主题：【分享】关于玻璃的一些知识

晶体数量多，晶体尺寸小，晶体分布均匀时，微晶玻璃才能具有优良的性能。而建筑微晶玻璃的结构特性和生产工艺密切相关，一旦微晶玻璃的结 构均匀性受到影响，就必然影响到其性能。
建筑微晶玻璃的生产是一个矿渣，尾矿，硅砂等晶态或非晶态原料自其起始态向非晶态转变，又由非晶态向晶态 转变的过程。凡是影响晶态转变过程的因素都不可避免地对微晶玻璃结构的均匀性产生影响，从而影响微晶玻璃的性能。对微晶玻璃的结构与性能产生影响的主要工 艺因素及宜采取的措施有；
（1）原料成分的稳定性和配合料成分的均匀性
（2）窑炉熔区温度的均匀性
为提高温度均匀性，采取的主要 措施有；采用薄层化料方式，以缩小玻璃液内部温差。适当提高熔制温度，实施强化熔制，以防止熔化与澄清时析晶，但最高温度不宜超过1600℃；采取鼓泡或 机械搅拌，提高玻璃液的温度均匀性；增设电辅助加热，防止玻璃液温度局部偏低；热态渣直接入窑。
（3）玻璃熔制温度，气氛，压力制度的稳定性
（4）        成形设备对玻璃料性的适应性
    采用其他成形方式，如垂直流延成形，浮法成形，烧结法成形等
（5）        晶化处理工艺制度的稳定性
玻璃板底面形成沟槽，以加快冷却，避免沾辊；一次降温直接晶化，核化过程在玻璃板温度降至晶化温度以前完成；在锡槽中进行晶化处理。
二 烧结微晶玻璃大理石
1966 年，日本电气硝子的微晶玻璃研究从已开发的Li2O-Al2O3-SiO2系统低膨胀微晶玻璃转向新的探索目标，开始研究CaO-Al2O3-SiO2系 统的白色微晶玻璃建筑材料。为实现白色大理石的外观，结晶的尺寸必须大，晶核数量必须少，而在压延成形时，也遇到了因析晶而破裂的困难。试制过程中发现， β-硅灰石析晶时，玻璃已经很软，因而提出了使玻璃块融接成板状，再提高温度使之析晶的设想。试验表明，这是一条可行的技术途径。并于1974年取得烧结 法生产微晶玻璃大理石的工业化试验的成功。产品标准尺寸为900×900×15mm和900×1200×15mm.
据报道，我国目前已有三家公司 批量生产微晶玻璃大理石，年生产能力约为50万平方米，（其中有广东茂名中辰建材工业有限公司，浙江嘉善新辰建材有限公司）。新辰公司年产微晶石8万平方 米，色调为白，灰，米黄，浅棕，抗压强度为285MPa，抗折强度大于30MPa，冲击韧性264KJ/m2，吸水率0。04%。由于产品规格，花色品 种，销售价格等原因，国内仅人民大会堂广东厅，北京新机场候机厅，大连国际中心，福州环球广场等少数工程使用。我国仍每年从国外进口大量高档石材。
1．生产工艺
原料  硅砂，石灰石，长石等天然矿物原料及少量纯碱等工业原料

化学组成(沈阳某厂白色玻璃料)


SiO2  Al2O3  Fe2O3  TiO2  CaO  MgO  K2O  Na2O  B2O3  BaO    ZnO
54.28  4.76    0.19    0.09    15.39  0.13  1.13    11.24  1.78  4.88    5.68



