成分
功能玻璃材料，也称为新玻璃。功能玻璃是具有特殊机械、光学、电磁、热学、化学、生物等力学性能或理化性能的材料。新型功能玻璃按照玻璃的功能来划分有光功能玻璃、磁功能玻璃、电子功能玻璃、机械功能玻璃以及功能玻璃薄膜等。
一、光学功能玻璃
玻璃类型基础成分
光纤SiO2
玻璃激光器磷酸盐
光色玻璃Na2O-Al2O3-B2O3-SiO2（Ag,Cl,Br）
非晶态氧化物Te-O
二、电磁功能玻璃
玻璃类型基础成分
高离子传导玻璃AgI-Ag2O-P2O5
延迟线玻璃R2O-PbO-SiO2（R为碱金属）
三、热学功能玻璃
玻璃类型基础成分
低膨胀玻璃TiO2-SiO2
低膨胀结晶化玻璃LiO-Al2O3-SiO2-SiO2（ZrO2,TiO2）
四、化学功能玻璃
玻璃类型基础成分
多孔性玻璃SiO2
硼硅酸盐玻璃硼硅酸盐
五、生物功能玻璃
玻璃类型基础成分
磷灰石结晶化玻璃K2O-Na2O-MgO-CaO-P2O5-SiO2
六、机械功能玻璃
玻璃类型基础成分
氮氧化物玻璃Mg-Al-Si-O-N
云母结晶化玻璃K2O-MgO-Al2O3-SiO2-F
复合结晶化玻璃SiC-?锂辉石
历史
玻璃的发展经历了几十个世纪。最先玻璃由于其晶莹剔透主要被当做工艺品。后来人们认识和掌握了玻璃的特性，开发了基于玻璃特性的规模化成型加工方法，玻璃才用作日常生活中的容器和镜子进入寻常百姓家。玻璃吹管的使用是玻璃制造工艺的第一个变革，其在玻璃工艺史上的重大作用相当于陶瓷工艺史上陶轮的出现。在20世纪初直接从池炉中拉制平板玻璃工艺出现之前，窗玻璃就一直用这种方法制造。尽管窗玻璃尺寸有限，且质量不高，但它却使玻璃应用出现了新的领域，即从日用和观赏进入建筑领域。原料和燃料的变化玻璃制造技术的第二个变革是工艺中所使用的原料和燃料摆脱了对森林的依赖。罗马帝国时期，许多地方制造玻璃所用燃料为木材。玻璃配料中所需的助熔剂(碱金属氧化物)都使用木灰。木灰的主要成分是KZO，所以早期玻璃属于钾钙硅酸盐玻璃。由于对燃料和原料的需求，许多玻璃厂都必须开设在远离城市的山林地带。随着时间的推移，砍伐的树木越来越多，使得玻璃工厂离燃料和原料供应地也越来越远。这种状况迫切需要玻璃制造业进行变革。17世纪中叶，欧洲开始利用煤作嫩料熔制玻璃，并在玻璃配料中使用了工业纯碱(NaZCO3)。早期的玻璃是钾钙硅酸盐玻璃，在玻璃中引入纯碱后就成为钠钙硅酸盐玻璃。由于后者的透明性、耐腐蚀性、良好的操作性和不含贵重氧化物等优点，使其至今仍然是平板玻璃和瓶罐玻璃的基础成分。古代玻璃由于含有较多的氧化铁及其他杂质，因而总是带有暗绿色。约公元1世纪，埃及亚力山大港人为了制造无色玻璃，在玻璃中引入氧化锰作为补色剂。无色玻璃的出现为随后的彩色玻璃开辟了道路。罗马帝国以及中世纪的西方玻璃中心威尼斯，都制造出许多美丽的彩色玻璃器皿。1676年，英国在玻璃配方中引入氧化铅而制得晶质玻璃。晶质玻璃的高折射率和高亮度以及易于雕刻的特性，为艺术玻璃和光学玻璃系列奠定了基础。约18世纪末、19世纪初，德国的J.V.弗琅禾费(Fraunhofer)和瑞士的P.L.吉南(Guinand)合作，开始试制光学玻璃。到19世纪后期，德国的E…阿贝(Abbe)和0.肖特(Schott)对玻璃进行了系统的科学研究。肖特扩大了玻璃的组成，并研究了成分对玻璃性质的影响，发现了玻璃很多可贵的性能，使人们重新认识了玻璃。他们制造出了温度计玻璃、显微镜和望远镜光学玻璃，并在玻璃中引入一系列新的化学成分，如BZO3、BaO 和ZrO等，大大扩大了人类的视野和对客观世界的自然规律的认识。
现状（应用）
随着科学技术的发展和社会的进步，人们对玻璃的要求越来越趋于多样化、功能化。所谓功能化是指通过改变其化学成分或采取适当的工艺和加工方法，将一定的物理性质、化学性质、生物学性质等赋予玻璃体，使其获得所需的功能。这种玻璃就叫做功能玻璃。
在目前，众多的功能玻璃按其功能或主要使用性能来分类可大致分为七类。这就是：光功能玻璃、电功能玻璃、磁功能玻璃、机械功能玻璃、生物功能玻璃、化学功能玻璃、热功能玻璃。
1．光功能玻璃
