玻璃 -矽酸鹽類非金屬材料

玻璃

玻璃在常溫下是一種透明的固體,在熔融時形成連續網路結構,冷卻過程中粘度逐漸增大並硬化而不結晶的矽酸鹽類非金屬材料。普通玻璃的化學組成是Na2O·CaO·6SiO2,主要成分是二氧化矽。廣泛套用于建築物,用來隔風透光,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出顏色的有色玻璃,和通過特殊方法製得的鋼化玻璃等。有時把一些透明的塑膠(如聚甲基丙烯酸甲酯)也稱作有機玻璃

  • 中文名稱
    玻璃
  • 外文名稱
    glass
  • 屬性
    非金屬,透明的固體物質
  • 主要成份
    二氧化矽
  • 發現者
    歐洲腓尼基人
  • 套用領域
    材料科學技術;無機非金屬材料
  • 套用歷史
    3700多年

簡單介紹

玻璃

玻璃

科技名詞定義中文名稱:玻璃英文名稱:glass定義:熔融後冷卻至固態未析晶的無定形物質。套用學科:材料科學技術(一級學科);無機非金屬材料(二級學科);玻璃(二級學科)

玻璃:一種較為透明的固體物質,在熔融時形成連續網路結構,冷卻過程中粘度逐漸增大並硬化而不結晶的矽酸鹽類非金屬材料。普通玻璃化學氧化物的組成(Na2O·CaO·6SiO2),主要成份是二氧化矽。廣泛套用于建築物,用來隔風透光,屬于混合物

中文名:   玻璃

外文名:   glass  

屬性:   非金屬,透明的固體物質  

發現:   歐洲腓尼基人  

主要成份:   二氧化矽  

套用學科:   材料科學技術;無機非金屬材料  

發展概述

歷史來源

最初由火山噴出的酸性岩凝固而得,約公元前3700年前,古埃及人已製出玻璃裝飾品和簡單玻璃器皿,當時隻有有色玻璃。約公元前1000年前,製造出無色玻璃。公元12世紀,出現了商品玻璃,並開始成為工業材料。18世紀,為適應研製望遠鏡的需要,製出光學玻璃;1874年,比利時首先製出平板玻璃。 

玻璃

1906年,美國製出平板玻璃引上機,此後,隨著玻璃生產的工業化和規模化,各種用途和各種性能的玻璃相繼問世。現代,玻璃已成為日常生活、生產和科學技術領域的重要材料。

3000多年前,一艘歐洲腓尼基人的商船,滿載著晶體礦物“天然蘇打”,航行在地中海沿岸的貝魯斯河上。由于海水落潮,商船擱淺了。于是船員們紛紛登上沙灘。有的船員還抬來大鍋,搬來木柴,並用幾塊“天然蘇打”作為大鍋的支架,在沙灘上做起飯來。

船員們吃完飯,潮水開始上漲了。他們正準備收拾一下登船繼續航行時,突然有人高喊:“大家快來看啊,鍋下面的沙地上有一些晶瑩明亮、閃閃發光的東西!”

船員們把這些閃爍光芒的東西,帶到船上仔細研究起來。他們發現,這些亮晶晶的東西上粘有一些石英砂和融化的天然蘇打。原來,這些閃光的東西,是他們做飯時用來做鍋的支架的天然蘇打,在火焰的作用下,與沙灘上的石英砂發生化學反應而產生的晶體,這就是最早的玻璃。後來腓尼基人把石英砂和天然蘇打和在一起,然後用一種特製的爐子熔化,製成玻璃球,使腓尼基人發了一筆大財。玻璃(22張)

大約在4世紀,羅馬人開始把玻璃套用在門窗上。到1291年,義大利的玻璃製造技術已經非常發達。

“       我國的玻璃製造技術決不能泄漏出去,把所有的製造玻璃的工匠都集中在一起生產玻璃!”

就這樣,義大利的玻璃工匠都被送到一個與世隔絕的孤島上生產玻璃,他們在一生當中不準離開這座孤島。

1688年,一名叫納夫的人發明了製作大塊玻璃的工藝,從此,玻璃成了普通的物品。

幾百年來,人們一直認為玻璃是綠色的,是無法改變的。後來發現綠色來自原料中少量的鐵,二價鐵的化合物使得玻璃顯綠色。在加入二氧化錳以後,原來的二價鐵變成三價鐵顯黃色,而四價錳被還原成三價錳呈紫色。光學上,黃色和紫色在一定程度上可以互補,混合在一起成為白光,玻璃就不偏色了。不過若幹年後,三價錳被空氣繼續氧化,紫色會逐漸增強,所以那些古老房屋的窗玻璃會略微帶點紫色。      

種類及套用

我們使用的玻璃是由石英砂、純鹼、長石及石灰石經高溫製成的。熔體在冷卻過程中黏度逐漸增大而得的不結晶的固體材料。性脆而透明。有石英玻璃、矽酸鹽玻璃、鈉鈣玻璃、氟化物玻璃、高溫玻璃、耐高壓玻璃、防紫外線玻璃、防爆玻璃等。通常指矽酸鹽玻璃,以石英砂、純鹼、長石及石灰石等為原料,經混和、高溫熔融、勻化後,加工成形,再經退火而得

。廣泛用于建築、日用、醫療、化學、電子、儀表、核工程等領域。

產業的發展

玻璃產業的發展起源于歐美國家,近幾年來,中國的玻璃企業產能擴張迅速,產能已與美國、德國等國家的產能相當,隨著國際玻璃產業逐漸向中國轉移以及中國本土企業研發、生產能力的提高,中國在未來幾年將成為全球最重要的的玻璃生產基地之一。

玻璃的分類

按生產工藝分類

熱熔玻璃:浮雕玻璃、鍛打玻璃、晶彩玻璃、琉璃玻璃、夾絲玻璃、聚晶玻璃、玻璃馬賽克、鋼化玻璃、夾層玻璃、中空玻璃、調光玻璃、發光玻璃。

陳設工藝品這一塊越來越多人關註,其中有很大一部分的工藝品造型由玻璃製造。      

簡單分類

玻璃簡單分類主要分為平板玻璃深加工玻璃。平板玻璃主要分為三種:即引上法平板玻璃(分有槽/無槽兩種)、平拉法平板玻璃和浮法玻璃。由于浮法玻璃具有厚度均勻、上下表面平整平行,再加上勞動生產率高及利于管理等方面的因素影響,浮法玻璃正成為玻璃製造方式的主流。而特種玻璃則品種眾多,下面按裝修中常見的品種一一說明:

