玻璃基础理论介绍共45页

第一篇玻璃基础理论第1章 玻璃结构与组成玻璃的物理化学性质不仅决定于其化学组成，而且与其结构有着密切的关系。

只有认识玻璃的结构，掌握玻璃组成、结构、性能三者之间的内在联系，才有可能通过改变化学组成、热历史，或利用某些物理的、化学的处理方法，制取符合预定物理化学性能的玻璃材料或制品。

1.1 玻璃的定义与通性1.1.1 玻璃的定义玻璃是非晶态固体的一个分支，按照《辞海》的定义，玻璃由熔体过冷所得，并因粘度逐渐增大而具有固体机械性质的无定形物体。

习惯上常称之为“过冷的液体”。

按照《硅酸盐词典》的定义，玻璃是由熔融物而得的非晶态固体。

因此，玻璃的定义也可理解为：玻璃是熔融、冷却、固化的非结晶（在特定条件下也可能成为晶态）的无机物，是过冷的液体。

随着科学技术的进步以及人们认识水平的提高，人们对玻璃（态）物质的结构、性质认识有了更进一步的理解。

形成玻璃（态）物质的范围扩大，玻璃的定义也进行了扩充，分为广义玻璃和狭义玻璃。

广义的玻璃包括单质玻璃、有机玻璃和无机玻璃。

狭义的玻璃仅指无机玻璃。

现较公认的广义玻璃的定义为: 结构上完全表现为长程无序的、性能上具有玻璃转变特性的非晶态固体。

也可理解为：无论是有机、无机、金属，还是何种制备技术，只要具备上述特性的都可成为玻璃。

1.1.2 玻璃的通性在自然界中固体物质存在着晶态和非晶态两种状态。

所谓非晶态是以不同方法获得的以结构无序为主要特征的固体物质状态。

玻璃态是非晶态固体的一种，玻璃中的原子不像晶体那样在空间作远程有序排列，而近似于液体，具有近程有序排列。

玻璃像固体一样能保持一定的外形，而不像液体那样在自重作用下流动。

玻璃态物质具有下列主要特征： （1）各向同性玻璃态物质的质点排列是无规则的，是统计均匀的，所以，玻璃中不存在内应力时，其物理化学性质（如硬度、弹性模量、热膨胀系数、热传导系数、折射率、导电率等）在各方向上都是相同的。

但当玻璃中存在应力时，结构均匀性就遭到破坏，玻璃就会显示各向异性，如出现明显的光程差等。

目录一、玻璃基础知识1.1 玻璃的概念1.2 玻璃的原料构成1.3 玻璃生产工艺及生产流程1.4 玻璃的分类1.5 玻璃的主要用途1.6 玻璃的检验标准1.7 玻璃产业链情况二、我国玻璃生产情况2.1 我国玻璃产能及产量情况2.2 我国玻璃生产分布情况2.3 我国玻璃生产企业情况2.4 各用途玻璃的生产分布情况三、我国玻璃销售情况3.1 近年我国玻璃产销存变化情况3.2 玻璃销售渠道3.3 玻璃销售渠道的特点3.4 玻璃消费领域及需求情况3.5 玻璃消费区域分布特点四、我国玻璃进出口情况4.1 我国近年玻璃进口情况4.2 我国近年玻璃出口情况4.3 我国近年玻璃贸易平衡情况及特点五、玻璃价格及影响因素分析5.1 玻璃成本构成及成本价格5.2 玻璃的定价模式5.3 影响玻璃价格波动的主要因素一、玻璃基础知识1.1 玻璃的概念1.1.1 玻璃的概念玻璃，英文名称Glass，在中国古代亦称琉璃，日语汉字以硝子代表。

是一种较为透明的固体物质，在熔融时形成连续网络结构，冷却过程中粘度逐渐增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料。