光功能玻璃在所有功能玻璃中占的比例最大，其中包括光导玻璃纤维、激光玻璃、光致变色玻璃、光的选择透过和反射玻璃和非线性光学玻璃等。
光在玻璃中传输会有光损失。为避免长距离传输中的中继站问题，人们正在研究开发传输损耗低的卤化物玻璃，以期实现万公里无中继超远距离通信。
光功能玻璃在光学仪器中起着核心作用。可做成各种特殊要求的透镜、棱镜、反射镜等，以扩展光学仪器的用途或改善其性能。用离子交换法和光刻蚀技术，可以做出具有折射率梯度分布的平面微透镜，这种透镜在复印机中作图像转换，可使复印机体积大幅度缩小。日本大阪松浪硝子公司在磷酸盐玻璃中添加稀土类金属，开发出可遮挡近红外线的玻璃，供影像照相机和自动焦点照相机使用。
激光玻璃广泛用于工业、自然科学、医学、军事等方面：在工业领域用于激光打孔、焊接、切割、测距等，自然科学领域用于喇曼光谱、布里渊散射的研究等，医学领域用于治疗皮肤病，切除肿瘤等，军事领域用于制导、导航等。
非线性光学玻璃是近几年新出现的光功能玻璃。现在社会正由电子时代向光量子时代转化，在光量子时代对光信号的处理(包括波长变换，信号放大，光学倍频，光记录，光开关等)也要用到光学元件，非线性光学玻璃可以充当这种元件。随着信息科学的发展及光学计算机的研制，非线性光学玻璃必将具有光明的前景。
2．电功能玻璃
电功能玻璃一般指快离子导体玻璃、电子导体玻璃、(离子、电子)混合导体玻璃(如电致变色玻璃)和延迟线玻璃等。
普通玻璃是不导电的，常温下的电导率极低，但玻璃体中含有银、铜、钛、锂、钠等一价离子时，电导率却高出许多倍，这种玻璃叫离子导体玻璃。这些一价离子在电位梯度的作用下，通过间隙或空位发生迁移，从而达到导电的目的。当然，离子除带有电荷外，还具有一定的大小和质量，在固体中移动困难。因此，必须要求固体中存在有利于离子移动的特殊结构，并且空位的数目要大于导电离子的数目。非晶态的玻璃恰好能满足上述要求。快离子导体玻璃可做成离子选择性电极、超薄型全固体二次电池、各种敏感传感器等。
硫属化物玻璃属于电子导体玻璃，它具有半导体性质、红外透过性、低熔点等特性，可用于制造开关及存储元件、红外光纤、低熔封材料等。
电致变色玻璃也是玻璃家族的一个新成员。在复层玻璃表面镀上透明导电膜电极，膜电极间涂上作为发色层的变价金属氧化物，其颜色随价态不同而变化。通过含有电子和离子的电解质层加上电压时，金属的价态会发生变化，从而导致玻璃的颜色变化。这种玻璃用于汽车或建筑物上，会发挥天然空调的功能，同时也会使汽车或建筑物增加美感。最近，德国皮尔金顿公司研制出一种建筑用电致变色玻璃，玻璃表面镀了一层氧化钨，通过电压控制，可使玻璃产生由完全透明到深蓝色等各种颜色变化。室外阳光强时，玻璃颜色变深，阳光弱时，玻璃颜色随之变透明，改善室内光线。
延迟线玻璃可使电信号延迟一定时间，即将电信号转变为超声波后通过玻璃，可使信号延迟数十微秒，因此可用于电视机，录象机的画面处理。这种玻璃一般为铅硅酸盐玻璃。
3.磁功能玻璃
法拉第旋转玻璃(磁光玻璃)、计算机磁盘玻璃等均属于磁功能玻璃。
将玻璃放入磁场中，光通过玻璃时，光的偏振面会发生正向或反向旋转，这种玻璃叫法拉第旋转玻璃。这种玻璃一般含有铊、铅、碲、铽等，可用来做偏光或检偏光元件、光开关、光隔离器等。
玻璃作为计算机磁盘的基板与铝合金相比，其中间层、磁性层、保护层等基本一样。铝合金的硬度较小，而玻璃由于其硬度足够，无需外加类似涂层，也不会产生塑性形变，因此玻璃作为磁记录盘的基板材料优于其他软性材料，但玻璃板一定要做到表面光滑，不能有疙
瘩等缺陷，以免与磁头相碰。玻璃基板要平坦，不能弯曲变形，以免磁头与磁盘表面相撞。基板表面也不得有坑，槽，划伤之类的缺陷。随着计算机事业的发展和普及，玻璃磁盘会有很好的市场前景。
4.机械功能玻璃
高硬度、高强度、高韧性玻璃等均属于机械功能玻璃。一般说来,普通玻璃,无定形物质以及微晶玻璃受压时不易变形,但强制性加上一个很大的压力时会不经弯曲而断裂。机械功能玻璃具有比普通玻璃更高的弹性模量。普通玻璃,陶瓷不能用锯子锯,也不能用砂轮打，但是机械功能玻璃可以像金属那样加工。