一、 普通平板玻璃

玻璃

1、 3--4釐玻璃, mm在日常中也稱為釐。我們所說的3釐玻璃,就是指厚度3mm的玻璃。這種規格的玻璃主要用于畫框表面。

2、 5--6釐玻璃,主要用于外牆窗戶、門扇等小面積透光造型等等 。

3、 7--9釐玻璃,主要用于室內屏風等較大面積但又有架構保護的造型之中。  平板玻璃圖

4、 9--10釐玻璃,可用于室內大面積隔斷、欄桿等裝修項目。

5、 11--12釐玻璃,可用于地彈簧玻璃門和一些活動人流較大的隔斷。

6、 15釐以上玻璃,一般市面上銷售較少,往往需要訂貨,主要用于較大面積的地彈簧玻璃門和外牆整塊玻璃牆面。[1]

二、深加工玻璃

為達到生產生活中的各種需求,人們對普通平板玻璃進行深加工處理,主要分類為:

1、 鋼化玻璃。它是普通平板玻璃經過再加工處理而成一種預應力玻璃。鋼化玻璃相對于普通平板玻璃來說,具有兩大特征:

1) 前者強度是後者的數倍,抗拉度是後者的3倍以上,抗沖擊是後者5 倍以上。

2) 鋼化玻璃不容易破碎,即使破碎也會以無銳角的顆粒形式碎裂,對人體傷害大大降低。

2、 磨砂玻璃。它也是在普通平板玻璃上面再磨砂加工而成。一般厚度多在9釐以下,以5、6釐厚度居多。

3、 噴砂玻璃。性能上基本上與磨砂玻璃相似,不同的改磨砂為噴砂。由于兩者視覺上類同,很多業主,甚至裝修專業人員都把它們混為一談。

4、 壓花玻璃。是採用壓延方法製造的一種平板玻璃。其最大的特點是透光不透明,多使用于洗手間等裝修區域。

5、 夾絲玻璃。是採用壓延方法,將金屬絲或金屬網嵌于玻璃板內製成的一種具有抗沖擊平板玻璃,受撞擊時隻會形成輻射狀裂紋而不至于墮下傷人。故多採用于高層樓宇和震蕩性強的廠房。

6、 中空玻璃。多採用膠接法將兩塊玻璃保持一定間隔,間隔中是幹燥的空氣,周邊再用密封材料密封而成,主要用于有隔音隔熱要求的裝修工程之中。

7、 夾層玻璃。夾層玻璃一般由兩片普通平板玻璃(也可以是鋼化玻璃或其他特殊玻璃)和玻璃之間的有機膠合層構成。當受到破壞時,碎片仍粘附在膠層上,避免了碎片飛濺對人體的傷害。多用于有安全要求的裝修項目。

8、 防彈玻璃。實際上就是夾層玻璃的一種,隻是構成的玻璃多採用強度較高的鋼化玻璃,而且夾層的數量也相對較多。多採用于銀行或者豪宅等對安全要求非常高的裝修工程之中。

9、 熱彎玻璃。由優質平板玻璃加熱軟化在模具中成型,再經退火製成的曲面玻璃。樣式美觀,線條流暢,在一些高級裝修中出現的頻率越來越高。

10、玻璃磚。玻璃磚的製作工藝基本和平板玻璃一樣,不同的是成型方法。

其中間為幹燥的空氣。多用于裝飾性項目或者有保溫要求的透光造型之 中。

11、玻璃紙。也稱玻璃膜,具有多種顏色和花色。根據紙膜的性能不同,具有不同的性能。絕大部分起隔熱、防紅外線、防紫外線、防爆等作用。

12、LED光電玻璃。光電玻璃是一種新型環保節能產品,是LED和玻璃的結合體,既有玻璃的通透性,又有LED的亮度,主要用于室內外裝飾和廣告。

13、調光玻璃:通電呈現玻璃本質透明狀,斷電時呈現白色磨砂狀不透明,不透明狀態下,可以做為背投幕。        

成分分類

玻璃通常按主要成分分為氧化物玻璃和非氧化物玻璃。非氧化物玻璃品種和數量很少,主要有硫系玻璃和鹵化物玻璃。硫系玻璃的陰離子多為硫、硒、碲等,可截止短波長光線而通過黃 、紅光 ,以及近、遠紅外光,其電阻低,具有開關與記憶特徵。鹵化物玻璃的折射率低,色散低,多用作光學玻璃。

氧化物玻璃又分為矽酸鹽玻璃、硼酸鹽玻璃、磷酸鹽玻璃等。矽酸鹽玻璃指基本成分為SiO2的玻璃,其品種多 ,用途廣。通常按玻璃中SiO2以及鹼金屬、鹼土金屬氧化物的不同含量,又分為 :

①石英玻璃。SiO2含量大于99.5%,熱膨脹系數低,耐高溫,化學穩定性好,透紫外光和紅外光,熔製溫度高、粘度大,成型較難。多用于半導體、電光源、光導通信、雷射等技術和光學儀器中。

②高矽氧玻璃。SiO2含量約96%,其性質與石英玻璃相似。

③鈉鈣玻璃。以SiO含量為主,還含有15%的Na2O和16%的 CaO,其成本低廉,易成型,適宜大規模生產,其產量佔實用玻璃的90%。可生產玻璃瓶罐、平板玻璃、器皿、燈泡等。

④鉛矽酸鹽玻璃。主要成分有 SiO2 和 PbO ,具有獨特的高折射率和高體積電阻,與金屬有良好的浸潤性,可用于製造燈泡、真空管芯柱、晶質玻璃器皿、火石光學玻璃等。含有大量 PbO的鉛玻璃能阻擋X射線和γ射線。

⑤鋁矽酸鹽玻璃。以 SiO2和Al2O3為主要成分,軟化變形溫度高,用于製作放電燈泡、高溫玻璃溫度計、化學燃燒管和玻璃纖維等。

⑥硼矽酸鹽玻璃。以 SiO2和B2O3 為主要成分,具有良好的耐熱性和化學穩定性,用以製造烹飪器具、實驗室儀器、金屬焊封玻璃等。硼酸鹽玻璃以 B2O3為主要成分,熔融溫度低,可抵抗鈉蒸氣腐蝕。含稀土元素的硼酸鹽玻璃折射率高、色散低,是一種新型光學玻璃。磷酸鹽玻璃以 P2O5為主要成分,折射率低、色散低,用于光學儀器中。

(1)普通玻璃(Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2)

(2)石英玻璃(以純凈的石英為主要原料製成的玻璃,成分僅為SiO2)

(3)鋼化玻璃(與普通玻璃成分相同)

