玻璃基础理论介绍讲解45页PPT

• 镜子是一种表面光滑，并且具有反射光线能力的物品。有 平面镜、曲面镜两类，平面镜常被人们利用来整理仪容， 曲面镜又有凹面镜、凸面镜之分，主要用作衣妆镜、家具 配件、建筑装饰件、光学仪器部件以及太阳灶、车灯与探 照灯的反射镜、反射望远镜、汽车后视镜等等。
• 生产注意事项： • 1、边部变形要完全切除 • 2、细/毛细划伤 • 3、光学变形 • 4、边部缺陷 • 5、表面缺点 • 6、防潮防霉
• 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；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。
台玻安徽玻璃有限公司
玻璃基础知识
玻璃基础知识
一、玻璃/浮法玻璃 二、玻璃的光学性质 三、玻璃的主要分类 四、常见的玻璃缺陷 五、玻璃行业的发展前景
一、玻璃/浮法玻璃
1、玻璃的定义 世界上给出很多种定义,简单讲就是“硅酸盐形成的
无规则的非晶态物体”。 2、浮法玻璃
玻璃液漂浮在熔融金属表面上拉制而成的平板玻璃， 它是以成型方法而命名的；1902年美国人提出的设想， 1961年英国人阿拉斯塔·皮尔金顿研制成功。 3、浮法玻璃生产的原料
钢化玻璃特性：
安全性：当玻璃受外力破坏时，碎片会成类似蜂窝状的钝 角碎小颗粒，不易对人体造成严重的伤害。 • 高强度：同等厚度的钢化玻璃抗冲击强度是普通玻璃的 3～5倍，抗弯强度是普通玻璃的3～5倍 • 热稳定性：钢化玻璃具有良好的热稳定性，能承受的温差 是普通玻璃的3倍，可承受300℃的温差变化 • 根据用途不同，钢化玻璃又可分为全钢化玻璃、半钢化玻 璃、区域钢化玻璃、平钢化玻璃、弯钢化玻璃等多种类型。

列文虎克显 微镜
伽利略 望远镜
光学的诞 生
实验皿
玻璃啤酒杯
爱迪生 灯泡
传教士：带入新技术
照相机
龙山文化
西汉 西汉末年
东汉 东汉末年
西晋
北宋 南宋
明 明 清 清 清末
玻璃的分类
（1）传统玻璃
以天然矿物和岩石为主要原料，熔体过冷法大批量生产的玻璃材料和制品
平板玻璃 浮法玻璃、压延玻璃、薄玻璃和超薄玻璃等 安全玻璃 钢化玻璃、夹层玻璃、夹丝玻璃、防火玻璃等 镀膜和贴膜玻璃 阳光控制玻璃、低辐射玻璃、抗反射玻璃、镜玻璃等 和建筑构件玻璃 中空玻璃、真空玻璃、空心玻璃砖、玻璃门等 光学玻璃 无色光学玻璃、有色光学玻璃、紫外和红外光学玻璃、特种光 学玻璃等 石英玻璃 不透明石英玻璃、透明石英玻璃、特种石英玻璃等
•某些金属氧化物能直接溶于玻璃溶液中使玻璃着色。 •如氧化铁使玻璃呈现黄色或绿色，氧化锰能呈现紫色，氧化钴能 呈现蓝色，氧化镍能呈现棕色，氧化铜和氧化铬呈现绿色等。
1.24×1010
实际强度/Pa 1.05×1010
玻璃纤维
离子-共价键 7.2×1010
0.1
0.72×1010
0.2~0.3×1010
块状玻璃
离子-共价键 7.2×1010
0.1
0.72×1010
8~15×107
氯化钠
离子键
4.0×1010
0.06 0.24×1010
0.44×107
有机玻璃
共价键
σth=xE
E：弹性模量
E：弹性模量
γ：形成单位新表面所做的功 X：为与物质结构和键型有关 a：每一紧邻原子对的间距 的常数，一般为0.1~0.2
玻璃的力学性能