玻璃在使用过程中，难免要与其他物质发生接触，容易造成划伤。为避免划伤，就要增加玻璃的硬度，含氧化钇、氧化镧的铝硅酸盐玻璃，其维氏硬度显著高于钠钙硅玻璃。在氧化物玻璃中导入氮原子的玻璃，其维氏硬度更高。高硬度玻璃可用作汽车前风挡玻璃及钟表的表蒙等。
微晶玻璃是一种高强度，高韧性的可切削玻璃。微晶玻璃是玻璃在加热过程中控制晶化而制得的一种含有大量微晶体的多晶材料，其晶体大小一般为几个微米。
5.生物功能玻璃
生物功能玻璃，指能实现特定的生物、生理功能的玻璃。生物功能玻璃具有生物活性，机械强度高，将生物玻璃植入人体骨缺损部位，它能与骨组织直接牢固结合且无排异反应，无毒无害，机械强度高且在人体内无强度疲劳现象，容易灭菌，成型加工容易，能有效地起到修复骨组织、恢复其功能的作用，比某些金属人造骨要优越得多。
不锈钢或钛铝合金的生物玻璃涂层和复合材料理想的人造骨既具有结构强度又要具有生物活性，可惜目前结构强度附合要求的人造骨材料都不具有生物活性，而包括生物玻璃在内的生物陶瓷材料，虽具有生物活性，但由于其脆性，本身并不能作人骨材料。因此在不锈钢、Co-Cr合金、Ti-Al合金上涂以生物玻璃涂层或将不锈钢、钛纤维与生物玻璃以4：6到6：4的体积比进行复合，使其在硬度、韧性以及弹性模量上与人骨匹配。此外，生物玻璃粉与某些特殊的溶剂混合配制成粘合剂，能使骨骼破裂损伤处合缝相联。由于生物玻璃具有以上特点，在组织工程支架材料、骨科、牙科、中耳、癌症治疗和药物载体等方面的应用前景可观。
6.化学功能玻璃
可进行气体或液体分离、放射性废弃物固化处理、作为催化剂和酶载体的多孔玻璃，憎水（油）、防污染的杀菌玻璃，混凝土增强玻璃等均属于化学功能玻璃。
多孔玻璃可用于高温、高压下化学反应产物的分离，以提高反应产率；可望在环保方面用作烟囱气中二氧化碳、二氧化硫的分离去除，放射性废弃物的固化处理；用于污水处理，海水淡化；用于色谱柱的填充剂；用于催化剂载体，在食品、饮料、医学领域用作酶载体等。无机玻璃作为分离膜尽管价格比有机分离膜高，但无机玻璃具有耐水、耐油、耐微生物污染等特性，并具有耐高温等无机材料的特性，将会弥补有机材料的缺点，与有机材料互补，为人类提供更多的实用性材料。
在玻璃表面涂上一层含氟硅烷偶联剂，使玻璃表面能降低，从而达到憎水憎油防污染的目的。这种玻璃适合做汽车等交通工具的挡风玻璃，也可做建筑物的窗用玻璃。将二氧化钛光催化剂涂于玻璃表面，受阳光紫外线照射，发生光化学反应，反应产生的活性物质具有极强的氧化能力，可杀死玻璃表面的细菌和病毒，并可使附着在玻璃表面的有机物降解而脱离玻璃表面。因此，这种玻璃不需要专门清洗就可保持自身的清洁，所以有人称这种玻璃为自洁玻璃。这种玻璃可用作饮具，医院手术室器材，汽车后视镜等
7.热功能玻璃
热功能玻璃主要是指热膨胀系数小(或可变)，经骤冷骤热而不破坏的低膨胀耐热玻璃。
其热功能主要包括以下几个方面：（1）耐热性：即到高温也不变形、不熔化；（2）低膨胀性：其尺寸不随温度的变化而变化，不会因急冷急热而发生破裂；（3）导热性或隔热性：即导热系数特别高或者特别低；（4）低温软化性：即在比较低的温度下就能发生软化，用来封接电子器件玻璃或陶瓷。
低膨胀微晶玻璃具有很高的热稳定性，是制造炊上具，餐具的理想材料。微晶玻璃的膨胀系数可以在一定范围内调节，因此可用于和多种金属封接，也可作为金属和陶瓷，金属和玻璃的焊料。另外还有在低温下就能软化，用于玻璃，金属及电子元件的熔封或粘接的含铅低熔点玻璃。这些玻璃主要用于电子工业。
气凝胶玻璃从外观和透明度来看，与普通玻璃类似，但它具有保温性好，耐热性高，吸音性强，阻燃等特点。可用作耐热玻璃，防火门构件，太阳聚光镜屋面，节能建筑窗隔热玻璃等。
发展方向及前景
1.改革开放以来，我国科技经济水平得到飞速发展。“智能建筑”这一新生事物，正在建筑业大行其道。智能建筑国家标准、行业标准已经颁发实施。建筑门窗玻璃的安全性、节能保温、气密性能、水密性能、隔声性能、抗风压性能，也有了新的国家标准。建筑玻璃等新型功能玻璃，正当其时，是功能玻璃未来的主要发展方向之一。平板真空玻璃是中空玻璃等产品技术的升级换代，是新一代的节能玻璃、功能玻璃产品，是当前国际玻璃加工新技术的前沿研发热点之一。真空玻璃具有比现有的节能中空玻璃等更好的节能、隔热、防结露、防噪音的性能，为国内外大玻璃公司生产厂家、行业内外、用户及政府机构等广泛瞩目。