工艺流程
配料→池窑熔化（1450-1500℃）→水淬（直径1-7mm粒状玻璃料，也可压延成板再水淬）→干燥→装车 （料粒装在台车上的耐火材料底板上）→在隧道窑中烧结并晶化（以250℃/小时的速度从室温升到700℃，再以120℃/小时的速度升到1100℃，保温 2小时）→研磨→背面粘贴玻璃纤维-环氧树脂层→切裁，钻孔。
烧结，晶化过程
约850℃，玻璃开始软化，颗粒相互融接，成为无空隙的一块板。
约950℃，针状β-硅灰石开始从融接的界面向玻璃颗粒内部生长。
约1100℃，保温1-2小时，结晶生长完成，形成由直径为2-3微米，长几十微米的针状，柱状β-硅灰石聚集而成的球状或扫帚状结晶体，结晶体约占40%，基质玻璃约占60%。板面凹凸不平几乎全部除去。
微晶玻璃板表面一经研磨，便呈现出具有从颗粒边界生长的结晶花纹以及由玻璃基质赋予的半透明外观。
2．工艺技术及材料性能的特点；
原料中着色氧化物含量低，回避了熔制时因玻璃液颜色深，透热性差而玻璃熔体温差大的问题。
原料中不含成核剂，配料时不加成核剂，回避了熔制时易于析晶的问题
成形方式的改变，回避了压延成型时因易于析晶而造成的困难。
先烧结，再晶化，整个过程都在耐火垫板上进行，回避了晶化热处理时因晶化温度高于软化温度而易于变形的问题。
晶 化仅依赖于表面成核，而晶核仅形成于颗粒界面，晶核数量少，晶体有足够的生长空间，故晶体尺寸大，斑状晶花分布在透明度较高的玻璃相中，射入微晶玻璃的光 线因内部各相的漫反射而显得柔和及有深度，产生类似钻石般晶莹剔透，璀璨发亮的光学效果。而压延成型的微晶玻璃则没有光泽。
玻璃虽已烧结，但料粒 界面仍能吸收部分应力，而且大结晶的相互交错，也有利于吸收受冲击时的应力。因而有效地提高了板材的抗冲击强度。虽然烧结微晶玻璃的抗折强度约 50MPa，不到压延成形微晶玻璃的一半，但已为大理石和花岗岩的3-4倍。由于抗冲击强度明显提高，达2.5kgcm/cm2，略高于大理石，为普通玻 璃的3-4倍，才使以玻璃作为饰面材料成为可能。其实，用有色玻璃替代大理石和花岗岩作为外墙饰面材料，在欧美早在古代就已开始，但过去皆以失败告终，原 因是石料为粗晶的集合体，晶粒界面能够吸收热和机械的冲击应力，而原先的玻璃没有这种吸收应力的界面。
可加工性好，微晶玻璃可经软化（加热至760-800℃）而加工成弧面或曲面，不像天然石材那样需经雕刻而成。由于化学稳定性好，光泽度的耐久性也好，抗冻性好，可用于外墙装饰。
技术难点；
  晶化温度制度及温度场对气泡的大小及数量影响极大，板面气泡不易完全消除。
    晶化时容易炸裂，直接影响产品的合格率。
    玻璃本身的粘度-温度特性，晶化温度制度，垫板质量等对板面的平整度影响极大，如果板面不平，将给后续的研磨与抛光带来极大的困难。

第七节    玻璃加工
玻 璃作为透明材料，因其良好的透光性和高的抗压强度而广泛地应用于建筑及其他许多领域。但是，普通单片玻璃抗折强度低，抗冲击强度低，在节能，安全，防范， 隔音，隔热等方面远远不能满足建筑技术发展的需要，使其应用受到了限制。为了既能保持普通玻璃的长处，又能弥补普通玻璃的不足，需要对玻璃进行深加工。

以 玻璃原片为基础，经过物理，化学或其他物理化学相组合的现代技术，使玻璃具有新的结构和形态的过程，称之为玻璃加工。它赋予了玻璃新的功能，提高了玻璃的 技术含量和附加值，拓宽了玻璃的应用领域。它不仅与建筑业和交通运输业（公路，铁路，航运，海运）密切相关，也早已成为电子信息，国防军工等高新技术不可 缺少的材料。
改革开放以来，我国加工玻璃的工艺技术，生产品种，生产规模都取得了长足的进步。目前，加工玻璃的主要品种有；钢化玻璃，涂膜玻璃，夹层玻璃，中空玻璃等。

