半岛体育官方网站玻璃材料的种类及特性

　　玻璃的主要成分是二氧化硅，玻璃质地硬且脆，是一种无色的透明材料，并可添加各种 成分制成茶色玻璃、淡墨色玻璃、钴蓝色玻璃等。 玻璃按主要成分分类： 玻璃按主要成分可以分为非氧化物玻璃和氧化物玻璃。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。 氧化物玻璃又分为硅酸盐玻璃、 硼酸盐玻璃、 磷酸盐玻璃等。 氧化物玻璃通常按玻璃中二氧化硅以及碱金属、碱土金属氧化物的不同含量，又分为： 1.石英玻璃 石英玻璃的二氧化硅含量大于 99.5％，其热膨胀系数低、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。石英玻璃多用于半导体、电光源、光导通 信、激光等技术和光学仪器中。 2.高硅氧玻璃 高硅氧玻璃的二氧化硅含量约 96％，其性质与石英玻璃相似。 3.钠钙玻璃 钠钙玻璃以二氧化硅含量为主，还含有 15％的氧化钠和 16％的氧化钙，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％。钠钙玻璃可用于生产玻璃瓶罐、平 板玻璃、器皿、灯泡等。 4.铅硅酸盐玻璃 铅硅酸盐玻璃主要成分有二氧化硅和氧化铅， 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、晶质玻璃器皿图（如图为 JAZZ 系列水 晶餐具） 、火石光学玻璃等 5.铝硅酸盐玻璃 铝硅酸盐玻璃以二氧化硅和氧化铝为主要成分，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 又称耐热玻璃或硬质玻璃， 以氧化硅和氧化钡为主要成分， 具有良好的耐热性和化学稳 定性，硼硅酸盐玻璃发明于 1912 年，其商标名为 Pyrex。 它是第一种耐高温， 有较好抗热冲击能力的玻璃材料 （如图硼硅酸盐玻璃材料制作的玻璃珠 宝） 。硼硅酸盐玻璃可以用来制作咖啡壶、炉子、实验室用的玻璃器皿、吊灯（如图耐热玻 璃制作的吊灯）及其它在高温环境中工作的设备。它抗酸和抗化学介质腐蚀的能力很强、热 膨胀率很低，因此被用来制作天文望远镜的镜片和其它精密仪器。另外，硼硅酸盐玻璃还可 以用作树脂的强化纤维。 7.磷酸盐玻璃 磷酸盐玻璃以五氧化二磷为主要成分，折射率低、色散低，用于光学仪器中。 玻璃的基本性能有如下几方面： (一)强度 玻璃抗拉强度较弱，抗压强度较强。玻璃和陶瓷一样，也是脆性材料。 (二)硬度 玻璃的硬度较高，比一般金属硬，不能用普通刀具进行切割。根据玻璃的硬度可以选择 磨料、磨具和其它的加工方法。

　　(三)光学特性 玻璃是一种高度透明的物质。如普通平板玻璃，能透过可见光线%，紫外线 大部分不能透过，但红外线较易通过。 (四)电学性能 常温下玻璃是电的不良导体。而温度升高时，玻璃的导电性迅速提高，熔融状态时变为 良导体。 (五)热性质 玻璃是热的不良导体，一般承受不了温度的急剧变化。 (六)化学稳定性 玻璃的化学性质较稳定。玻璃的耐酸腐蚀性较高，而耐碱腐蚀性较差。玻璃长期受大气 和雨水的侵蚀，会在表面产生磨损，失去表面的光泽。尤其一些光学玻璃仪器易受到周围介 质的作用，破坏玻璃的透光性，在使用和保存中应加以注意。 设计中常见的玻璃材料 玻璃是一种硬且脆的透明非晶体材料，具有良好的抗风化、抗化学介质腐蚀（氢氟酸、 碱除外）性。下面介绍几种常用的玻璃材料： 1.平板玻璃是建筑玻璃中用量最大的一类， 按表面状态可分为普通平板玻璃、 磨光玻璃、 磨砂玻璃、花纹玻璃等品种。 2.平板玻璃还可以通过着色、表面处理、复合等工艺制成具有不同色彩和各种特殊性能 的制品，如热反射玻璃、真空玻璃、镭射玻璃、中空玻璃、钢化玻璃、夹丝网玻璃、夹层玻 璃、颜色玻璃、低辐射镀膜玻璃等。 （二）器皿玻璃 器皿玻璃具有清洁卫生、美观、透明、化学稳定性高、不透气、易于密封、保持盛装物 品性质不变、可以多次周转使用、原料丰富、价格低廉等一系列优点，成为食品、医药、化 学工业广泛采用的包装材料。 玻璃瓶罐的主要缺点是机械强度低、 易破损和盛装单位物品的 重量大。 玻璃的热处理 玻璃制品的热处理，一般包括退火和淬火两种工艺。 1.退火 退火就是消除或减小玻璃制品中热应力的热处理过程。 为了消除玻璃中的永久应力， 必须将玻璃加热到低于玻璃转变温度附近的某一温度进行 保温均热，以消除玻璃各部分的温度梯度，使应力松弛。这个选定的保温均热温度，称为Fra Baidu bibliotek 火温度。 玻璃在退火温度下，由于黏度较大，应力虽然能够松弛，但不会发生可测得的变形。玻 璃的最高退火温度是指在此温度下经过 3 分钟保温可消除 95%的应力，一般相当于退火点 的温度，也叫退火上限温度；最低退火温度是指在此温度下经 3 分钟保温只能消除 5%的应 力，也叫退火下限温度。最高退火温度至最低退火温度之间称为退火温度范围。 玻璃制品的退火工艺过程包括加热、保温、慢冷及快冷四个阶段。 光学玻璃和某些特种玻璃制品，对退火的要求十分严格，必须要通过退火，使玻璃结构 均匀，以达到要求的光学性能，这种退火称为精密退火。薄壁制品（灯泡等）和玻璃纤维在 成型后，由于热应力很小，除适当地控制冷却速度外一般不再进行退火。 2.淬火 淬火就是使玻璃表面形成一个有规律、分布均匀的压力层（表面） ，以提高玻璃制品的 机械强度和热稳定性。 淬火玻璃同一般玻璃比较，其抗弯强度，抗冲击强度以及热稳定性等都有很大的提高。