2.作为蓝光、可见光元件的转换材料、光存储显示材料等的光学玻璃材料特别引人注意，它们将占据未来的光量子时代，是功能玻璃材料研究的主要方向。如通信用新型功能玻璃，传统光纤由于光纤对传输光的损耗作用,使信号随距离增加而衰减,因此在长距离光纤通信中不得不加入利用电源使光强得到恢复的中继器。而光纤放大器的发现为解决信号衰减问题带来了新的途径。研究发现，研究发现，利用掺不同离子的石英玻璃光纤能使光纤中的光信号得到放大而增强，目前已有部分实验成功地实现了光信号的增强。许多国家正在加速进行研究，它的成功应用将会使光纤通讯的无中继距离提高一个数量级。
透明固体在磁界内,当光从固体中透过时,光的偏振面和磁场强度、固体长度及固有常数的积成比旋转,这种现象称为法拉第旋转,具有这种性质的玻璃被称为法拉第旋转玻璃。这种玻璃能够做成偏光元件、检光元件。偏振光由狭缝入射,由磁感应发生旋转,入射光即使反射,反射光也不会逆转,为此一方面能够使激光核熔融的高功率激光的反射光不发生逆转,而且在各种光纤的末端可设置光控制元件进行方便地控制。磁光玻璃还可以作为磁场、大电流的测定用传感器、或做成光纤用的、光通信的光控制元件。这方面研究工作已有进展,其应用与开发研究也正在进行。
3.磁盘用玻璃的开发较晚,主要由于存在易损、强度不够等缺点,作为解决的办法可使用离子交换法化学强化或结晶化改善强度。近来磁盘的小型化使玻璃的安全性得到了显著的提高,而且磁膜的形成已经计算机自化,磁盘玻璃的使用已成为可能。光盘和塑料盘的竞争很激烈,如果在玻璃基盘上制得精密的图形通道沟,玻璃盘将是很有希望的。它可在溶胶状时制成预定形状的沟,其厚度非常薄,水平方向的收缩几乎可以忽略,精密的通道沟就可以制成,这是非常有前景的途径。
4.载体用功能玻璃。玻璃的分相现象发现得比较早,而其性质和应用开发的研究开展得比较晚,多孔玻璃就是利用玻璃的分相原理制得的。这种玻璃具有非常高的比表面，孔的直径可以通过改变玻璃各组分的含量得到控制。它具有耐酸碱、抗高温、抗细菌感染等特点,可在海水脱盐、固定化酶、病毒过滤、色谱分析等方面运用，的一种十分优良的载体材料。
由于它还具有保留的透光性,可用于光化学传感和其它光学条件下的载体材料。这些特性使它的应用领域逐渐扩大，为人民所关注。
5.新型透镜玻璃
离子交换和光刻蚀技术相结合可以制作微小的具有折射率梯度分布的平面透镜,形成微型透镜组列，可用于复印机中的图像转换。一般的光学透镜为了得到所希望的焦点需要研磨加工成曲面，而用离子交换法从玻璃中心到外围改变其化学组成,从而使折射率改变即可得到非球面的平面透镜。它在光导波路中非常有用,可以发展成为固定的光控制部件。这项研究仍在探索中。
6.具有特殊表面特性的功能玻璃
在玻璃表面上施行各种各样的处理及加工后,能产生功能化的板状玻璃，如太阳能逆流玻璃,这种太阳能逆流玻璃用于建筑玻璃时能够使太阳光线的能量只有35%射入室内。而调光玻璃是另一类玻璃,例如光色玻璃在眼镜中的应用已为人们所熟知;热变色玻璃是利用VOx Fy 薄膜的分光光谱由周围气氛温度的改变而改变的现象;电色玻璃则是由电场变化自由的改变玻璃的透过率的逆流膜功能玻璃。
7.节能玻璃
我国的建筑能耗占全社会总能耗的28%以上，建筑节能是一项综合性的系统工程，而科学合理地使用具有节能、安全、环保特性的加工玻璃则是这一系统工程中极其重要的环节之一。但目前真空玻璃虽然节能效果显著，但生产技术难度大、成本高，尚处于市场起步阶段。节能玻璃改良问题亟待解决。
8.太阳能玻璃
目前太阳能发电总体来说分为太阳能光伏发电和太阳能热发电两大类，但无论是光伏发电还是热发电，都必须使用经过特殊加工的超白玻璃。超白玻璃除用于太阳能发电外，还有许多其他用途，例如太阳能生态建筑、太阳能集热器、太阳能干燥器、制冷与空调、太阳能蒸馏系统及海水淡化装置等。近年来，全球光伏电池产量呈爆发式增长，太阳能产业对超白玻璃的需求连续暴涨，前景广阔。
9.其他