普通玻璃化学氧化物的组成为Na2O•CaO•6SiO2，主要成份是二氧化硅。

玻璃在日常环境中呈化学惰性，亦不会与生物起作用，因此用途非常广泛。

玻璃一般不溶于酸（例外：氢氟酸与玻璃反应生成SiF4，从而导致玻璃的腐蚀），但溶于强碱，例如氢氧化铯。

制造工艺是将各种配比好的原料经过融化，迅速冷却，各分子因为没有足够时间形成晶体而形成玻璃。

玻璃在常温下是固体，它是一种易碎的东西，摩氏硬度6.5。

1.1.2 玻璃的历史玻璃最初由火山喷出的酸性岩凝固而得。

公元前3700年前，古埃及人已经能制造出玻璃装饰品和简单的玻璃器皿。

当时只有有色玻璃。

公元前1000 年前，中国制造出无色玻璃公元12世纪，出现了用于交换的商品玻璃，并开始成为工业材料。

18世纪，为适应研制望远镜的需要，制出光学玻璃。

1873年，比利时率先制造出平板玻璃。

第一章：玻璃基础知识：1、玻璃的定义：一种较为透明的液体物质，在熔融时形成连续网络结构，冷却过程中粘度逐渐增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料。

主要成份是二氧化硅。

2、玻璃的分类：2.1 ：玻璃简单分类主要分为平板玻璃和特种玻璃。

平板玻璃主要分为三种：即引上法平板玻璃(分有槽/无槽两种)、平拉法平板玻璃和浮法玻璃。

浮法玻璃由于厚度均匀、上下表面平整平行，再加之劳动生产率高及利于管理等方面的因素影响，浮法玻璃正成为玻璃创造方式的主流。

2.2 ：按厚度可分为：3.2、4、 5、 6、8、 10、 12、 15、 19mm 等。

2.3 ：按玻璃的透光率可分为普通透明玻璃和超白玻璃两种。

2.3 按颜色可分为： F 绿、 H 绿、本体蓝、欧洲灰等。

2.4 深加工后的玻璃可分为：钢化、半钢化、夹胶、磨砂(或者喷砂)、彩釉、中空、镀膜、热弯等。

第二章：玻璃深加工内容：1、钢化及半钢化1.1、钢化：钢化玻璃是将普通退火玻璃先切割成要求尺寸，然后通过钢化炉加热到接近的软化点，再进行快速均匀的冷却，在其表面形成均匀的压应力，而内部形成张应力，使其机械强度提高，有效的改善了玻璃的抗风压和抗冲击性能。