(4)鉀玻璃(K2O、CaO、SiO2)

(5)硼酸鹽玻璃(SiO2、B2O3)

(6)有色玻璃在(普通玻璃製造過程中加入一些金屬氧化物。Cu2O——紅色;CuO——藍綠色;CdO——淺黃色;CO2O3——藍色;Ni2O3——墨綠色;MnO2——紫色;膠體Au——紅色;膠體Ag——黃色)

(7)變色玻璃(用稀土元素的氧化物作為著色劑的高級有色玻璃)

(8)光學玻璃(在普通的硼矽酸鹽玻璃原料中加入少量對光敏感的物質,如AgCl、AgBr等,再加入極少量的敏化劑,如CuO等,使玻璃對光線變得更加敏感)

(9)彩虹玻璃(在普通玻璃原料中加入大量氟化物、少量的敏化劑和溴化物製成)

(10)防護玻璃(在普通玻璃製造過程加入適當輔助料,使其具有防止強光、強熱或輻射線透過而保護人身安全的功能。如灰色——重鉻酸鹽,氧化鐵吸收紫外線和部分可見光;藍綠色——氧化鎳、氧化亞鐵吸收紅外線和部分可見光;鉛玻璃——氧化鉛吸收X射線和r射線;暗藍色——重鉻酸鹽、氧化亞鐵、氧化鐵吸收紫外線、紅外線和大部分可見光;加入氧化鎘和氧化硼吸收中子流。

(11)微晶玻璃(又叫結晶玻璃或玻璃陶瓷,是在普通玻璃中加入金、銀、銅等晶核製成,代替不銹鋼和寶石,作雷達罩和飛彈頭等)。

(12)玻璃纖維(由熔融玻璃拉成或吹成的直徑為幾微米至幾千微米的纖維,成分與玻璃相同)

(13)玻璃絲(即長玻璃纖維)

(14)玻璃鋼(由環氧樹脂與玻璃纖維復合而得到的強度類似鋼材的增強塑膠)

(15)玻璃紙(用粘膠溶液製成的透明的纖維素薄膜)

(16)水玻璃(Na2SiO3)的水溶液,因與普通玻璃中部分成分相同而得名)

(17)金屬玻璃(玻璃態金屬,一般由熔融的金屬迅速冷卻而製得)

(18)螢石(氟石)(無色透明的CaF2,用作光學儀器中的棱鏡和透光鏡)        

性能分類

此外,玻璃按性能特點又分為:鋼化玻璃、多孔玻璃(即泡沫玻璃,孔徑約40,用于海水淡化、病毒過濾等方面)、導電玻璃(用作電極和飛機風擋玻璃)、微晶玻璃、乳濁玻璃(用于照明器件和裝飾物品等)和中空玻璃(用作門窗玻璃)等。        

汽車玻璃的分類

[2]汽車夾層玻璃

玻璃

夾層玻璃是指用一種透明可粘合性塑膠膜貼在二層或三層玻璃之間,將塑膠的強韌性和玻璃的堅硬性結合在一起,增加了玻璃的抗破碎能力,破碎後仍然能夠保持能見度。多用于汽車擋風玻璃。

汽車區域鋼化玻璃

區域鋼化玻璃是鋼化玻璃的一種新品種,它經過特殊處理,能夠在受到沖擊破裂時,其玻璃的裂紋仍可以保持一定的清晰度,保證駕駛者的視野區域不受影響。多用于汽車擋風玻璃及儀表保護屏。

通性

1.各向同性:均質玻璃在各個方向的性質如折射率、硬度、彈性模量、熱膨脹系數等性能相同。

2. 介穩性:當熔體冷卻成玻璃體時,它能在較低溫度下保留高溫時的結構而不變化。

3.可逆漸變性:熔融態向玻璃態轉化是可逆和漸變的。

4.連續性:熔融態向玻璃態轉變時物理化學性質隨溫度變化是連續的。

防火玻璃

防火玻璃主要有五種,其一是夾層復合防火玻璃,其二是夾絲防火玻璃,其三是特種防火玻璃,其四是中空防火玻璃,其五是高強度單層銫鉀防火玻璃。當然科技是在不斷的發展,所以相關的方面也是在不斷的改善,不同類別的玻璃它的效用是不一樣的,所以其相關的製作工藝以及使用用途是不同的,這是需要我們進行細致化考慮和分析的。

回收處理

由于玻璃的成分主要是二氧化矽,而二氧化矽是很難自然分解的,在自然環境下,需要100萬年的時間,所以為了保

護環境,我們要註意使用玻璃製品,要有回收利用的意識,每回收一個玻璃瓶所節省的能量足可以讓100瓦的燈泡亮4小時。

生產工藝

玻璃生產的主要原料有玻璃形成體、玻璃調整物和玻璃中間體,其餘為輔助原料。主要原料指引入玻璃形成網路的氧化物、中間體氧化物和網路外氧化物;輔助原料包括澄清劑、助熔劑、乳濁劑、著色劑、脫色劑、氧化劑和還原劑等。

玻璃生產工藝

主要包括:①原料預加工。將塊狀原料(石英砂、純鹼、石灰石、長石等)粉碎,使潮濕原料幹燥,將含鐵原料進行除鐵處理,以保證玻璃質量。②配合料製備。③熔製。玻璃配合料在池窯或坩堝窯內進行高溫(1550~1600度)加熱,使之形成均勻、無氣泡,並符合成型要求的液態玻璃。④成型。將液態玻璃加工成所要求形狀的製品,如平板、各種器皿等。⑤熱處理。通過退火、淬火等工藝,消除或產生玻璃內部的應力、分相或晶化,以及改變玻璃的結構狀態。

玻璃加工方法

磨砂玻璃加工方法:先將需要加工的平板玻璃平放在墊有粗呢或棉毯的工作台上,再在玻璃面上堆放適量的細金剛砂,用粗瓷碗反扣住金剛砂,用雙手輕壓碗底轉圈推動。也可使用較高號水磨石地面用的磨石研磨。研磨操作應從四周邊角開始逐步移向中間,直至把玻璃面研磨呈均勻的乳白色,達到透光不透視即可。

銀光刻花玻璃加工方法:先把平板玻璃用清水洗凈晾幹後滿塗石蠟,然後在石蠟上刻掉成各種花紋,用1:5濃度的氫氟酸溶液腐蝕玻璃面。最後倒去氫氟酸清除石蠟,用水把玻璃清洗幹凈為止。