    (4)加工玻璃基础研究投入少，科技开发能力低，企业陷于低价恶性竞争，为生存而挣扎，中国建材院，秦皇岛玻璃院资金投入减少。
1．钢化玻璃
玻璃实际强度大大低于理论强度的原因是玻璃表面存在大量微裂纹，据测定，在1㎜2表面有300个左右的微裂纹，它们是在生产，加工和使用过程中产生的。提高玻璃强度的方法有；
在玻璃表面复盖一层微晶材料或胶质材料，以避免表面损伤，减少微裂纹的产生。例如喷涂SnCl4，以形成SnO2层。
采用火抛光使微裂纹愈合或用氢氟酸腐蚀，使裂纹尖端曲率半径增大，以去除表面已经存在的微裂纹。
采用热钢化或化学钢化的方法使玻璃表面产生压应力，以抑制表面微裂纹的扩展。
1.1玻璃的热钢化
    把玻璃加热到一定温度后，在冷却介质中急剧均匀冷却，使玻璃的内层和表层产生很大的温度梯度，在玻璃尚处于粘滞状态时，虽有温度梯度而无应力，玻璃固化后，原松驰应力逐步转化为永久应力，在玻璃表面形成均匀分布的压应力层。
1.2玻璃的化学钢化
把加热的含碱玻璃浸于熔融的盐浴中，通过玻璃与熔盐的离子交换改变玻璃表面的化学组成，使玻璃表面形成压应力层达到提高玻璃强度的目的。
低温型处理工艺以熔盐中半径大的离子（K+）置换玻璃中半径小的离子（Na+），使玻璃表面因挤压而产生压应力层，其应力大小取决于交换离子的体积效应。
高温型处理工艺 在玻璃转变温度以上，以熔盐中半径小的离子置换玻璃中半径大的离子，在玻璃表面形成热膨胀系数比主体玻璃小的薄层，冷却时在玻璃表面形成压应力，其大小取决于两者的热膨胀系数之差。
2．镀膜玻璃
采用镀膜法对窗用玻璃进行深加工是玻璃增添新的性能，拓宽新的用途的重要途径之一。镀膜的方法有溶液中沉积，化学气相沉积，物理气相沉积和电化学沉积四种类型。
2.1气溶胶法
把 金属盐类溶于乙醇或蒸馏水中制成高度均匀的气溶胶液，再将其喷涂于灼热的玻璃表面，在玻璃表面生成一层牢固的金属氧化物薄膜。例如，将硝酸铜溶解于由水， 乙醇，醋酸和丙酮配制成的混合液中，将硝酸铜溶液喷雾到已加热到600-700℃的玻璃表面上，经热分解而得的氧化铜CuO或氧化亚铜Cu2O与玻璃中的 SiO2作用生成CuSiO3，固结在玻璃表面，制成能吸收紫外线的涂层玻璃。
2.2溶胶凝胶法
将金属醇化物的有机溶液经水解，缩聚而成溶胶，把具有一定粘度的溶胶涂覆（喷涂，浸涂，旋转涂膜）于玻璃表面，在低温中加热分解制成涂膜玻璃。用于制造彩色玻璃，光致变色玻璃等。
2.3蒸发镀膜（真空镀膜）
材料在真空下蒸发并凝结于玻璃表面，再经高温热处理后，形成附着力很强的膜层。蒸发镀膜在真空中进行，为避免残余气体对膜的成分和性能产生影响，要求残余气体的压力在1-0。1Pa。
在 选用蒸发材料时，对于化学元素，既不能用难以蒸发的难熔金属，也不能用虽易蒸发但在凝结期间易与残余气体反应造成膜成分波动的Zn,Cd,Ga,Sn, Sb等；对于化合物，只宜选用简单组成的化合物，因其蒸发时常以原化学计量比成膜，具有复杂负离子的化合物几乎都要离解，不宜选用。一些简单的卤化物可以 无任何离解的蒸发，生产上常用CaF2,MgF2,AlF3,LaF3等。硫化物如ZnS 在蒸发时易分解为Zn和S，但凝结时仍能复合成ZnS膜；对于合金材料，蒸气成分和膜成分取决于组分的蒸气压及活性系数是否相同或相近，如相差过大，易挥 发成分先行气化而出现成分分馏现象。
材料蒸发的方式有；直接电阻加热蒸发和间接电阻加热蒸发，间歇蒸发和连续蒸发。直接电阻加热是把蒸发材料制成 线材或棒材，通电加热使之蒸发，这种方法目前很少使用。简接电阻加热的方法有；容器加热蒸发源，辐射加热蒸发源和电子束加热等。目前生产高纯膜普遍采用电 子束加热。蒸发材料放在水冷坩埚中，高能电子束在蒸发材料表面产生高温而使材料蒸发。在制造厚膜时或连续生产时，采用连续蒸发加热。
当蒸汽原子在玻璃表面滞留时，原子的不断扩散形成不均匀的晶核，由于蒸汽原子不断地冲击表面，使相邻的晶核长大而聚结，直到形成连续的膜。
2.4阴极溅射法镀膜
在 阴极溅射镀膜装置中，两个电极安装在真空室内，以镀膜材料制成阴极靶，以衬底支架为阳极，其上放置待镀玻璃。由辉光放电产生的正离子轰击阴极靶，从靶中溅 出的中性粒子穿过工作气体而凝结在玻璃表面上。与蒸发镀膜相比，原子的动能高，荷电粒子数量多，入射粒子和高能中性粒子对衬底表面有强烈影响（变粗糙，穿 透等），膜质渗杂多。
2.5离子镀法镀膜
这是一种把真空镀膜的蒸发工艺和溅射法的溅射工艺相结合的新工艺。即蒸发后的气体在辉光放电中因撞击反应而形成离子，离子在电场中被加速，而后在玻璃表面凝结成膜。其优点是；膜的附着力强，膜的密度高，镀膜效率高，对于复杂形状的待镀材料，也能有相对均匀

