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玻璃品種多,用途廣,除了常見常用的石英玻璃、鋼化玻璃以外,還有光學玻璃、變色玻璃、夾層玻璃等各種類型。由于玻璃種類豐富,想要挑選合適的類型便更顯重要。為了能夠找到合適的玻璃制品,我們需要對各種玻璃有所了解,熟悉玻璃的特點。
玻璃既不是晶態(tài),也不是非晶態(tài),也不是多晶態(tài),也不是混合態(tài)。理論名稱叫玻璃態(tài)。玻璃態(tài)在常溫下的特點是:短程有序,即在數(shù)個或數(shù)十個原子范圍內(nèi),原子有序排列,呈現(xiàn)晶體特征;長程無序,即再增加原子數(shù)量后,便成為一種無序的排列狀態(tài),其混亂程度類似于液體。在宏觀上,玻璃又是一種固態(tài)的物質(zhì)。
玻璃就是這樣一種物質(zhì)。造成玻璃這種結(jié)構(gòu)的原因是:玻璃的粘度隨溫度的變化速度太快,而結(jié)晶速度又太慢。當溫度下降,結(jié)晶剛剛開始的時候,粘度就已經(jīng)變得非常大,原子的移動被限制住,造成了這種結(jié)果。所以,玻璃態(tài)類似于固態(tài)的液體,物質(zhì)中的原子永遠都是處于結(jié)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。并不是一個穩(wěn)定的狀態(tài),這和石蠟中的原子狀態(tài)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較大的液體。
石英玻璃具有較低的熱膨脹系數(shù),高的耐溫性,較好的化學穩(wěn)定性,優(yōu)良的電絕緣性,低而穩(wěn)定的超聲延遲性能,較佳的透紫外光譜性能以及透可見光及近紅外光譜性能,并有著高于普通玻璃的機械性能。因此它是近代高等技術(shù)中空間技術(shù)、原子能工業(yè)、國防裝備、自動化系統(tǒng),以及半導體、冶金、化工、電光源、通訊、輕工、建材等工業(yè)中不可缺少的優(yōu)良材料之一。
石英玻璃是用天然結(jié)晶石英(水晶或純的硅石),或合成硅烷經(jīng)高溫熔制而成。熔融后的產(chǎn)品具有較好的加工性能,在較高的粘度范圍內(nèi),可以將管和棒進行有如普通玻璃細工一樣的熱加工,還可以用金剛石或碳化硅制成的磨具進行高速機械加工,從而制成各種復雜形狀的儀器和特種制品。石英玻璃的性能主要取決于它的純度,其次是工藝過程或熱工制度。微量雜質(zhì)的存在將給石英玻璃的使用性能帶來重大的影響;同時由于工藝過程或熱工制度的稍有疏忽,將給外觀質(zhì)量帶來多種多樣的缺點,產(chǎn)生大量的廢次產(chǎn)品。
相關(guān)概念
玻璃是非晶無機非金屬材料,一般是用多種無機礦物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸鋇、石灰石、長石、純堿等)為主要原料,另外加入少量輔助原料制成的。它的主要成分為二氧化硅和其他氧化物。普通玻璃的化學組成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等,主要成分是硅酸鹽復鹽,是一種無規(guī)則結(jié)構(gòu)的非晶態(tài)固體。廣泛應用于建筑物,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(xiàn)出顏色的有色玻璃,和通過物理或者化學的方法制得的鋼化玻璃等。有時把一些透明的塑料(如聚甲基丙烯酸甲酯)也稱作農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系玻璃。
二氧化硅,化學術(shù)語,純的二氧化硅無色,常溫下為固體,化學式為SiO?,不溶于水。不溶于酸,但溶于氫氟酸及熱濃磷酸,能和熔融堿類起作用。自然界中存在有結(jié)晶二氧化硅和無定形二氧化硅兩種。二氧化硅用途很廣泛,主要用于制玻璃、水玻璃、陶器、搪瓷、耐火材料、氣凝膠氈、硅鐵、型砂、單質(zhì)硅、水泥等,在古代,二氧化硅也用來制作瓷器的釉面和胎體。一般的石頭主要由二氧化硅、碳酸鈣構(gòu)成。
有色玻璃又名吸熱玻璃,泛指加入彩色藝術(shù)玻璃著色劑后呈現(xiàn)不同顏色的玻璃。
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