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玻璃的生產工藝與用處 石英玻璃性能介紹

作者:創通石英 來源: 日期:2018/9/13 13:02:09 人氣:122 標簽:石英玻璃

         玻璃以石英砂、純堿、長石及石灰石等為原料,經混和、高溫熔融、勻化后,加工成形,再經退火而得。廣泛運用于建筑、日用、藝術、儀表等領域,種類豐富,性能優越。接下來請看我們介紹玻璃的生產工藝與用處,以及石英玻璃的性能如何。

石英玻璃的用處及性能

一、玻璃的生產工藝與用處

        玻璃的生產工藝包括:配料、熔制、成形、退火等工序.分別介紹如下:

        1. 配料,按照設計好的料方單,將各種原料稱量后在一混料機內混合均勻.玻璃的主要原料有:石英砂、石灰石、長石、純堿、硼酸等.

        2. 熔制,將配好的原料經過高溫加熱,形成均勻的無氣泡的玻璃液.這是一個很復雜的物理、化學反應過程.玻璃的熔制在熔窯內進行.熔窯主要有兩種類型:一種是坩堝窯,玻璃料盛在坩堝內,在坩堝外面加熱.小的坩堝窯只放一個坩堝,大的可多到20個坩堝.坩堝窯是間隙式生產的,現在僅有光學玻璃和顏色玻璃采用坩堝窯生產.另一種是池窯,玻璃料在窯池內熔制,明火在玻璃液面上部加熱.玻璃的熔制溫度大多在1300~1600゜C.大多數用火焰加熱,也有少量用電流加熱的,稱為電熔窯.現在,池窯都是連續生產的,小的池窯可以是幾個米,大的可以大到400多米

        3. 成形,是將熔制好的玻璃液轉變成具有固定形狀的固體制品.成形必須在一定溫度范圍內才能進行,這是一個冷卻過程,玻璃首先由粘性液態轉變為可塑態,再轉變成脆性固態.成形方法可分為人工成形和機械成形兩大類.

        A. 人工成形.又有(1)吹制,用一根鎳鉻合金吹管,挑一團玻璃在模具中邊轉邊吹.主要用來成形玻璃泡、瓶、球(劃眼鏡片用)等.(2)拉制,在吹成小泡后,另一工人用頂盤粘住,二人邊吹邊拉主要用來制造玻璃管或棒.(3)壓制,挑一團玻璃,用剪刀剪下使它掉入凹模中,再用凸模一壓.主要用來成形杯、盤等.(4)自由成形,挑料后用鉗子、剪刀、鑷子等工具直接制成工藝品.

        B. 機械成形.因為人工成形勞動強度大,溫度高,條件差,所以,除自由成形外,大部分已被機械成形所取代.機械成形除了壓制、吹制、拉制外,還有(1)壓延法,用來生產厚的平板玻璃、刻花玻璃、夾金屬絲玻璃等.(2)澆鑄法,生產光學玻璃.(3)離心澆鑄法,用于制造大直徑的玻璃管、器皿和大容量的反應鍋.這是將玻璃熔體注入高速旋轉的模子中,由于離心力使玻璃緊貼到模子壁上,旋轉繼續進行直到玻璃硬化為止.(4)燒結法,用于生產泡沫玻璃.它是在玻璃粉末中加入發泡劑,在有蓋的金屬模具中加熱,玻璃在加熱過程中形成很多閉口氣泡這是一種很好的絕熱、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.浮法是讓玻璃液流漂浮在熔融金屬(錫)表面上形成平板玻璃的方法,其主要優點是玻璃質量高(平整、光潔),拉引速度快,產量大 .

        4. 退火,玻璃在成形過成中經受了激烈的溫度變化和形狀變化,這種變化在玻璃中留下了熱應力.這種熱應力會降低玻璃制品的強度和熱穩定性.如果直接冷卻,很可能在冷卻過程中或以后的存放、運輸和使用過程中自行破裂(俗稱玻璃的冷爆).為了消除冷爆現象,玻璃制品在成形后必須進行退火.退火就是在某一溫度范圍內保溫或緩慢降溫一段時間以消除或減少玻璃中熱應力到允許值.

        此外,某些玻璃制品為了增加其強度,可進行剛化處理.包括:物理剛化(淬火),用于較厚的玻璃杯、桌面玻璃、汽車擋風玻璃等;和化學剛化(離子交換),用于手表表蒙玻璃、航空玻璃等.剛化的原理是在玻璃表面層產生壓應力,以增加其強度.

 

二、石英玻璃的性能

        石英玻璃屬酸性材料,除氫氟酸和熱磷酸外,對其它任何酸均表現為惰性,是較好的耐酸材料.在常溫下堿和鹽對石英玻璃的腐蝕程度也是極微的,因此不排除在這些試劑中使用石英玻璃.

        透明石英玻璃比不透明石英玻璃具有更好的化學穩定性,這是因為后者由于氣泡的存在暴露在腐蝕液中的表面積增加所致.

        石英玻璃具有很高的介電強度和極低的導電率,即是在高溫、高壓和高頻下,仍能保持很高的介電強度和電阻,在所應用的頻帶內幾乎沒有介電損耗,因此石英玻璃是優良的高溫介電絕緣材料.

        石英玻璃的光學性能有其獨到之處,它既可以透過遠紫外光譜,是所有透紫外材料更優者,又可透過可見光和近紅外光譜.用戶可以根據需要,從185-3500mμ波段范圍內任意選擇所需品種.由于石英玻璃耐高溫,熱膨脹系數極小,化學熱穩定性好,氣泡、條紋、均勻性、雙折射又可與一般光學玻璃媲美,所以它是在各種惡劣場合下工作具有高穩定度光學系統的必不可少的光學材料.

        石英玻璃的熱膨脹系數小,為5.5*10-7/℃,只有普通玻璃的1/12~1/20.部標準規定將試樣灼燒到1200℃后急速投到冷水中,反復三次以上不允許炸裂.石英玻璃加入適量鈦元素后還可做成零膨脹系數的材料,在激光技術、天文和尖端技術中已得到應用.

 

 

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