其他如彩色玻璃可採用裱貼或噴塗方法加工,具體方法從略。在地面和立牆上彈線,令做好下部牆體結構、骨架立柱橫梁的固定,玻璃加工裁割安裝上部及全部木(金屬)骨架,玻璃安裝,鑲邊油漆及清理。

特種玻璃製作

1、一種具有防紫外線輻射功能的無色透明玻璃

2、強吸收紫外和紅外的綠色玻璃

3、一種牙科微晶玻璃及其製備方法和用途

4、低輻射中空鑲嵌玻璃

5、低氣孔率微晶玻璃的生產方法

6、自清潔玻璃

7、鍍彩色多層膜的玻璃及其生產方法

8、一種製造真空玻璃的新工藝

9、浮法生產壓花玻璃的方法及其裝置

10、耐火玻璃

11、微晶玻璃釉面磚製備工藝

12、一種納米二氧化鈦自清潔玻璃的低溫製備方法

13、納米真空鍍膜彩虹玻璃

14、生產夾層彩色安全玻璃的彩色漿液配方及生產工藝

15、耐熱防火超強鋼化安全玻璃板的製造方法

玻璃特徵

根據種類不同,玻璃有不同的特徵。下面按照建築玻璃分類方法分別介紹如下:

一、鏡片玻璃

1、良好的透視、透光性能(3mm、5mm厚的鏡片玻璃的可見光透射比分別為87%和84%)。對太陽光中近紅外熱射線的透過率較高,但對可見光折射至室內牆頂地面和家具、織物而反射產生的遠紅外長波熱射線卻有效阻擋,故可產生明顯的“暖房效應”。凈片玻璃對太陽光中紫外線的透過率較低;

2、隔聲、有一定的保溫性能;

3、抗拉強度遠小于抗壓強度,是典型的脆性材料;

4、有較高的化學穩定性,通常情況下,對酸鹼鹽及化學試劑盒氣體都有較強的抵抗能力,但長期遭受侵蝕性介質的作用也能導致變質和破壞,如玻璃的風化和發酶都會導致面板破壞和透光性能降低;

5、熱穩定性較差,極冷極熱易發生炸裂。

二、裝飾玻璃

1、彩色平板玻璃 可以拼成各類團,並有耐腐蝕抗沖刷、易清洗等特點。

2、釉面玻璃具有良好的化學穩定性和裝飾性。

3、壓花玻璃、噴花玻璃、乳花玻璃、刻花玻璃、冰花玻璃根據各自製作花紋的工藝不同,有各種色彩、觀感、光澤效果,富有裝飾性。

三、安全玻璃

1、鋼化玻璃 機械強度高、彈性好、熱穩定性好、碎後不易傷人、可發生自爆。

2、夾絲玻璃 受沖擊或溫度驟變後碎片不會飛散;可短時防止火焰蔓延;有一定的防盜、防搶作用。

3、夾層玻璃 透明度好、抗沖擊性能高、夾層PVB膠片粘合作用保護碎片不散落傷人,耐久、耐熱、耐濕、耐寒性高。

四、節能裝飾性玻璃

1、著色玻璃 有效吸收太陽輻射熱,達到蔽熱節能效果;吸收較多可見光,使透過的光線柔和;較強吸收紫外線,防止紫外線對室內影響;色澤艷麗耐久,增加建築物外形美觀。

2、鍍膜玻璃 保溫隔熱效果較好,易對外面環境產生光污染。

3、中空玻璃 光學性能良好、保溫隔熱性能好、防結露、具有良好的隔聲性能。

玻璃種類

裝飾玻璃

1.高級銀鏡玻璃。高級銀鏡玻璃,是採用現代先進位鏡技術,選擇特級浮法玻璃為原片,經敏化、鍍銀,鍍銅、塗保護漆等一系列工序製成的。其特點是成像純正、反射率高、色澤還原度好,影像亮麗自然,即使在潮濕環境中也經久耐用,是鋁鏡的換代產品,其使用範圍也大超出了鋁鏡產品。

玻璃

2.彩印玻璃。是攝影、印刷、復製技術在玻璃上套用的產物。

3.彩釉鋼化玻璃。彩釉鋼化玻璃是將玻璃釉料通過特殊工藝印刷在玻璃表面,然後經烘幹、鋼化處理而成。彩色釉料永久性燒結在玻璃表面上,具有抗酸鹼、耐腐蝕、永不褪色、安全高強等優點,並有反射和不透視等特徵。

4.彩繪玻璃。彩繪玻璃是一種套用廣泛的高檔玻璃品種。它是用特殊顏料直接著墨于玻璃上,或者在玻璃上噴雕成各種圖案再加上色彩製成的,可逼真地對原畫復製,而且畫膜附著力強,耐候性好,可進行擦洗。根據室內彩度的需要,選用彩繪玻璃,可將繪畫、色彩、燈光融于一體。如復製山水、風景、海濱叢林畫等用于門庭、中廳,將大自然的生機與活力剪裁入室。

5.噴砂玻璃。噴砂玻璃包括噴花玻璃和砂雕玻璃,它是經自動水準噴砂機或立式噴砂機在玻璃上加工成水準或凹雕圖案的玻璃產品。

平板玻璃特徵和用途

平板玻璃是傳統的玻璃產品,主要用于門窗,起著透光、擋風和保溫作用。要求無色,並具有較好的透明度和表面光滑平整,無缺陷。

平板玻璃的厚度分為2毫米、3毫米、4毫米、5毫米、6毫米,單片規格尺寸為300毫米×900毫米、400毫米×1600毫米和600毫米×2200毫米數種。其可見光線反射率在7%左右,透光率在82%~90%之間。

壓花玻璃特徵和用途

壓花玻璃又稱花紋玻璃和滾花玻璃,主要用于門窗、室內間隔、浴廁等處。

壓花玻璃表面有花紋圖案,可透光,但卻能遮擋視線,即具有透光不透明的特點,有優良的裝飾效果。

壓花玻璃的透視性,因距離、花紋的不同而各異。其透視性可分為:近乎透明可見的,稍有透明可見的,幾乎遮擋看不見的和完全遮擋看不見的。其類型分為:壓花玻璃、壓花真空鍍鋁玻璃、立體感壓花玻璃、彩色膜壓花玻璃等。厚度為3~5毫米。其規格較多,分為菱形壓花、方形壓花。安裝時花紋面朝向內側,可防髒污。

中空玻璃特徵和用途

中空玻璃是由兩層或兩層以上普通平板玻璃所構成。四周用高強度、高氣密,性復合粘結劑,將兩片或多片玻璃與密封條、玻璃條粘接密封,中間充入幹燥氣體,框內充以幹燥劑,以保證玻璃片間空氣的幹燥度。其特徵,因留有一定的空腔,而具有良好的保溫、隔熱、隔音等性能。主要用于採暖、空調、消聲設施的外層玻璃裝飾。其光學性能、導熱系數、隔音系數均應符合國家標準。