的镀层。
2.6贴膜玻璃
用 特种胶将多层聚酯膜（玻璃膜）贴在普通平板玻璃表面，即制成贴膜玻璃。玻璃膜分建筑用，汽车用和安全用（又称铁甲玻璃）三种；美国于20世纪30年代研制 成功安全膜，最早应用于宇航。我国从1993年开始使用进口的安全膜，最初应用于银行，运钞车，近年已应用于公用建筑。建筑贴膜玻璃分二种。
热反射玻璃，能透过大部分可见光和近红外线，能阻挡大部分远红外线，能有效降低室内温度。据上海市测定，在室外温度为38-39℃时，采用热反射玻璃的房间比采用普通玻璃的房间低3。5℃。
低幅射玻璃（Low-E玻璃）能透过太阳的短波辐射热使之进入室内，能反射90%以上的室内物体辐射的红外线使之保留在室内，有良好的保温节能效果。
3．夹层玻璃
夹层玻璃是由两片或两片以上的玻璃用合成树脂胶片（聚乙烯醇缩丁醛薄膜）粘结在一起的安全玻璃。
3.1生产工艺
（1）洗涤与干燥，以去除玻璃原片的油污及杂物，去除中间膜片的NaHCO3粉.
（2）洒粉 玻璃进行配对合片时，为防止板面擦伤或防止玻璃热弯时粘片，先在下玻璃表面上喷洒滑石粉，再把上玻璃合上。制造弯夹层玻璃时，送入热弯炉用槽沉法进行玻璃热弯。
（3）人工铺膜 先扫除玻璃表面的滑石粉，再将经洗涤，干燥的中间膜切裁后铺在玻璃片之间。
（4）预热预压 以驱除玻璃板与膜片之间的残余空气，以及使中间膜能初步粘住两片玻璃，预热是在100-150℃的预热炉中进行。
（5）热压胶合 主要生产方法有真空蒸压釜法和辊子法两种。
采 用真空蒸压釜法时，把夹膜合片后的玻璃板放入蒸压釜中，先抽真空脱气，后加热预粘合，再继续加压胶粘而成。以油作介质时，用蒸汽将油加热到约130℃，用 泵把油压升到1.5MPa，热压时间为95min。以空气为介质时，用蒸汽将空气加热到135-150℃，通入压力为1.1-1.4MPa的压缩空气，热 压90min
采用辊子法时，把夹膜合片后的玻璃板放在辊子上用夹棍排气，而后再加温加压。这种方法的优点是能自动化连续生产，但不能生产复杂形状的制品。
3.2品种
普通夹层玻璃(SR) 由两片3mm玻璃和一片0.38mmPVB胶片压制而成。耐冲击性的抗贯穿高度为1m。
抗贯穿性夹层玻璃(HPR) 采用0.76 mm的高抗贯穿能力的胶片（称HPR）。耐冲击性的抗贯穿高度为3.66m。
加天线的弯夹层玻璃 在中间膜中焊入0。10-1。10 mm的铜线。
电热线夹层玻璃 把夹层玻璃中的电热线通电加热，使玻璃保持一定的温度，防止玻璃表面在冬季结雾，结霜。电热线常选用丝径较细的钨丝。
导电膜夹层玻璃 在玻璃板上喷涂四氯化锡溶液，形成一层氯化锡导电膜，由于不加电热线，故不影响视线。
3.3夹层玻璃的性能
（1）安全性
    碎玻璃不脱落。在受到外力撞击或发生台风，地震等自然灾害时，普通玻璃会碎裂而脱落，容易伤人。夹层玻璃破碎时，只产生“蜘蛛网“状的微裂纹，碎玻璃仍牢固地粘附在PVB胶片上而不致脱落伤人。