B2O3为主要成分 钾玻璃（硬玻璃）以K2O代替钠玻璃中
的部分Na2O，适当提高SiO2含量
30
2.5.2.3 特种玻璃
• 钢化玻璃
– 淬火产生内应力，导致表面增强
• 无色光学玻璃
– 可见光波长范围内吸光性极低——高纯度 – 高折射率——增加氧化钡、氧化铅含量
• 导电玻璃
– ITO（Indium Tin Oxide）玻璃导电
41
普通陶瓷vs特种陶瓷
原料 纯度 成型
功能
普通陶瓷
特种陶瓷
天然矿物原料
人工精制合成原料
纯度较低
纯度较高
注浆、可塑成型为主 容器或艺术品
压制、热压铸、注射、 扎膜、流延等静压成型 为主
工业材料、科技材料
42
ห้องสมุดไป่ตู้
4 陶瓷制备
工艺流程
• 普通陶瓷：
– 材料精选（矿物精选）化学处理原料粉化 制备陶瓷粉生坯（成型）烧结机械加 工陶瓷成品。
2.5.3.1 陶瓷的定义 Definition of Ceramics
• Traditional：
– 陶瓷——所有以粘土为主要原料与其它天然 矿物原料经过粉碎、混炼、成形、烧结等过 程而制成的各种制品
• General ：
– 陶瓷——用陶瓷生产方法制造的无机非金属 固体材料和制品的通称。
37
陶瓷一般结构与基本性质
52
玻璃与陶瓷
• 玻璃转变温度Tg是区分玻璃与其它非晶态固体的重要特征。 ★传统玻璃：TM>Tg 传统玻璃熔体与玻璃体的转变是可逆
的，渐变的。 ★非晶态固体：TM<Tg 二者的转变不可逆。
Tg：玻璃形成温度（脆性温度）TM：析晶温度

感谢观看
感谢观看
按颜色分：白色（即透明），超白，绿色，蓝色，灰色， 茶色，黑色等
按使用分：单色透视玻璃（即普通玻璃），镀膜玻璃， 镜子，压花玻璃
按工艺分：非钢化，钢化，钢化热浸， 半钢化，夹层，中空，彩釉， 聚晶，打沙 等
非钢化玻璃（Float 中空玻璃变形（凹进或者凸起现象） Glass）
玻璃只需按客户要求切割成需要的尺 彩釉玻璃是将无机釉料(又称油墨)，印刷到玻璃表面，然后经烘干，钢化或热化加工处理，将釉料永久烧结于玻璃表面而得到一种耐磨
按工艺分：非钢化，钢化，钢化热浸，
彩釉玻璃是将无机釉料(又称油墨)，印刷到玻璃表面，然后经烘干，钢化或热化加工处理，将釉料永久烧结于玻璃表面而得到一种耐磨
工艺流程： ，耐酸碱的装饰性玻璃产品。
2,4,5,6,8,10,12,15,19,22,25mm
按颜色分：白色（即透明），超白，绿色，蓝色，灰色，
钢化或者
切割
半钢化
包
装
磨边
烘干
清洗

印刷
原板缺陷 气泡 结石（固体夹杂物） 条纹与节瘤 玻璃划伤和发霉
加工玻璃缺陷：玻璃在加工过程中由于技术或者设备原因 人为增加的玻璃质量缺陷 尺寸误差（包括孔位，对角线） 划伤 爆边或者掉角 钢化白雾，硅辊印 钢化变形（弓形或者波形度） 钢化玻璃麻点
切割 磨边
入釜高压 包 装
辊压
清洗
合片
中空玻璃（Double Glazing）
是由两片或者多片玻璃，周边用间隔 框分开，并用密封胶密封，使玻璃层间形 成有干燥气体空间的玻璃深加工产品。
切割 磨边 清洗
包装 打胶 合片
彩釉玻璃（Ceramic ）
彩釉玻璃是将无机釉料(又称油墨)，印 刷到玻璃表面，然后经烘干，钢化或热化 加工处理，将釉料永久烧结于玻璃表面而 得到一种耐磨，耐酸碱的装饰性玻璃产品。