在透明固体介质中传递超声波时,由超声波的振动引起介质密度的变动,导致介质的折射率发生周期性变化。这种变化使光发生衍射。只要连续改变超声波的频率,衍射光束的偏向将自发连续变化。在此情况下透明固体需要均匀、折射率大、超声波传递速度小的物质，如氧化碲系玻璃，这种玻璃还可用于激光打印、光存储、传真及雷达显示等领域。
最近快离子导体玻璃领域有了很大的进展。快离子导体在室温保持有高温时的导电率,产和了巧妙的玻璃特征。这种快离子导体玻璃如作为电池的电解质材料用时,能够做成全固体小型二次电池，因此在高能密度的锂电池研发方面可以有所发展。,
有机改良的硅酸盐玻璃是玻璃研究者最近的一大研究目标，如把活性有机分子掺入凝胶中,作成波长可变的激光材料、非线性光学材料、光化学成烧孔材料,也可作有机——无机复合玻璃。把各种荧光发光体分散到玻璃中,可得到有荧光光谱的材料,这对高密度光记录材料的开发是非常有用的。上面提到的记忆材料中,可通过无机——有机材料的复合时的特殊处理,给予这种无机——有机玻璃杂化的效果,可以展望,这种无机——有机杂化玻璃的开发将能得到具有理想记忆特性的玻璃和其它非线性特性玻璃。
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玻璃的主要成分及其主 要作用 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】
玻璃的主要化学成分是二氧化硅及氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化钠、氧化钾，其作用如下： 1、二氧化硅为形成玻璃的主要组分，并使玻璃具有一系列优良性能，如透明度、机械强度、化学稳定性和热稳定性等。缺点是其熔点高、熔液粘度大，造成熔化困难、热耗大，故生产玻璃时还需加入其他成分以改善这方面的状态。 2、玻璃原料中加入少量氧化铝，能够降低玻璃的析晶倾向，提高化学稳定 性和机械强度，改善热稳定性，但当其含量过多时（Al 2O 3 ＞5%），就会增高玻璃 液的黏度，使熔化和澄清发生困难，反而增加析晶倾向，并易使玻璃原板上出现 波筋等缺陷。 3、加入适量氧化钙，能降低玻璃液的高温黏度，促进玻璃液的熔化和澄清。温度降低时，能增加玻璃液黏度，有利于提高引上速度。缺点是含量增高时，会增加玻璃的析晶倾向，减少玻璃的热稳定性，提高退火温度。 4、氧化镁其作用与氧化钙类似，但没有氧化钙增加玻璃析晶倾向的缺点，因此可用适量氧化镁代替氧化钙。但过量则会出现透辉石结晶，提高退火温度，降低玻璃对水的稳定性。 5、氧化钠、氧化钾为良好的助溶剂，降低玻璃液的年度，促进玻璃液的熔化和澄清，还能大大降低玻璃的析晶倾向，缺点则是会降低玻璃的化学稳定性和机械强度。由于二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化钠、氧化钾具有以上 一些特点，故在中国玻璃工业中一般大致控制在下列含量范围：SiO 2 70%～%， Al 2O 3 1%～%，CaO8%～10%，MgO%～%，（Na 2 O＋K 2 O）13%～15%。
玻璃材料的应用与趋势 内容摘要：随着建筑多元化的发展，建筑玻璃的已经成为建筑多样化和建筑功能化的关键组成部分，尤其是最近几年，建筑用深加工玻璃的品种、数量也得到了很大的发展，产品质量有了很大的提高。但是一些建筑使用的深加工玻璃出现了如钢化玻璃自爆、中空玻璃漏气等多种问题，造成很大的损失。当今世界玻璃制造商们在开发钢化玻璃新技术方面，均向能源、材料、环保、信息、生物等五大领域的发展和需求奋进。 关键词：玻璃材料的应用现状，玻璃材料的发展趋势 一 .世界建筑的发展对玻璃的要求变化 从20世纪60年代，随着第一个玻璃幕墙出现开始，建筑幕墙一直占据着建筑市场的主导位置并引领着建筑行业技术的发展。到目前，建筑对玻璃的要求经过了从白玻、本体着色玻璃、热反射镀膜到低辐射镀膜玻璃的变化。玻璃的颜色也由无色、茶色、金黄色到兰色、绿色并最后向通透方向的发展变化。 二.建筑玻璃的主要应用品种及特点 1、钢化玻璃 它是利用加热到一定温度后迅速冷却的方法，或是化学方法进行特殊处理的玻璃。一般是在原来普通的浮法玻璃基础上，经过将玻璃加热到软化点温度再经过淬火处理，使玻璃内部中心部位具有张应力
