、纯碱、硼酸等.

2． 熔制,将配好的原料经过高温加热,形成均匀的无气泡的玻璃液.这是一个很复杂的物理、化学反应过程.玻璃的熔制在熔窑内进行.熔窑主要有两种类型：一种是坩埚窑,玻璃料盛在坩埚内,在坩埚外面加热.小的坩埚窑只放一个坩埚,大的可多到20个坩埚.坩埚窑是间隙式生产的,现在仅有光学玻璃和颜色玻璃采用坩埚窑生产.另一种是池窑,玻璃料在窑池内熔制,明火在玻璃液面上部加热.玻璃的熔制温度大多在1300~1600゜C.大多数用火焰加热,也有少量用电流加热的,称为电熔窑.现在,池窑都是连续生产的,小的池窑可以是几个米,大的可以大到400多米2.

3． 成形,是将熔制好的玻璃液转变成具有固定形状的固体制品.成形必须在一定温度范围内才能进行,这是一个冷却过程,玻璃首先由粘性液态转变为可塑态,再转变成脆性固态.成形方法可分为人工成形和机械成形两大类.

A． 人工成形.又有（1）吹制,用一根镍铬合金吹管,挑一团玻璃在模具中边转边吹.主要用来成形玻璃泡、瓶、球（划眼镜片用）等.（2）拉制,在吹成小泡后,另一工人用顶盘粘住,二人边吹边拉主要用来制造玻璃管或棒.（3）压制,挑一团玻璃,用剪刀剪下使它掉入凹模中,再用凸模一压.主要用来成形杯、盘等.（4）自由成形,挑料后用钳子、剪刀、镊子等工具直接制成工艺品.

B． 机械成形.因为人工成形劳动强度大,温度高,条件差,所以,除自由成形外,大部分已被机械成形所取代.机械成形除了压制、吹制、拉制外,还有（1）压延法,用来生产厚的平板玻璃、刻花玻璃、夹金属丝玻璃等.（2）浇铸法,生产光学玻璃.（3）离心浇铸法,用于制造大直径的玻璃管、器皿和大容量的反应锅.这是将玻璃熔体注入高速旋转的模子中,由于离心力使玻璃紧贴到模子壁上,旋转继续进行直到玻璃硬化为止.（4）烧结法,用于生产泡沫玻璃.它是在玻璃粉末中加入发泡剂,在有盖的金属模具中加热,玻璃在加热过程中形成很多闭口气泡这是一种很好的绝热、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.浮法是让玻璃液流漂浮在熔融金属（锡）表面上形成平板玻璃的方法,其主要优点是玻璃质量高（平整、光洁）,拉引速度快,产量大 .

4． 退火,玻璃在成形过成中经受了激烈的温度变化和形状变化,这种变化在玻璃中留下了热应力.这种热应力会降低玻璃制品的强度和热稳定性.如果直接冷却,很可能在冷却过程中或以后的存放、运输和使用过程中自行破裂（俗称玻璃的冷爆）.为了消除冷爆现象,玻璃制品在成形后必须进行退火.退火就是在某一温度范围内保温或缓慢降温一段时间以消除或减少玻璃中热应力到允许值.

此外,某些玻璃制品为了增加其强度,可进行刚化处理.包括：物理刚化（淬火）,用于较厚的玻璃杯、桌面玻璃、汽车挡风玻璃等；和化学刚化（离子交换）,用于手表表蒙玻璃、航空玻璃等.刚化的原理是在玻璃表面层产生压应力,以增加其强度.

其他回答

硅酸盐

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问题1：玻璃球如何制造[生物科目]

制作玻璃球的原料就只能是玻璃了,玻璃是工业化生产的,原料主要为石英砂、长石、方解石、芒硝等,这些矿石要加热到千度以上才能反应生成玻璃液.平时儿童玩的玻璃弹球直径在1厘米左右,它的生产方法就可以说明问题：

玻璃球用原料多为天然矿石,因此制造玻璃球,首先要将各种矿石进行粉碎,加入成粉料,然后根据玻璃成分,制成配合料,送入玻璃熔窑进行熔化,形成玻璃液.合格的玻璃液流经喂料池,并从喂料口流出形成料股.料股的温度,中碱玻璃球一般为1150~1170℃,无碱玻璃为1200~1220℃.料股经每分钟近200次剪切成球胚.球胚经溜槽,分球器,并由分球板拨动,分别滚入不同的漏斗,然后落到由三个旋转方向相同的辊筒所构成的成球槽中,球胚在辊筒上旋转及其自身的表面张力作用,逐渐形成光滑圆整的玻璃球.

问题2：玻璃是什么制造的?[化学科目]

纯正的硅土溶点为摄氏2000度.因此制造玻璃时一般会加入两种材料：碳酸钠 (Sodium Carbonate,Na2CO3 ,即苏打粉)及碳酸钾(Potash,钾碱).这样硅土溶点将降至1000度左右.但是因为碳酸钠会令玻璃溶于水中,因此通常还要加入适量的氧化钙CaO,使玻璃不溶于水.

对可见光透明是玻璃最大的特点.一般的玻璃因为制造时加进了碳酸钠,所以对波长短于400纳米的紫外线并不透明.若果要让紫外线穿透,玻璃必须以纯正的二氧化硅制造.这种玻璃成本较高,一般被称为石英玻璃.纯玻璃对红外线亦是透明的,可以造成数公里长,作通讯用途的玻璃纤维.