鋼化玻璃特徵和用途

鋼化玻璃又稱強化玻璃。它是利用加熱到一定溫度後迅速冷卻的方法,或是化學方法進行特殊處理的玻璃。它的特徵是強度高,其抗彎曲強度、耐沖擊強度比普通平板玻璃高3~5倍。安全性能好,有均勻的內應力,破碎後呈網狀裂紋。主要用于門窗、間隔牆和櫥櫃門。鋼化玻璃還在耐酸、耐鹼。一般厚度為2-5毫米。其規格尺寸為400毫米X900毫米、500毫米X1200毫米。

夾絲玻璃特徵和用途

夾絲玻璃別稱防碎玻璃。它是將普通平板玻璃加熱到紅熱軟化狀態時,再將預熱處理過的鐵絲或鐵絲網壓入玻璃中間而製成。它的特徵是防火性優越,可遮擋火焰,高溫燃燒時不炸裂,破碎時不會造成碎片傷人。另外還有防盜性能,玻璃割破還有鐵絲網阻擋。主要用于屋頂天窗、陽台窗。

高性能中空玻璃

高性能中空玻璃除在兩層玻璃之間封入幹燥空氣之外,還要在外側玻璃中間空氣層側,塗上一層熱性能好的特殊金屬膜,它可以阻隔太陽紫外線射入到室內的能量。其特徵是有較好的節能效果、隔熱、保溫,改善居室內環境。面板有八種色彩,富有極好的裝飾藝術價值。

玻璃馬賽克特徵和用途

玻璃馬賽克又叫作玻璃錦磚或玻璃紙皮磚。它是一種小規格的彩色飾面玻璃。一般規格為20毫米×20毫米、30毫米×30毫米、40毫米×40毫米。厚度為4-6毫米。屬于各種顏色的小塊玻璃質鑲嵌材料。面板有無色透明的,著色透明的,半透明的,帶金、銀色斑點、花紋或條紋的。正面是光澤滑潤細膩;背面帶有較粗糙的槽紋,以便于用砂漿貼上。特徵是:具有色調柔和、樸實、典雅、美觀大方、化學穩定性、冷熱穩定性好等優點。而且還有不變色、不積塵、容重輕、粘結牢等特徵,多用于室內局部,陽台外側裝飾。其抗壓強度、抗拉強度、盛開溫度、耐水、耐酸性均應符合國家標準。

夾層玻璃特徵和用途

夾層玻璃是安全玻璃的一種。它是在兩片或多片平板玻璃之間,嵌夾透明塑膠薄片,再經熱壓粘合而成的平面或彎曲的復合玻璃製品。其主要特徵是安全性好,破碎時,玻璃碎片不零落飛散,隻能產生輻射狀裂紋,不致于傷人。抗沖擊強度優于普通平板玻璃,防犯性好。並有耐光、耐熱、耐濕、耐寒、隔音等特殊功能。多用于與室外接壤的門窗。夾層玻璃的厚度,一般為6-10毫米,規格為800毫米X1000毫米、850毫米X1800毫米。

耐高溫玻璃特徵和用途

[5]耐高溫玻璃也叫作耐熱玻璃、耐溫玻璃、耐高溫的玻璃,耐高溫玻璃隸屬矽酸鹽玻璃系列,是指能夠耐受一定溫度的玻璃,一定溫度包括有明火存在的高熱場合以及無明火存在的熱空氣場合。

1.耐高溫玻璃、耐高溫高壓玻璃、壓力容器視鏡玻璃、通路視鏡玻璃、鍋爐專用耐高溫玻璃。

2.壁爐專用耐高溫玻璃、波峰焊設備專用耐高溫玻璃、烤箱專用耐高溫玻璃、觀火孔專用耐高溫玻璃。

3.化工通路用耐酸鹼玻璃、火電廠鋼鐵廠專用耐超高溫玻璃、電解鋁廠專用耐高溫玻璃、防爆高溫玻璃。

4.防輻射玻璃、透紫外線玻璃、防紫外線玻璃、透紅外線玻璃、隔紅外線玻璃、雷射防護玻璃等光學玻璃。

5.印染設備專用玻璃、地埋燈玻璃、各類燈具玻璃、礦用防爆玻璃、高溫玻璃視筒、耐高溫視鏡。

6.無損探傷、醫學檢測、各類物理化學檢驗用特種光學玻璃,電焊防護玻璃。

[6]耐高溫玻璃產品廣泛套用于電力、化工、冶金、工業製造、高溫爐的觀察窗,印刷廠、電子廠、機械設備等領域,耐高溫,耐冷熱溫差。可長期處在:180℃、300℃、450℃、760℃、1200℃、1700℃的高溫環境下工作。即使在一定的酸、鹼液體環境裏,產品性能依然保持穩定。

U型玻璃特徵和用途

[7]U型玻璃是一種新型牆體型材,U型玻璃的出現填補了玻璃型材的空白。在人們的傳統印象裏,玻璃通常都是平面的,更多地是用于門窗、幕牆等。伴隨著創意設計的不斷豐富,建築玻璃產品也得以極大豐富,不僅有玻璃家居、潔具,而且有了玻璃外牆,這種玻璃外牆材料就是U型玻璃。U型玻璃以其U型特征又被稱之為槽型玻璃。它利用廢舊玻璃和石英砂等非土材料製成的,具有節地、節能、節材、利廢、節約勞力、節省費用、保護環境、保護人體健康、安全、經濟實惠等多種經濟效益和社會效益。目前國產的U型玻璃厚度主要有6毫米的,和7毫米的,規格主要有 SQ1 260*41*6、SQ2 260*60*7、SQ3 330*41*6、SQ4 330*60*7、SQ5 500*41*6顏色多樣。可廣泛套用于廠房、倉庫、辦公樓、飯店、機場、車站、體育場館、住宅等建築的外表圍護和隔斷牆。目前已有國產U型鋼化玻璃,屬于安全玻璃。

保養

1、平時不要用力碰撞玻璃面,為防玻璃面刮花,最好鋪上台布。在玻璃家具上擱放東西時,要輕拿輕放,切忌碰撞。

2、日常清潔時,用濕毛巾或報紙擦拭即可,如遇污跡可用毛巾蘸啤酒或溫熱的食醋擦除,另外也可以使用目前市場上出售的玻璃清洗劑,忌用酸鹼性較強的溶液清潔。冬天玻璃表面易結霜,可用布蘸濃鹽水或白酒來擦拭,效果很好。

