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不同颜色的玻璃是怎么制造出来的玻璃是怎样做出来的

发布时间:2022-06-16 18:56:40 阅读: 来源:测距仪厂家
不同颜色的玻璃是怎么制造出来的玻璃是怎样做出来的 不同颜色的玻璃是怎么制造出来的玻璃是怎样做出来的

在现代社会,人们的日常生活中需要大量使用玻璃制品,已经完全无法摆脱玻璃了。玻璃性质稳定,耐强酸强碱,并且坚硬耐用,是大部分重要设备所需的原材料之一。想进一步了解玻璃是如何制作出来的,以及彩色玻璃是通过哪些特殊技术制造而成的,不妨读一读本篇文章吧。

一、不同颜色的玻璃是怎么制造出来的

普通的玻璃是用石英砂、纯碱和石灰石一起熔炼而成的.它是一种组成不固定的硅酸盐的混和物.起初人们制造出来的玻璃是一些透明度差,带有一些颜色的小玻璃片.它的颜色并不是人们有意识地加进去的,而是所用的原料不纯,混进了杂质的结果.那时的颜色玻璃只是用来做装饰品,要求不高,人们只是偶然生产出了颜色玻璃.但是我们今天要求的颜色玻璃都有很高科学要求,这只有在揭开了玻璃带色的秘密后,才能够制造出来.

经过研究,人们发现如果在普通玻璃的配料中加入0.4~0.7%的着色剂,就能使玻璃带上了颜色.着色剂大多是金属的氧化物.我们前面已经知道了每种金属元素都有它独特的“光谱特征”,所以不同的金属氧化物都能呈现出不同的颜色.如果在玻璃配料中加入这些氧化物就给玻璃着上了色.例如加入氧化铬(Cr2O3),玻璃现绿色;加入二氧化锰(MnO2),玻璃呈紫色;加人氧化钴(Co2O3),玻璃呈蓝色,炼钢工人和电焊工人用的保护目镜就是用这种玻璃制成的.

其实,玻璃的颜色不仅取决于加入的着色剂,人们还通过熔炼的温度及炉焰的性质来调节元素的化合价,使玻璃呈现不同的颜色.例如玻璃中的铜,如果以高价的氧化铜存在时玻璃显现蓝绿色;以低价的氧化亚铜(Cu2O)存在时,玻璃呈红色.有时,烧熔一次还不能使玻璃显示优异来,再要进行第二次加热才能使玻璃显出颜色.名贵的金红玻璃就是这样,它是在普通的玻璃配料中加入微量的金子烧制成的.初次烧熔后,金以原子形式分布在玻璃中,此时玻璃并不显颜色;当再次加热到接近软化的温度时,其中的金原子聚合成胶状颗粒,此时玻璃就显现出了美丽的红色.

现在,人们又用稀土元素的氧化物为着色剂制成了各种高等的颜色玻璃.掺有稀土元素的颜色玻璃,色调明净,有光亮的色泽,甚至还会在不同的光线下改变颜色.例如氧化钕玻璃中就有这种特性,它在日光下显紫红色,在荧光下显蓝紫色,十分美丽.有一种玻璃会随着光线的强弱而改变颜色,人们用它作眼镜的镜片和房屋的窗户玻璃.用这种玻璃作窗玻璃,室内可以保持一定的光亮度,再也用不着用窗帘子来遮阳,所以有人称它为“自动窗帘”.它又能阻挡阳光中的紫外线通过,图书馆藏书室和博物馆装上这种玻璃以后,可以保护书籍和文物不受紫外线的破坏.

除稀土元素外,在玻璃中直接添加钨和铂,也可以做成变色玻璃.

普通的颜料因受阳光中的紫外线的照射或者空气中的氧气和二氧化硫的作用而退色;但颜色玻璃因为起着色作用的金属等氧化物已与玻璃熔为一体,所以能经得起日晒雨淋而永葆其美丽的青春容颜.随着科技的日益发展,颜色玻璃的品种将会越来越丰富多彩,我们的生活也会因为它的点缀和装饰而变得多彩多姿.

二、玻璃是怎样做出来的

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

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).为了清理冷爆现象,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清理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.

三、有关概念

3.1玻璃

玻璃是非晶无机非金属材料,一般是用多种无机矿物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸钡、石灰石、长石、纯碱等)为主要原料,另外加入少量辅助原料制成的。它的主要成分为二氧化硅和其他氧化物。普通玻璃的化学组成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等,主要成分是硅酸盐复盐,是一种无规则结构的非晶态固体。广泛应用于建筑物,用来隔风透光,属于混合物。另有混入了某些金属的氧化物或者盐类而显现出颜色的有色玻璃,和通过物理或者化学的方法制得的钢化玻璃等。有时把一些透明的塑料(如聚甲基丙烯酸甲酯)也称作农业生产体系玻璃。

3.2颜色

颜色是通过眼、脑和我们的生活经验所产生的一种对光的视觉效应。人对颜色的感觉不仅仅由光的物理性质所决定,比如人类对颜色的感觉往往受到周围颜色的影响。有时人们也将物质产生不同颜色的物理特性直接称为颜色。

3.3着色剂

着色剂(Coloringagent)是为食品着色的物质,可增加对食品的嗜好及发生反应食欲,按来源分为化学合成色素和天然色素两类。着色剂主要分颜料和染料两种。颜料按结构可分为农业生产体系颜料和无机颜料;染料是可用于大多数溶剂和被染色塑料的农业生产体系化合物、优点为密度小、着色力高、透明度好,但其一般分子结构小,着色时易发生迁移。

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