    抗穿透性强。受冲击时，PVB胶片可吸收冲击能量，作为汽车玻璃时，既能阻止外来冲击物进入窗内，也能阻止人员穿透玻璃冲出窗外；作为防弹玻璃，适用于银行，邮局的柜台和运钞车的防护
能防止二次事故发生。用夹层玻璃作汽车前风挡玻璃，遇到交通事故时，碎玻璃不脱落，仍能保持透光性，不会影响视线，不会引发二次事故。钢化玻璃破碎时，会产生视觉障碍，容易导致二次事故的发生。
防盗性好，门窗是建筑物防盗的薄弱部位，安装夹层玻璃后，即使玻璃破碎，碎玻璃也仍然牢固地粘附在薄膜上，使门窗的防盗性大为增强。用于汽车门窗时，也能有效地提高安全防范性。
（2） 隔音性 夹层玻璃中PVB的粘弹性对声音传播具有高阻尼作用，能大幅度降低玻璃谐振频率引起的重合效应，增强了玻璃的隔音效果。厚度为6。76mm的夹层玻璃（两 块3。0 mm的单片玻璃+0。76 mm厚的薄膜）与厚度为6。0mm的单片玻璃相比，其隔声量对比如图所示。
（3）隔热性 通过选用不同的PVB薄膜和一定功能的玻璃，可以提高夹层玻璃的隔热性。
    彩色PVB胶片 由彩色PVB胶片制成的有色夹层玻璃可以阻止阳光的热量进入室内，减少空调器负荷。
    热反射涂膜玻璃 由热反射涂膜玻璃制成的夹热玻璃能反射太阳光的大部分热量，适合于装有空调的建筑。
    低反射涂膜玻璃 由低反射涂膜玻璃制成的夹热玻璃能将大部分红外线和远红外线反射回室内，阻止室内热量散失，适合于需要供暖的建筑。
（4）抗紫外线 当PVB胶片含有吸收抗紫外线的添加剂时，夹层玻璃能吸收99%的紫外线，不仅能有效防止皮肤受紫外线伤害，也能有效地防止室内家具，文件资料的褪色与受损。
4．中空玻璃
4.1中空玻璃的结构
中空玻璃的结构如图所示；
中空玻璃由玻璃，间隔框，密封胶和干燥剂组成。
    玻璃  玻璃是组成中空玻璃最主要的材料，可以是普通浮法玻璃，镀模玻璃（热反射玻璃，低辐射玻璃），吸热玻璃（着色玻璃），安全玻璃（钢化玻璃，夹层玻璃）等。
    间隔框 间隔框为铝框，它决定空气层厚度，而空气层厚度对中空玻璃的隔热性至关重要。
    密封胶 密封胶分第一道密封胶和第二道密封胶两种。第一道胶选用聚硫胶，硅酮胶和聚氨脂胶，最常用的是聚硫胶，主要起粘结玻璃与框架的作用；第二道密封胶选用热融性丁基胶，它对水汽的扩散率很低，，对延长中空玻璃的使用寿命作用很大。
    单道密封时只使用第一道胶，由聚硫胶将玻璃与铝框粘结牢固，但抗水性差，水汽容易进入夹层造成结露而使中空玻璃失效。双道密封则在第一道密封的基础上最增加一道丁基胶密封，有效地延长了中空玻璃的使用寿命。
    干燥剂 常用的干燥剂为分子筛，它能吸收空气层的水汽，使空气保持干燥而不结露。空气层中的湿气部分来源于制造中空玻璃时空气原来含有的湿气，另一部分则是中空玻璃在使用过程中通过玻璃渗透而入的湿气。
4.2中空玻璃的性能
中空玻璃的性能取决定于中空玻璃的结构，其隔热性，隔音性，透光性可通过选用不同性质的玻璃和不同厚度的空气层来控制。
（1）        隔热性
中空玻璃的热阻R总= RI +∑RG +∑RA + RO