常见的玻璃通常亦会加入其他成份.例如看起来十分闪烁曜眼的水晶玻璃（Lead glass),是在玻璃内加入铅,令玻璃的折射指数增加,产生更为眩目的折射.至于派来克斯玻璃(Pyrex),则是加入了硼,以改变玻璃的热及电性质.加入钡亦可增加折射指数.制造光学镜头的玻璃则是加入钍的氧化物来大幅增加折射指数.倘若要玻璃吸收红外线,可以加入铁.例如放映机内便有这种隔热的玻璃.玻璃加入铈则会吸收紫外线.

在玻璃中加入各种金属和金属氧化物亦可以改变玻璃的颜色.例如少量锰可以改变玻璃内因铁造成的淡绿色.多一点锰则可以造成淡紫色的玻璃.硒亦有类似的效果.少量钴可以造成蓝色的玻璃.锡的氧化物及砷氧化物可造成不透明的白色玻璃.这种玻璃好像是白色的陶瓷.铜的氧化物会造成青绿色的玻璃.以金属铜则会造成深红色、不透明的玻璃,看起来好像是红宝石.镍可以造成蓝色、深紫色、甚至是黑色的玻璃.钛则可以造成棕黄色.微量的金(约0.001%)造成的玻璃是非常鲜明,像是红宝石的颜色.铀(0.1 至2%)造成的玻璃是萤火黄或绿色.银化合物可以造成橙色至黄色的玻璃.改变玻璃的温度亦会改变这些化合物造成的颜色,但当中的化学原理相当复杂,至今仍然未被完全明解.

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问题4：制造玻璃的原材料是什么?

玻璃的原材料为水晶沙,化学成分为二氧化硅\x0d玻璃最初由火山喷出的酸性岩凝固而得.约公元前3700年前, 古埃及人已制出玻璃装饰品和简单玻璃器皿,当时只有有色玻璃,约公元前1000 年前,中国制造出无色玻璃.公元12世纪,出现了商品玻璃,并开始成为工业材料.18世纪,为适应研制望远镜的需要,制出光学玻璃.1873年,比利时首先制出平板玻璃.1906年,美国制出平板玻璃引上机.此后,随着玻璃生产的工业化和规模化,各种用途和各种性能的玻璃相继问世.现代,玻璃已成为日常生活、生产和科学技术领域的重要材料. 种类 玻璃通常按主要成分分为氧化物玻璃和非氧化物玻璃.非氧化物玻璃品种和数量很少,主要有硫系玻璃和卤化物玻璃.硫系玻璃的阴离子多为硫、硒、碲等,可截止短波长光线而通过黄 、红光 ,以及近、远红外光 ,其电阻低,具有开关与记忆特性.卤化物玻璃的折射率低,色散低,多用作光学玻璃. 氧化物玻璃又分为硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃等.硅酸盐玻璃指基本成分为SiO2的玻璃,其品种多 ,用途广.通常按玻璃中SiO2以及碱金属 、碱土金属氧化物的不同含量,又分为 ：①石英玻璃.SiO2含量大于99.5％,热膨胀系数低,耐高温,化学稳定性好,透紫外光和红外光,熔制温度高、粘度大,成型较难.多用于半导体、电光源、光导通信、激光等技术和光学仪器中.②高硅氧玻璃.SiO2含量约96％,其性质与石英玻璃相似.③钠钙玻璃.以SiO2含量为主,还含有15％的Na2O和16％的 CaO,其成本低廉,易成型,适宜大规模生产,其产量占实用玻璃的90％.可生产玻璃瓶罐、平板玻璃、器皿、灯泡等.④铅硅酸盐玻璃.主要成分有 SiO2 和 PbO ,具有独特的高折射率和高体积电阻,与金属有良好的浸润性,可用于制造灯泡、真空管芯柱、晶质玻璃器皿、火石光学玻璃等.含有大量 PbO的铅玻璃能阻挡X射线和γ射线.⑤铝硅酸盐玻璃.以 SiO2和Al2O3为主要成分,软化变形温度高,用于制作放电灯泡、高温玻璃温度计、化学燃烧管和玻璃纤维等 .⑥ 硼硅酸盐玻璃 .以 SiO2和B2O3 为主要成分,具有良好的耐热性和化学稳定性,用以制造烹饪器具、实验室仪器、金属焊封玻璃等.硼酸盐玻璃以 B2O3为主要成分,熔融温度低,可抵抗钠蒸气腐蚀.含稀土元素的硼酸盐玻璃折射率高、色散低,是一种新型光学玻璃.磷酸盐玻璃以 P2O5为主要成分,折射率低、色散低,用于光学仪器中. 此外 ,玻璃按性能特点 又分为 ：钢化玻璃 、多孔玻璃(即泡沫玻璃 ,孔径约 40 ,用于海水淡化 、病毒过滤等方面）、导电玻璃(用作电极和飞机风挡玻璃)、微晶玻璃、乳浊玻璃（用于照明器件和装饰物品等）和中空玻璃（用作门窗玻璃）等. 生产工艺 玻璃生产的主要原料有玻璃形成体、玻璃调整物和玻璃中间体,其余为辅助原料.主要原料指引入玻璃形成网络的氧化物、中间体氧化物和网络外氧化物；辅助原料包括澄清剂、助熔剂、乳浊剂、着色剂、脱色剂、氧化剂和还原剂等. 玻璃生产工艺主要包括：①原料预加工.将块状原料粉碎,使潮湿原料干燥,将含铁原料进行除铁处理,以保证玻璃质量.②配合料制备.③熔制.玻璃配合料在池窑或坩埚窑内进行高温加热,使之形成均匀、无气泡,并符合成型要求的液态玻璃.④成型.将液态玻璃加工成所要求形状的制品,如平板、各种器皿等.⑤热处理.通过退火、淬火等工艺,消除或产生玻璃内部的应力、分相或晶化,以及改变玻璃的结构状态.

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