而玻璃表面部位具有压应力并达到均匀应力平衡的玻璃产品。钢化玻璃的品种包括化学钢化也称离子钢化和物理钢化两种；化学钢化玻璃的特点是由于采用颗粒较大的离子如钾离子置换玻璃表面的钠离子，在约400度的温度下经过一定的工艺制作完成；化学钢化玻璃可以切割、热弯等，但经过高温加工后的玻璃强度会受影响；化学钢化玻璃的初始强度可以达到原片的6-7倍，但是随着使用时间加长，性能会衰减；由于离子置换的特殊性，多数使用在超薄的玻璃上。物理钢化玻璃的特点是强度高，一般强度可以达到普通平板玻璃的4倍左右 2、夹层玻璃 夹层玻璃是由一层玻璃与一层或多层玻璃、塑料材料夹中间层而成的玻璃制品，中间层是介于玻璃之间或玻璃与塑料材料之间起粘结和隔离作用的材料，使夹层玻璃具有抗冲击、阳光控制、隔音等性能；夹层玻璃的特点是安全—即使破碎，也不会对人造成伤害。缺点是降低采光性能、玻璃自重增加。 3、镀膜玻璃 镀膜玻璃俗称热反射玻璃，包括阳光控制镀膜玻璃和低辐射镀膜玻璃（Low-E）玻璃两个品种。镀膜形成的原理是在原片玻璃表面镀上金属或者金属氧化物/氮化物膜，使玻璃的遮蔽系数降低，又称低辐射玻璃，是一种对波长范围4.5μm-25μm的远红外线有较高反射比的镀膜玻璃。低辐射镀膜玻璃还可以复合阳光控制功能，称为阳光控制低辐射玻璃。镀膜玻璃主要有两个系列的品种，一种是在线镀
新型玻璃的种类和用途 随着科学技术的发展和社会的进步，人们对玻璃的要求越来越趋于多样化、功能化。所谓功能化是指通过改变其化学成分或采取适当的工艺和加工方法，将一定的物理性质、化学性质、生物学性质等赋予玻璃体，使其获得所需的功能。 众多的功能玻璃按其功能或主要使用性能来分类的话，可大致分为七类。这就是：光功能玻璃、电功能玻璃、磁功能玻璃、机械功能玻璃、生物功能玻璃、化学功能玻璃、热功能玻璃。 光功能玻璃。光功能玻璃在所有功能玻璃中占的比例最大，其中包括光导玻璃纤维、激光玻璃、光致变色玻璃、光的选择透过和反射玻璃和非线性光学玻璃等。 光在玻璃中传输会有光损失。为避免长距离传输中的中继站问题，人们正在研究开发传输损耗低的卤化物玻璃，以期实现万公里无中继超远距离通信。 光功能玻璃在光学仪器中起着核心作用。可做成各种特殊要求的透镜、棱镜、反射镜等，以扩展光学仪器的用途或改善其性能。用离子交换法和光刻蚀技术，可以做出具有折射率梯度分布的平面微透镜，这种透镜在复印机中作图像转换，可使复印机体积大幅度缩小。日本大阪松浪硝子公司在磷酸盐玻璃中添加稀土类金属，开发出可遮挡近红外线的玻璃，供影像照相机和自动焦点照相机使用。 激光玻璃广泛用于工业、自然科学、医学、军事等方面：在工业领域用于激光打孔、焊接、切割、测距等，自然科学领域用于喇曼光谱、布里渊散射的研究等，医学领域用于治疗皮肤病，切除肿瘤等，
军事领域用于制导、导航等。 非线性光学玻璃是近几年新出现的光功能玻璃。现在社会正由电子时代向光量子时代转化，在光量子时代对光信号的处理(包括波长变换，信号放大，光学倍频，光记录，光开关等)也要用到光学元件，非线性光学玻璃可以充当这种元件。随着信息科学的发展及光学计算机的研制，非线性光学玻璃必将具有光明的前景。 电功能玻璃。电功能玻璃一般指快离子导体玻璃、电子导体玻璃、(离子、电子)混合导体玻璃(如电致变色玻璃)和延迟线玻璃等。 普通玻璃是不导电的，常温下的电导率极低，但玻璃体中含有银、铜、钛、锂、钠等一价离子时，电导率却高出许多倍，这种玻璃叫离子导体玻璃。这些一价离子在电位梯度的作用下，通过间隙或空位发生迁移，从而达到导电的目的。当然，离子除带有电荷外，还具有一定的大小和质量，在固体中移动困难。因此，必须要求固体中存在有利于离子移动的特殊结构，并且空位的数目要大于导电离子的数目。非晶态的玻璃恰好能满足上述要求。快离子导体玻璃可做成离子选择性电极、超薄型全固体二次电池、各种敏感传感器等。 硫属化物玻璃属于电子导体玻璃，它具有半导体性质、红外透过性、低熔点等特性，可用于制造开关及存储元件、红外光纤、低熔封材料等。 电致变色玻璃也是玻璃家族的一个新成员。在复层玻璃表面镀上透明导电膜电极，膜电极间涂上作为发色层的变价金属氧化物，其颜色随价态不同而变化。通过含有电子和离子的电解质层加上电压时，金属的价态会发生变化，从而导致玻璃的颜色变化。这种玻璃用于汽车或建筑物上，会发挥天然空调的功能，同时也会使汽车或建筑物增加美感。最近，德国皮尔金顿公司研制出一种建筑用电致变色玻璃，