3、有花紋的毛玻璃一旦髒了,可用蘸有清潔劑的牙刷,順著圖樣打圈擦拭即可去除。此外,也可以在玻璃上滴點煤油或用粉筆灰和石膏粉蘸水塗在玻璃上晾幹,再用幹凈布或棉花擦,這樣玻璃既幹凈又明亮。

4、玻璃家具最好安放在一個較固定的地方,不要隨意地來回移動;要平穩放置物件,沉重物件應放置玻璃家具底部,防止家具重心不穩造成翻倒。另外,要避免潮濕,遠離爐灶,要與酸、鹼等化工試劑隔絕,防止腐蝕變質。

5、使用保鮮膜和噴有洗滌劑的濕布也可以讓時常沾滿油污的玻璃“重獲新生”。首先,將玻璃全面噴上清潔劑,再貼上保鮮膜,使凝固的油漬軟化,過十分鍾後,撕去保鮮膜,再以濕布擦拭即可。要想保持玻璃光潔明亮,必須經常動手清潔,玻璃上若有筆跡,可用橡皮浸水摩擦,然後再用濕布擦拭;玻璃上若有油漆,可用棉花蘸熱醋擦洗;用清潔幹布蘸酒精擦拭玻璃,可使其亮如水晶。

註意事項

1、在運輸過程中為了避免不必要的損失,一定要註意固定和加軟護墊。一般建議採用豎立的方法運輸。車輛也應該註意保持穩定、慢速。

2、玻璃安裝的另一面是封閉的話,要註意在安裝前清潔好表面。最好使用專用的玻璃清潔劑,並且要待其幹透後證實沒有污痕後方可安裝,安裝時最好使用幹凈的建築手套。

3、玻璃的安裝,要使用矽酮密封膠進行固定,在窗戶等安裝中,還需要與橡膠密封條等配合使用。

4、在施工完畢後,要註意加貼防撞警告標志,一般可以用不幹貼、彩色電工膠布等予以提示。

計量單位

計算玻璃用料及成本的計量單位為:

“重量箱” 或稱 “重箱”

英文為:weight case 或 weight box

一個重量箱等于2mm厚的平板玻璃10個平方的重量(重約50kg).

常用儀器

燒杯

主要用途:配製溶液、溶解樣品等;

使用註意事項:加熱時應置于石棉網上,使其受熱均勻,一般不可燒幹。

錐形瓶

主要用途:加熱處理試樣和容量分析滴定;

使用註意事項:除有與上相同的要求外,磨口錐形瓶加熱時要開啟塞,非標準磨口要保持原配塞。

碘瓶

主要用途:碘量法或其它生成揮發性物質的定量分析;

使用註意事項:除有與上相同的要求外,磨口錐形瓶加熱時要開啟塞,非標準磨口要保持原配塞。

圓(平)底燒瓶

主要用途:加熱及蒸餾液體;

使用註意事項:一般避免直火加熱,隔石棉網或各種加熱浴加熱。

圓底蒸餾燒瓶

主要用途:蒸餾;也可作少量氣體發生反應器;

使用註意事項:一般避免直火加熱,隔石棉網或各種加熱浴加熱。

凱氏燒瓶

主要用途:消解有機物質;

使用註意事項:置石棉網上加熱,瓶口方向勿對向自己及他人。

洗瓶

主要用途:裝純化水洗滌儀器或裝洗滌液洗滌沉淀;

使用註意事項:無。

量筒、量杯

主要用途:粗略地量取一定體積的液體用;

使用註意事項:不能加熱,不能在其中配製溶液,不能在烘箱中烘烤,操作時要沿壁加入或倒出溶液。

量瓶

主要用途:配製準確體積的標準溶液或被測溶液;

使用註意事項:非標準的磨口塞要保持原配;漏水的不能用;不能在烘箱內烘烤,不能用直火加熱,可水浴加熱。

滴定管

容量:25 50 100ml

主要用途:容量分析滴定操作;分酸式、鹼式;

使用註意事項:活塞要原配;漏水的不能使用;不能加熱;不能長期存放鹼液;鹼式管不能放與橡皮作用的滴定液。

微量滴定管

容量:1 2 3 4 5 10ml

主要用途:微量或半微量分析滴定操作;

使用註意事項:隻有活塞式;活塞要原配;漏水的不能使用;不能加熱;不能長期存放鹼液;鹼式管不能放與橡皮作用的滴定液。

自動滴定管

主要用途:自動滴定;可用于滴定液需隔絕空氣的操作;

使用註意事項:除有與一般的滴定管相同的要求外,註意成套保管,另外,要配打氣用雙連球。

移液管

主要用途:準確地移取一定量的液體;

使用註意事項:不能加熱;上端和尖端不可磕破。

刻度吸管

主要用途:準確地移取各種不同量的液體;

使用註意事項:不能加熱;上端和尖端不可磕破。

稱量瓶

主要用途:矮形用作測定幹燥失重或在烘箱中烘幹基準物;高形用于稱量基準物、樣品;

使用註意事項:不可蓋緊磨口塞烘烤,磨口塞要原配。

試劑瓶

分類:細口瓶、廣口瓶、下口瓶)

主要用途:細口瓶用于存放液體試劑;廣口瓶用于裝固體試劑;棕色瓶用于存放見光易分解的試劑;

使用註意事項:不能加熱;不能在瓶內配製在操作過程放出大量熱量的溶液;磨口塞要保持原配;放鹼液的瓶子應使用橡皮塞,以免日久打不開。

滴瓶

主要用途:裝需滴加的試劑;

使用註意事項:不能加熱;不能在瓶內配製在操作過程放出大量熱量的溶液;磨口塞要保持原配;放鹼液的瓶子應使用橡皮塞,以免日久打不開。

漏鬥

主要用途:長頸漏鬥用于定量分析,過濾沉淀;短頸漏鬥用作一般過濾;

使用註意事項:無。

分液漏鬥

分類:滴液 球形 梨形 筒形

主要用途:分開兩種互不相溶的液體;用于萃取分離和富集(多用梨形);製備反應中加液體(多用球形及滴液漏鬥);

使用註意事項:磨口旋塞必須原配,漏水的漏鬥不能使用。

試管

類別:普通試管、離心試管

主要用途:定性分析檢驗離子;離心試管可在離心機中借離心作用分離溶液和沉淀;

使用註意事項:硬質玻璃製的試管可直接在火焰上加熱,但不能聚冷;離心管隻能水浴加熱。

(納氏)比色管

主要用途:比色、比濁分析;