钢化玻璃相对于普通平板玻璃来说，具有两大特征： 1) 前者强度是后者的数倍，抗拉度是后者的 3 倍以上，抗冲击是后者 5 倍以上。

2) 钢化玻璃不容易破碎，即使破碎也会以无锐角的颗粒形式碎裂，对人体伤害大大降低。

1.1.1、钢化玻璃可分为水平钢化和弯钢化两种。

普通我们所提及的钢化均指水平钢化。

弯钢化玻璃是指玻璃在经过钢化炉后,还未冷却前,将玻璃弯成规定的形状,但形状必须是圆的一部份。

1.2、半钢化：半钢化玻璃与钢化玻璃的工艺方法相近，只是冷却速度较慢，因此表面应力小于钢化玻璃，其强度只是普通玻璃的 2 倍。

其相比较钢化玻璃，不易发生自爆，有相对较好的平整度。

2、夹层玻璃。

夹层玻璃普通由两片普通平板玻璃(也可以是钢化玻璃或者其他特殊玻璃)和玻璃之间的有机胶合层构成。

一、镀膜玻璃：镀膜玻璃（Reflective glass）也称反射玻璃。

镀膜玻璃是在玻璃表面涂镀一层或多层金属、合金或金属化合物薄膜，以改变玻璃的光学性能，满足某种特定要求。

镀膜玻璃按产品的不同特性，可分为以下几类：热反射玻璃、低辐射玻璃、Low-E、导电膜玻璃等。

1, 热反射玻璃：热反射玻璃一般是在玻璃表面镀一层或多层诸如铬、钛或不锈钢等金属或其化合物组成的薄膜，使产品呈丰富的色彩，对于可见光有适当的透射率，对红外线有较高的反射率，对紫外线有较高吸收率，因此，也称为阳光控制玻璃，主要用于建筑和玻璃幕墙；2，低辐射玻璃：低辐射玻璃是在玻璃表面镀由多层银、铜或锡等金属或其化合物组成的薄膜系，产品对可见光有较高的透射率，对红外线有很高的反射率，具有良好的隔热性能，主要用于建筑和汽车、船舶等交通工具，由于膜层强度较差，一般都制成中空玻璃使用；3，Low-E玻璃又称低辐射玻璃：是在玻璃表面镀上多层金属或其他化合物组成的膜系产品。

其镀膜层具有对可见光高透过及对中远红外线高反射的特性，具有优异个隔热效果和良好的透光性。

A,普通浮法玻璃的表面辐射率在0.84左右，low-e玻璃的表面辐射率在0.08~0.15之间。

B,Low-e玻璃的生产工艺：离线工艺（本文所列工艺），在线工艺。

C，值得注意的是低的辐射率直接对应着低的"u"值。

玻璃的辐射率越接近于零，其绝热性能就越好。

4，导电膜玻璃是在玻璃表面涂敷氧化铟锡等导电薄膜，可用于玻璃的加热、除霜、除雾以及用作液晶显示屏等；镀膜玻璃生产工艺：离线工艺，在线工艺。

二，有色玻璃：有色玻璃又名吸热浮法玻璃，能够吸收太阳可见光，减弱太阳光的强度。

三，中空玻璃：分为双钢、双白、单钢中空，由铝条、分子筛（干燥剂）、丁基胶和密封胶组成，常用铝条有6A、9A、12A、15A、24A。

中空玻璃主要是具有隔音、隔热环保节能作用。

四，磨砂玻璃：磨砂玻璃也称喷砂玻璃，对玻璃表面做磨砂不透明处理，有单面全砂、双面全砂、线条砂和图案砂。

玻璃行业必备知识点总结一、玻璃的基本知识1. 玻璃的定义：玻璃是由石英砂（化学名称为二氧化硅）和碳酸钠（Na2CO3）等原料，在一定的温度下经过熔化和混合后凝固而成的无色、透明固体。

2. 玻璃的分类：根据不同的用途和工艺，玻璃可以分为平板玻璃、中空玻璃、钢化玻璃、夹胶玻璃、灯饰玻璃等多种类型。

3. 玻璃的特性：玻璃具有透明、硬度高、抗化学腐蚀、绝缘性能好、易加工成型等特性，适用于建筑、家具、装饰等领域。

4. 玻璃的制作工艺：玻璃制作的基本工艺包括原料准备、熔化成型、冷却固化等步骤，通过这些步骤可以获得不同类型和规格的玻璃产品。

二、玻璃行业的发展趋势1. 环保和节能：随着人们对环境保护的重视和节能政策的推动，玻璃行业在制造和使用过程中越来越注重环保和节能，采用新型材料和技术来减少能耗和污染。

2. 自动化和智能化：玻璃生产企业越来越倾向于引进自动化生产线和智能化设备，以提高生产效率和产品质量。

3. 多功能化和定制化：随着人们对产品个性化需求的增加，玻璃制品的多功能化和定制化需求也在不断增加，企业需要不断创新和提高产品的附加值。

4. 国际化发展：中国玻璃行业在国际市场上的竞争力逐渐增强，企业需要加强国际合作，开拓海外市场，提高产品的国际竞争力。

三、玻璃行业的相关技术知识1. 玻璃成型技术：玻璃成型技术是玻璃制品生产的关键环节，包括浮法成型、吹制成型、模压成型等多种技术，不同的成型技术适用于不同类型的玻璃产品。