• 一般情况下，在温度18-25 ℃ 、相对湿度为18-23%之间这样的条件下可 确保PVB膜片的含水率符合要求，因为温度、湿度直接影响PVB膜片的含 水率。
• 5）合片
• 目的：在两片玻璃中间夹上膜片并把膜片边料修掉。
• 用小刀将PVB膜片多余的部分切掉，切割后PVB膜片周边应留余量约２— ３mm，以免合片后膜片因收缩而产生缩胶，且合片时内、外片必须对齐， 叠差不得超过1mm，为保证膜片含水率，合片室环境控制温度18-25℃ ， 相对湿度18-23%之间。
递增
PVB含水率
汽车夹层玻璃
4、PVB粘结力与玻璃面的影响：
粘结力
递 增
空气面 锡面
递增 PVB含水率％
5、生产过程中含水率控制在：0.3～0.7％、 合片室温湿度为：18 ～ 25 0 C、30 ～40％wt
汽车夹层玻璃
第二节 夹层玻璃生产工艺 原片切割 预处理（切割、掰边、磨边、洗涤烘干） 丝印（喷粉、丝印、烘干）
• 玻璃 采用浮法玻璃,透光度好；平整度好、无波纹;退火均匀,机械强度 高。
• 粘合材料 目前夹层玻璃粘合材料主要用PVB，由聚乙烯醇缩丁醛、增塑剂、 添加剂组成;它具有透明、无色、耐光、耐寒，粘结性能好等特 性。 PVB与玻璃粘结机理：Si-OH基与COH基形a:厚度分类：0.38、0.51、0.76、1.52mm
汽车夹层玻璃
• 6）初压 • 目的：把玻璃与PVB之间70%以上的空气抽掉并封边。 • 初压方式有辊压法或减压法，我司用的是橡胶环减压法，即根据玻璃大小
先取合适的橡胶圈，将橡胶圈套在合好片的玻璃上，橡胶圈套上后周边无 间隙，感觉略紧为宜。将玻璃竖起放在初压线传送带上，将抽头与真空管 相接，在初压线上冷抽，冷抽的目的在于把玻璃与PVB间70%以上的空气 抽掉，然后送到加热室里热抽，热抽的目的在于把玻璃与PVB周边封住， 防止高压过程空气及水进入玻璃中间，使玻璃与膜片初步粘合在一起。

均质玻璃其各方向的性质如折射率、硬度、 弹性模量、热膨胀系数、导热系数等都相同 （非均质玻璃中存在应力除外）。
玻璃的各向同性是其内部质点无序排列而
呈现统计均质 结构的外在表现。
V、Q
过冷液体 K
M
F
E 玻璃态
D
晶体
Tg
A B
液 体 C
TM
冷却速率会影响Tg大小，快冷时Tg较慢冷时高，K 点在F点前。Fulda测出Na－Ca－Si玻璃：
熔融温度、机械强度、化学 稳定性
耐热性、化学稳定性、机械 强度、退火温度
析晶倾向 析晶倾向、韧性
二、玻璃的结构
玻璃的结构（本节只需掌握本页面）
玻璃的结构：是指玻璃中质点在空间的几 何配置、有序程度 以及彼此 间的结合状态。
玻璃结构特点：近程有序，远程无序。
不同科学家对玻璃的认识：
门捷列夫：玻璃是一个无定形物质，没有 固定化学 组成，与 合金类似。 Sockman ：玻璃的结构单元是具有一定 的化学组成 的分子 聚合体。 Tamman ：玻璃是一种过冷液体。
不足之处：晶子尺寸太小，无法用x－射线检测， 晶子的含量、组成也无法得知。
2、无规则网络假说
要点：
(1)形成玻璃的物质与相应的晶体类似，形成相似的三维空间网络。 (2)这种网络是由离子多面体通过桥氧相连，向三维空间无规律的发 展而构筑起来的。 (3)电荷高的网络形成离子位于多面体中心，半径大的变性离子，在 网络空隙中统计分布，对于每一个变价离子则有一定的配位数。 (4)氧化物要形成玻璃必须具备四个条件： A、每个O最多与两个网络形成离子相连。 B、多面体中阳离子的配位数 ≤ 4。 C、多面体共点而不共棱或共面。
(Na2CO3) 石灰石(CaCO3)、长石等为主要原料，