使用註意事項:不可直火加熱;非標準磨口塞必須原配;註意保持管壁透明,不可用去污粉刷洗。

冷凝管

類型:直形 球形 蛇形 空氣冷凝管

主要用途:用于冷卻蒸餾出的液體,蛇形管適用于冷凝低沸點液體蒸汽,空氣冷凝管用于冷凝沸點150℃以上的液體蒸汽;

使用註意事項:不可聚冷聚熱;註意從下口進冷卻水,上口出水。

抽濾瓶

主要用途:抽濾時接受濾液;

使用註意事項:屬于厚壁容器,能耐負壓;不可加熱。

表面皿

主要用途:蓋燒杯及漏鬥等;

使用註意事項:不可直火加熱,直徑要略大于所蓋容器。

研缽

主要用途:研磨固體試劑及試樣等用;不能研磨與玻璃作用的物質;

使用註意事項:不能撞擊;不能烘烤。

幹燥器

主要用途:保持烘幹或灼燒過的物質的幹燥;也可幹燥少量製備的產品;

使用註意事項:底部放變色矽膠或其它幹燥劑,蓋磨口處塗適量凡士林;不可將紅熱的 物體放入,放入熱的物體後要時時開蓋以免蓋子跳起或冷卻後打不開蓋子。

垂熔玻璃漏鬥

主要用途:過濾;

使用註意事項:必須抽濾;不能聚冷聚熱;不能過濾氫氟酸、鹼等;用畢立即洗凈。

垂熔玻璃坩堝

主要用途:重量分析中烘幹需稱量的沉淀;

使用註意事項:必須抽濾;不能聚冷聚熱;不能過濾氫氟酸、鹼等;用畢立即洗凈。

標準磨口組合儀器

主要用途:有機化學及有機半微量分析中製備及分離;

使用註意事項:磨口處勿需塗潤滑劑;安裝時不可受歪斜壓力;要按所需裝置配齊購置。

擦拭玻璃

1、擦細玻璃:先用毛巾將玻璃框擦幹凈,再用玻璃刮沾稀釋後的玻璃水溶液,均勻的從上到下塗抹玻璃,再重復以上工序,用玻璃刮從上到下刮幹凈,用幹毛巾擦凈框上留下的水痕,玻璃上的水痕一定要用玻璃刮擦幹凈,否則將會在玻璃上留下一道道痕跡。  2、將醋和水按1:2的比例調和,放入噴霧中,噴在玻璃上再擦抹,就可擦得非常幹凈。

3、在水盆中加入5%的阿摩尼亞溶液或汽油,用其清洗玻璃,待玻璃稍幹再用幹布擦抹幹凈,玻璃即可一塵不染,光亮透明。 在擦玻璃的時候,可選用擦窗器用不同的型號,看清是擦雙層玻璃的還是單層玻璃的。使用擦窗器方便、省力、安全。

4,如玻璃表面有發酶現象,可將氫氟酸(HF)與水1:8的比例調和(註意:超過1:8,會對手部造成損傷),拭擦玻璃。註意:一定要做好腐蝕防護工作,皮膚不可接觸HF,否則會嚴重腐蝕!拭擦完玻璃後,用清水再拭擦一遍,最後將玻璃擦幹。

新興技術

玻璃是一種古老的建築材料,隨著現代科技水準的迅速提高和套用技術的日新月異,各種功能獨特的玻璃紛紛問世,興旺了玻璃家族。

太陽能光伏玻璃

在節能減排壓力下,國內玻璃領軍企業紛紛發力新能源玻璃產品,不僅符合了國家政策,同時還拓展了企業發展新機遇。

並購重組利于發展

自去年以來,在節能減排和發展低碳經濟的背景下,政府監管部門多次召開專門會議,部署解決產業過剩的措施。

業內人士表示,建材行業產能過剩很明顯,業內企業重組迫在眉睫。新能源玻璃將是發展方向 節能減排、低碳經濟已經是一個繞不過去的話題,更是未來經濟發展的著力點。

打不碎玻璃

英國一家飛機製造公司發明了一種用于飛機上的打不碎玻璃,它是一種夾有碎屑黏合成透明塑膠薄膜的多層玻璃。這種以聚氯酯為基礎的塑膠薄膜具有黏滯的半液態稠度,當有人嘗試打碎它時,受打擊的聚氯酯薄膜會慢慢聚集在一起,並恢復自己特有的整體性。這種玻璃可用于轎車,以防盜車。

防彈玻璃

防彈玻璃是由玻璃(或有機玻璃)和優質工程塑膠經特殊加工得到的一種復合型材料,它通常是透明的材料,譬如PVB/聚碳酸酯纖維熱塑性塑膠(一般為力顯樹脂即lexan 樹脂也叫LEXAN PC RESIN)。它具有普通玻璃的面板和傳送光的行為,對小型武器的射擊提供一定的保護。最厚pc板能做到136毫米厚,最大寬度達2166毫米寬,有效時間達6664天。

可釘釘玻璃

日本三菱電子儀器實驗室研製成功的這種玻璃,是將硼酸玻璃粉和碳化纖維混合後加熱到1000攝氏度製成。它是採用硬質合金強化的玻璃,其最大斷裂應力為一般玻璃的2倍以上,無脆性弱點,釘釘和裝木螺絲,不用擔心破碎。

不反光玻璃

由德國SCHOTT玻璃公司開發的不反光玻璃,光線反射率僅在1%以內(一般玻璃為8%),從而解決了玻璃反光和令人目眩的頭痛問題。

防盜玻璃

匈牙利一家研究所研製的這種玻璃為多層結構,每層中間嵌有極細的金屬導線,萬一盜賊將玻璃擊碎時,與金屬導線相連線的警報系統會立即發出報警信號。

隔音玻璃

日本一家公司從德國引進技術,製造出一種新型隔音玻璃。這種玻璃是用厚達5毫米的軟質樹脂將兩層玻璃黏合在一起,幾乎可將全部雜音吸收殆盡,特別適合錄音室和播音室使用。它的價格相當于普通玻璃的5倍。

空調玻璃

這是一種用雙層玻璃加工製造的,可將暖氣送到玻璃夾層中,通過氣孔散發到室內,代替暖氣片。這不僅節約能量,而且方便、隔音和防塵,到了夏天還可改為送冷氣。

真空玻璃

日本平板玻璃公司開發的這種真空玻璃,是在兩片厚度為3毫米的玻璃之間設有0.2毫米間隔的1/100大氣壓的真空層,層內有金屬小圓柱支撐以防外部大氣壓使兩片玻璃貼到一起。這種真空玻璃厚度僅6.2毫米,可直接安裝在一般的窗框上。它具有良好的隔熱隔音效果,適用于民宅和高層建築的窗戶。