新型功能玻璃 摘要：玻璃这一传统材料在随着现代科技的发展，发挥着愈来愈重要的作用，介绍玻璃形成规律以及几种新型功能玻璃材料。 关键词：玻璃的概述，新型功能玻璃、新材料 正文： 玻璃是无机非金属材料科学与工程领域的重要组成部分也是非晶态固体中最重要的一族，人类对传统玻璃进行了研究与创新发明了许多性质与功能与传统玻璃截然不同的新型功能玻璃材料，使这类玻璃具有了传统玻璃不同的光学，力学，电磁学，热学性质，玻璃科学已经成为新兴的应用型科学。下面主要介绍玻璃的形成理论及几种新型玻璃材料 一、传统玻璃的概述 玻璃的狭义定义是“熔融物在冷却过程中不 发生结晶的无机物质。”然而，若根据制成材料 的状态及性质来对玻璃进行科学分类，就不能采 用上面分类方法。下面介绍的新型玻璃材料具有 经典玻璃的各种性质，我们也可称其为玻璃。玻 璃具有的一些通性：⑴各向同性；⑵介稳性，玻 璃是一种不稳定的高能量状态；⑶无固定熔 点；⑷物理性质的渐变性。 形成玻璃的物质有很多，主要分为元素玻璃、氧化物玻璃及非氧化物玻璃三类。其结构具有近程有序，远程无序的特点，就是说其在宏观上均匀和无序的，微观上又是微不均匀和有序的。常见的传统玻璃有硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃。 二、新型玻璃介绍 1.传统玻璃的深化以及发展——钢化玻璃、镀膜玻璃、空腔玻璃、自清洁玻璃。 ⑴钢化玻璃是指平面玻璃经过再处理，在玻璃表面形成压应力层，使玻璃
具有传统玻璃所不具有的较高力学强度和热冲击性能。其具有的优良性质：钢化玻璃在受到外力破坏时，碎片会变成类似蜂窝状的钝角碎小颗粒，不易对人体造成严重的伤害；它的强度是传统玻璃的3 ~10倍；抗弯曲强度比一般玻璃大4 ~5倍；抗张强度提高，弹性模量下降，其可经受温度突变的范围是250 ~320℃，而传统的同等厚度玻璃只能经受70 ~100℃的温度变化。现在钢化玻璃应用已经相当广泛，例如高空建筑，汽车制造等。但它也存在容易发生自爆，不能进行加工，玻璃表面损伤后强度衰减严重的问题。要解决这些问题，不是仅仅依靠一两项显而易见的技术就能实现的，而是需要依靠每个环节品质的提高，每个因素的良好解决，合理先进的技术和良好的创造手段来保证。 ⑵镀膜玻璃，是指在玻璃表面涂抹一层金属、合金、或金属氧化物薄膜，是玻璃表面的改性产品，能改变玻璃对太阳辐射的反射率和吸收率，保证可见光的透射率，减少进入室内的太阳能辐射，提高远红外线的反射率，从而减少室内热量散失，实现降低能耗。普通浮法玻璃的辐射率高达0.84，肖镀上一层以银为基础的低辐射薄膜后，其辐射率可降至0.15以下。镀膜玻璃要综合考虑其对玻璃光学，电学，力学，化学性能的改变。现在应用也相当广泛，如汽车车窗的贴膜，以及建筑上的贴膜。 ⑶空腔玻璃包括中空玻璃、真空玻 璃等类型，现在被广泛应用于门窗建 筑，极大减少了室内与外界的热量交 换，降低了资源与能源消耗。其具有节 能，防霜露，隔音作用。由于中空玻璃 保温性能较好，内外两层玻璃温差尽管 很大，但由于隔层空气是干燥的，不会 结露。高质量的中空玻璃可以保证在室外温度-40℃是不会结露。 真空玻璃两块玻璃之间的夹层非常小通常只有0.2 ~ 0.3mm，空腔腔内抽真空无气 体，真空度达到0.1帕以上，因此真空玻璃具有比中空玻璃还要好的隔热防霜性能；还具有耐风压，厚度薄、易安装等优点，具有广阔的发展前景。 ⑷自清洁是指玻璃经过特殊的物理化学方法后，其表面产生无需人工擦洗