式中RI，RO为中空玻璃内，外表面的热阻，对于一定的使用埸所，为定值。
      ∑RG为单片玻璃的热阻之和
      ∑RA为各空气层的热阻之和
玻璃的热阻
    普通玻璃的导热系数为0。77 W/m2K,是空气的27倍。要增大玻璃的热阻，不能单纯依靠增大玻璃的厚度，而需要选用特殊性能的一些玻璃。例如：低辐射玻璃，对可见光的透过率与普通 玻璃相同，但能将室内的红外线和远红外线全部反射回去，避免室内热量散失，适用于在寒冷地区使用；热反射玻璃，能将大部分太阳能反射回去，阻止太阳能进入 室内，适用于需要安装空调的地区使用；吸热玻璃，对热的吸收率很高，吸收太阳光的热量后能向两侧释放，如果在吸热玻璃的一侧再增加一层反射膜，则阻止太阳 热能进入室内的效果更好。
    空气层热阻 空气的导热系数很小，为0。028 W/m2K，而且夹层内的空气没有对流，因而增加空气层厚度，能明显增大热阻。空气层厚度D与中空玻璃导热系数K的关系示于下图，当D小于10mm时，空 气层中没有对流，随着D增大，K减小；当D大于10mm时，对流传热增大，随着D的增大，K值减小的幅度下降；当D大于20mm时，K值几乎不再变化。从 隔热效果与经济性两方面考虑，空气层厚度以12 mm为最佳。用导热系数低的气体如氩气代替夹层中的空气也能增强中空玻璃的隔热效果。
  （2）隔音效果
单片玻璃能使噪音降低20-22dB,双层中空玻璃能使噪音降低29-30 dB，为提高隔音效果，可采用下述措施；
选用厚度不对称的玻璃板。
在空气夹层中充填特种气体，如SF6。
利用PVB对声波的阻尼作用，采用夹层玻璃制造中空玻璃。
采用上述方法后，中空玻璃可使噪音降低45dB，能使80dB的交通噪音降低到35dB，适于临街建筑使用。

绝对不是为了积分啊--附件弄不上来----只好贴贴了-----

没看到附件，最好有标准号的资料

过来学习到了，谢谢分享，我也下了一部分

下载了.谢谢

苍天啊!从来没有看过这么长的贴子,超有才呀.没看一段就困了.可以治失眠症呐.

呵呵，学习了，的确够长的。
不过也学习了很多以前不知道的关于玻璃的知识。

不过，这个放在这个版面似乎不合适啊。