隨著浮法玻璃技術的出現(xiàn)，大批量制造平整均勻的優(yōu)異玻璃成為可能，同時也使深加工玻璃的種類愈加豐富。除了常用的高度度鋼化玻璃以外，還有注重隱私保護的磨砂玻璃、調光玻璃，增強防彈安全性能的夾層玻璃、夾絲玻璃等。在本篇文章中，我們將主要介紹玻璃有哪些生產工藝方法，說明玻璃有哪些配方計算方法。

一、玻璃有哪些生產工藝方法

        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(xiàn)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(xiàn)在,池窯都是連續(xù)生產的,小的池窯可以是幾個米,大的可以大到400多米2.

        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(tài)轉變?yōu)榭伤軕B(tài),再轉變成脆性固態(tài).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(xù)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(fā)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(yōu)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(wěn)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).為了清理冷爆現(xiàn)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清理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、玻璃有哪些配方計算方法

        玻璃配方的計算方式歸納起來有三類:

        1)人工計算:就是通過建立多元一次方程組用計算器或人工手算的方式進行計算;鑒于后兩者計算方式而言,基本上沒有優(yōu)點;

        2)規(guī)劃求解:利用電子表格EXCEL進行規(guī)劃求解方式,具有計算精度高、計算速度快的特點,但由于是excel表格,所以數據輸入時要注意防止因碰觸鍵盤無意之中改了數據導致結果出錯的現(xiàn)象;

        3)配方軟件:利用計算機軟件進行玻璃配方的計算,這種方式應該是比較無缺的計算方式,它主要是通過高斯消元法建立多元一次方程組進行求解的.配方軟件在具有配方計算功能的同時,還有物性計算、熔體性質計算、組成優(yōu)先等其它與之相關的功能,如《玻璃配方優(yōu)化設計系統(tǒng)》等.

相關概念

玻璃

        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)則結構的非晶態(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。

坩堝

        坩堝是化學儀器的重要組成部分，它是熔化和精煉金屬液體以及固液加熱、反應的容器，是保證化學反應順利進行的基礎。

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