2. 玻璃加工技术：玻璃加工技术包括切割、打孔、打磨、弯曲、钢化等多种操作，通过这些加工技术可以将玻璃制品加工成各种形状和规格的成品。

3. 玻璃表面处理技术：玻璃表面处理技术包括清洗、喷涂、印刷、镀膜等多种工艺，通过表面处理可以提高玻璃制品的耐磨性、防尘性、抗紫外线能力等性能。

4. 玻璃质量检测技术：玻璃制品的质量检测技术包括外观检测、尺寸检测、力学性能检测、光学性能检测等多个方面，确保产品质量符合标准和客户需求。

玻璃制作基本知识
1. 玻璃的定义和分类
玻璃是一种非晶态物质，由氧化硅和其他金属氧化物在高温下
熔融后迅速冷却形成的。

根据成分和用途的不同，玻璃可以分为多
种类型，如硅酸盐玻璃、钠玻璃、铅玻璃等。

2. 玻璃制作过程
玻璃制作的一般过程包括以下几个步骤：
- 原料配料：将适量的硅酸盐、氧化物等原料按照一定比例混合。

- 熔制成型：将原料放入熔融炉中，加热至适当温度使其熔化，并通过模具或玻璃棒等工具进行成型。

- 锻造和薄板制作（可选）：通过压制、拉伸等方式改变玻璃
的形状和厚度。

- 冷却退火：将制作好的玻璃加热和快速冷却，以消除内部应
力和提高强度。

- 精加工和处理：对玻璃表面进行打磨、抛光、涂层等处理，
以改善外观和性能。

3. 玻璃制品的应用
玻璃制品广泛应用于建筑、家居、交通工具、电子产品等领域。

常见的玻璃制品包括平板玻璃、镜子、餐具、瓶罐、光纤等。

4. 玻璃的性能和特点
玻璃具有透明、均匀、硬度高、防腐蚀、耐高温等特点。

然而，由于玻璃的脆性和易碎性，需要注意防止碰撞和破损。

5. 玻璃制作的环保与安全
玻璃制作过程中产生的废气、废水和废渣等需要进行妥善处理，以确保环境安全。

在使用和搬运玻璃制品时，应注意防护和安全措施，避免意外发生。

以上是关于玻璃制作基本知识的简要介绍，希望能对您有所帮助。

第2章玻璃的形成规律既然玻璃是物质的一种存在状态，那么是否任何物质都可以形成玻璃呢？塔曼曾经断言过，几乎任何物质都可以转变成无定形态，但这一著名论断至今还不能给以充分证明。

就目前而言，并非一切物质都能形成玻璃。

实践证明：有些物质如石英（SiO2）熔融后容易形成玻璃，而食盐（NaCl）却不能形成玻璃。

究竟怎样的物质才能形成玻璃？玻璃形成的条件和影响因素又是什么？这些正是研究玻璃形成规律的对象。

研究玻璃形成规律不仅对研究玻璃结构有深刻的影响，而且也是寻找更多具有特殊性能的新型玻璃的必要途径。

因此，研究和认识玻璃形成规律在理论和实践上都有重要的意义。

2.1 玻璃的形成方法为了合成更多的新型无机非晶态固体材料，以适应科学技术发展的需要，材料科学家进行了大量的探索，发现了许多新的制备玻璃态物质 (非晶态固体)的工艺和方法。