玻璃的主要化学成分是二氧化硅及氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化钠、氧化钾，其作用如下： 1、二氧化硅为形成玻璃的主要组分，并使玻璃具有一系列优良性能，如透明度、机械强度、化学稳定性和热稳定性等。缺点是其熔点高、熔液粘度大，造成熔化困难、热耗大，故生产玻璃时还需加入其他成分以改善这方面的状态。 2、玻璃原料中加入少量氧化铝，能够降低玻璃的析晶倾向，提高化学稳定性和机械强度，改善热稳定性，但当其含量过多时（Al2O3＞5%），就会增高玻璃液的黏度，使熔化和澄清发生困难，反而增加析晶倾向，并易使玻璃原板上出现波筋等缺陷。 3、加入适量氧化钙，能降低玻璃液的高温黏度，促进玻璃液的熔化和澄清。温度降低时，能增加玻璃液黏度，有利于提高引上速度。缺点是含量增高时，会增加玻璃的析晶倾向，减少玻璃的热稳定性，提高退火温度。 4、氧化镁其作用与氧化钙类似，但没有氧化钙增加玻璃析晶倾向的缺点，因此可用适量氧化镁代替氧化钙。但过量则会出现透辉石结晶，提高退火温度，降低玻璃对水的稳定性。 5、氧化钠、氧化钾为良好的助溶剂，降低玻璃液的年度，促进玻璃液的熔化和澄清，还能大大降低玻璃的析晶倾向，缺点则是会降低玻璃的化学稳定性和机械强度。由于二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化钠、氧化钾具有以上一些特点，故在中国玻璃工业中一般大致控制在下列含量范围：SiO2?70%～%，Al2O3?1%～2.5%，CaO?8%～10%，MgO?1.5%～4.5%，（Na2O＋K2O）13%～15%。 此外，玻璃原料中常含有少量三氧化二铁、氧化铁、三氧化二铬等有害成分，其作用如下： a、三氧化二铁能使玻璃着色，降低玻璃的透明度、透紫外线性能、透热性和机械强度，造成熔化澄清困难，并给玻璃的熔制品带来不良影响。 b、三氧化二铬能较强烈地使玻璃着色，减少透明度，铬矿物颗粒能在玻璃原板上形成黑点。 c、二氧化钛能提高玻璃的光折射和吸收紫外线性能；在三氧化二铁与二氧化钛超出一定含量比时，使玻璃组分中氧化铁的染色作用增强。
新型玻璃的应用及未来发展方向 新型玻璃：新型玻璃是在化学组成、生产工艺、加工技术的一个或几个方面实现了对传统玻璃的创新和突破、具有传统玻璃没有的新的性能或使传统玻璃的原有性能等到明显提升、从而拓宽传统玻璃的应用领域或开辟新的应用领域、并满足人类社会新的需求的玻璃。 国家战略性新兴产业概况 2010年国家确定了战略性新兴产业发展的重点方向、主要任务和扶持政策。（一）从我国国情和科技、产业基础出发，现阶段选择节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料和新能源汽车7个产业，在重点领域集中力量，加快推进。（二）强化科技创新，提升产业核心竞争力。（三）积极培育市场，营造良好市场环境。（四）深化国际合作。多层次、多渠道、多方式推进国际科技合作与交流。（五）加大财税金融等政策扶持力度，引导和鼓励社会资金投入。设立战略性新兴产业发展专项资金，建立稳定的财政投入增长机制。 国务院提出，制定完善促进战略性新兴产业发展的税收支持政策。鼓励金融机构加大信贷支持，发挥多层次资本市场的融资功能，大力发展创业投资和股权投资基金。到2015年，战略性新兴产业形成健康发展、协调推进的基本格局，对产业结构升级的推动作用显著增强，增加值占国内生产总值的比重力争达到8%左右。到2020年，战略性新兴产业增加值占国内生产总值的比重力争达到15%左右。节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造产业成为国民经济的支柱产业，新能源、新材料、新能源汽车产业成为国民经济的先导产业。 国发[2010]32号文提出，新能源产业要开拓多元化的太阳能光伏光热发电市场，并把新型玻璃列为新材料产业发展的重要方向之一。新型玻璃是太阳能、信息产业、节能环保等战略性新兴产业必不可少的重要基础材料，新型玻璃的性能和质量直接关系到这些领域产品的价格和应用，国家对战略性新兴产业的支持为新型玻璃开辟了极其广阔的市场空间。 节能玻璃及应用 1、建筑节能与节能玻璃：建筑节能是国家十大重点节能工程之一，我国的建筑能耗已占全社会总能耗的28%以上。建筑节能是一项综合性的系统工程，而科学合理地使用具有节能、安全、环保特性的加工玻璃则是这一系统工程中极其重要的环节之一，如果这一环节不能得到足够的重视和有效的实施，建筑节能工作就难以取得实质性的推进。