智慧型玻璃

美國研製的這種玻璃透明度能隨著視野角度變化而變化,它有一種特殊的高分子膜,其散光度、厚度、面積和形式都能由製造者自由選擇,利用它可以起到一定的保護和禁止作用。

全息玻璃

美國波士頓一研究小組開發的全息衍射玻璃,可將某些顏色的光線集中到選擇的方位。用這種玻璃的窗戶可將自然光線分解成光譜組合色,並將光線射向天花板進而反射至房間的各個角落,即使沒有窗戶的房間,也可以通過通風管從反射牆“得到”陽光,然後由孔眼將光線漫射到天花板上。

調溫玻璃

英國一家公司研製成功被稱為雲膠的熱變色調溫玻璃,它是一種兩面是塑膠薄膜和中間夾著聚合物水色溶劑的合成玻璃。它在低溫環境中呈透明狀,吸收日光的熱能,待環境溫度升高後則變成不透明的白雲色,並阻擋日光的熱能,從而有效起到調節室內溫度的作用。

生物玻璃

美國佛羅裏達大學研製出一種具有生物活性能和活性組織結合的新型生物玻璃。這種生物玻璃具有生物適應性,可用于人造骨和人造齒齦等方面。

天線玻璃

日本一家公司研製成功一種電視天線窗戶玻璃,這種玻璃內層嵌有很細的天線,安裝好後,室內電視機就能呈現出更為清晰的畫面。

薄紙玻璃

德國科學家製造出一種能用于光電子學、生物感測器、電腦顯示屏和其他現代技術領域的超薄型玻璃,它的厚度僅為0.003毫米。

信息玻璃

日本德島大學發明了一種能記錄信息的玻璃。它記錄信息時,先用光學顯微鏡將雷射集中在玻璃內部的某一點上,30微微秒即完成一次照射,留下一個記錄斑點,讀信息時,通過雷射掃描斑點來進行。這種記錄信息可在常溫下進行,其性能已高于目前使用的光碟。

泡沫玻璃

保加利亞的建材專家研製成功一種泡沫玻璃,它具有良好的生物穩定性,不腐爛,吸濕性差,便于加工,也容易與其他建築材料黏合。這種新型泡沫玻璃是在加入各種礦物成分的液體玻璃的基礎上製造成功的。

自潔玻璃

日本東京大學發明了一種二氧化鈦塗層玻璃,能防止污垢和水點聚積于表面,可達到自動清洗和防震的效果,可不費氣力清潔玻璃窗。

污染變色玻璃

美國加州大氣污染觀測實驗室研製出一種能探測污染的污染變色玻璃。這種玻璃受到污染氣體污染時能改變顏色,例如當受到酸性氣體污染時變成綠色、受到含胺氣體污染時變成黃灰色等,用它來製作污染檢測材料和標示材料將具有廣泛的用途。

排二氧化碳玻璃

日本工業技術院大阪工業技術研究所開發出可透過二氧化碳的玻璃膜,將它套用在居室的玻璃窗上,可將室內的二氧化碳氣體排出室外。它在不同的濕度下,透過的二氧化碳量不同,濕度越大,透過性越高。

玻璃的物態

玻璃的物態玻璃並不完全是固體

任何一種物質是什麽形態,決定于其原子或分子的排列方式和相互作用方式。原子間相互作用力強,位置固定,就是固體;原子間相互作用力弱,可自由移動,就是液體;原子間作用力極小,可自由擴散,就是氣體。

玻璃既不是晶態,也不是非晶態,也不是多晶態,也不是混合態。理論名稱叫玻璃態。[9]玻璃態在常溫下的特點是:短程有序,即在數個或數十個原子範圍內,原子有序排列,呈現晶體特征;長程無序,即再增加原子數量後,便成為一種無序的排列狀態,其混亂程度類似于液體。在巨觀上,玻璃又是一種固態的物質。

玻璃就是這樣一種物質。造成玻璃這種結構的原因是:玻璃的粘度隨溫度的變化速度太快,而結晶速度又太慢。當溫度下降,結晶剛剛開始的時候,粘度就已經變得非常大,原子的移動被限製住,造成了這種結果。所以,玻璃態類似于固態的液體,物質中的原子永遠都是處于結晶的過程中。

因此,玻璃中的原子位置看似固定,但是原子間依然有作用力促使它具備重新排列的趨勢。並不是一個穩定的狀態,這和石蠟中的原子狀態不同。所以,同樣不是晶體,常溫下,石蠟完全是固體,而玻璃卻可以被看作是粘度極大的液體。

揭示玻璃非固體之謎

[9]玻璃表面看上去是固體,實際上並不是。50多年來,科學家一直在嘗試弄清玻璃的本質。近日,英國、澳大利亞及日本的科學家聯合研究發現,玻璃無法成為固體的原因在于玻璃冷卻時所形成的特殊的原子結構。相關論文6月22日線上發表于《自然—材料學》(Nature Materials)上。

主要研究人員、英國布裏斯托爾大學的Paddy Royall說:“一些材料在冷卻時會形成結晶,其原子會以高度規則的模式進行排列,稱為“晶格”(lattice)。不過玻璃在冷卻時,原子擁堵在一起,幾乎隨機排列,妨礙了規則晶格的形成。”

在實驗中,為了觀察微觀原子的真實運動情況,研究人員利用較大的膠體微粒模擬原子,並用高倍顯微鏡進行觀察。結果發現,這些粒子形成的凝膠因為構成了二十面體結構而無法形成結晶——這與20世紀50年代布裏斯托爾大學的Charles Frank作出的預測相一致。這種結構解釋了為什麽玻璃是“玻璃”而不是液體或固體。

此次研究對于理解亞穩態材料來說是個重大的突破,它將使進一步開發金屬玻璃等新材料成為可能。另外,如果能夠通過操作使金屬在冷卻時形成玻璃一樣的內部結構,將有可能大大減少金屬缺陷。(科學網 梅進/編譯)

(《自然—材料學》(Nature Materials),doi:10.1038/nmat2219,C. Patrick Royall,Hajime Tanaka)

抗彎計算公式

抗彎強度的計算公式如下:[10]

P=8F1L/D——棒材

P=3F1L/AB——片材

式中

P——抗彎強度,Mpa;

F1——極限荷載力,N;

L——支點間的距離,m;

D——棒材的直徑,m;

A——片材的寬度,m;

B——片材的厚度,m.

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