目前，除传统的熔体冷却法外，还出现了气相和电沉积，真空蒸发和溅射，液体中分解合成等非熔融的方法。

因此，过去许多用传统的熔体冷却法不能得到的玻璃态物质，现在都可以成功地制备了。

形成玻璃的方法很多。

总的可分为熔体冷却（熔融）法和非熔融法两类。

熔体冷却（熔融）法是形成玻璃的传统方法，是把单组分或多组分物质加热熔融后冷却固化而不析出晶体。

近年来冷却工艺已得到迅速发展，冷却速度可达106～107℃/s以上，使过去认为不能形成玻璃的物质也能形成玻璃，如金属玻璃和水及水溶液玻璃的出现。

对于加热时易挥发、蒸发或分解的物质，现已有加压熔制淬冷新工艺，获得了许多新型玻璃。

非熔融法形成玻璃是近些年才发展起来的新型工艺。

它包括气相和电沉积，真空蒸发和溅射，液体中分解合成等方法。

表2-1列出了非熔融法形成玻璃的一些方法。

表2-1 非熔融法形成玻璃一览表原始物质形成原因获得方法实例固体（晶体）剪切应力冲击波石英、长石等晶体，通过爆炸，夹于铝板中受600kb的冲击波而非晶化，石英变为d=2.22、N d=1.46接近于玻璃，350kb不发生晶化磨碎晶体通过磨碎，粒子表面逐渐非晶化反射线辐射高速中子射线或α射线石英晶体，1.5×1020cm-2中子照射而非晶化，d=2.26、N d=1.47液体形成络合物金属醇盐的水解Si、B、P、Al、Zn、Na、K等醇盐的酒精溶液，水解得到凝胶，加热（T＜Tg）形成单组分、多组分氧化物玻璃气体升华真空蒸发沉积低温极板上气相沉积非晶态薄膜，有Bi、Ga、Si、Ge、B、Sb、MgO、Al2O3、ZrO2、TiO2、Ta2O5、Nb2O5、MgF2、SiC及其它各种化合物阴极溅射及氧化反应低压氧化气氛中，将金属或合金进行阴极溅射，极板上沉积氧化物，有SiO2、PbO-TeO2薄膜、PbO- SiO2薄膜、莫来石薄膜、ZnO 气相反应气相反应SiCl4水解，SiH4氧化而形成SiO2玻璃；B(OC2H5)3真空加热700～900℃形成B2O3玻璃辉光放电辉光放电形成原子态氧,低压中金属有机化合物分解，基板上形成非晶态氧化物薄膜。

玻璃的基本知识玻璃简介玻璃，屮国古代亦称琉璃，是一种透明、强度及硬度颇高，表而平滑及不透气的物料。

玻璃在化学上儿乎完全呈悄性，亦不会与牛物起作用，故此用途非常广泛。

不过玻璃亦有容易碎成尖锐碎片的缺点，但这缺点可以透过加入其它物料，或以热处理改良。

玻璃是一种非品形固体。

溶解的玻璃迅速冷却，各分子因为没有足够时间形成品体而形成玻璃。

例如若将原为晶休的砂糖以热力溶解，然后倒在冷冻的表面上，所产牛成的糖块即为非晶形固体。

制造普通玻璃的主要原料是：纯碱(Na2CO3),石灰1 (CaCO3)和石英(SiO2)o生产时, 把原料粉碎，按适当的比率混合后，放入玻璃窖中加强热。

原料熔融后发生了比较复杂的物理变化和化学变化，最后得到Na2SiO3, CaSiO3和SiO2熔化化在一起形成的物质，其主要成分是SiO2,这种物质不是晶体，称作玻璃态物质。

玻璃与晶体不同，没有-一定的熔点，而是在某个温度范围内逐渐软化。

在软化状态时，玻璃可以被人工吹制成任何形状的制品。

常用的玻璃瓶和玻璃杯等都是由普通玻璃制造的。

玻璃的化学组成不同，制造玻璃时的工艺(反应条件)不同，都会影响玻璃的性能和用途。

在生产过程中加入不同的物质，调整玻璃的化学组成，可以制得具有不同性能和用途的玻璃。

对可见光透明是玻璃最人的特点。

一般的玻璃因为制造时加进了碳酸钠，所以对波长短于400纳米的紫外线并不透明。

若果要让紫外线穿透，玻璃必须以纯正的二氧化硅制造。

这种玻璃成本鮫鬲，一般被称为石英玻璃。

常见的玻璃通常亦会加入其它成份。

例如看起来十分闪烁曜眼的水晶玻璃(Lead glass),是在玻璃内加入铅，令玻璃的折射指数增加，产生更为眩目的折射。

至于派來克斯玻璃(Pyrex),则是加入了硼，以改变玻璃的热及电性质。

加入倾亦可增加折射指数。

制造光学镜头的玻璃则是加入针的氧化物来人幅增加折射指数。

倘若要玻璃吸收红外线，可以加入铁。

例如放映机内便冇这种隔热的玻璃。