低辐射镀膜玻璃（Low-E）
是在玻璃表面镀低辐射材料银及金属氧化物膜，使玻璃 呈现出不同颜色。其主要作用是降低玻璃的U值，同时有选 择地降低SC，全面改善玻璃的节能特性。
高透型Low-E玻璃，遮阳系数SC≥0.5，对透过的太阳能 衰减较少。这对以采暖为主的北方地区极为适用， 冬季太阳 能辐射可透过这种Low-E玻璃进入室内，经室内物体吸收后 变为Low-E玻璃不能透过的远红外热辐射，并与室内暖气发 出的热辐射共同被限制在室内，从而节省取暖费用。
➢ 适用于寒冷地区和中部过渡地区。
2020年8月3日
6
玻璃节能的基础知识及相关指标
阳光控制低辐射镀膜玻璃（Sun-E）
➢ 选择性透过可见。 ➢ 具有对远红外波段的高反射性，能有效地阻止外部的太阳
辐射和热辐射通过玻璃进入室内。 ➢ 适用于炎热气候地区(受太阳暴晒的环境效果尤佳）。
2020年8月3日
7
离线Low-E玻璃
是浮法玻璃加工完成之后，再采用真空磁控溅射工艺在 浮法玻璃表面镀一层Low-E功能膜。
离线Low-E玻璃品种多样，可以根据不同的需要调节透 射率、反射率等参数，膜层均匀、色泽自然且颜色丰富。一 般情况下，离线Low-E玻璃的遮阳系数和传热系数比在线 Low-E玻璃低。离线Low-E玻璃的膜层脆弱，易氧化，单片 玻璃不宜直接在大气环境中存放，因此加工难度较大，对加 工的质量要求也较高，在打开玻璃的密封后的24小时内必须 必须合成中空玻璃。
2020年8月3日
内容
1、 玻璃节能的基础知识及相关指标 2、 热反射镀膜与低辐射镀膜玻璃比较 3、 在线Low-E与离线Low-E的比较 4、 玻璃加工流程及生产周期 5、 玻璃的最大许用面积 6、 如何提高原片利用率 7、 钢化玻璃钻孔、挖缺的限制 8、 平钢化、弯钢化玻璃加工极限 9、 如何确定夹层玻璃PVB厚度 10、 玻璃相关的标准及规范 11、 新产品、新技术介绍

1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1.0 0.9
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Normal emissivity %
Ug = 1.0 W/m²K
第33页/共42页
SGG PLANITHERM ONE II
DOUBLE GLAZING UNIT: 4mm / 16mm 90% Argon / 4mm
产品 透光率Lt 反光率 遮阳性SC 隔热性U
6+16氩气+6玻璃组合
在线镀膜 ANTILIO
离线镀膜 ST150
双功能 KT155
41%
45.5%
47%
27%
20%
16.8%
双银镀膜 SKN154II
49.8%
17.6%
第23页/共42页
如何观察玻璃颜色？
• 玻璃上墙最终颜色≠放在桌面看到的玻璃小样的颜色
• 进一步改善冬天舒适度: 玻璃不再冰冷 • 进一步降低空调费用：节能 • 更加环保：减少CO2 排放
第18页/共42页
选择节能玻璃性能的最关键的几个因素
• 可见光透过率 Light Transmittance ——在保证舒适度的前提下，越高越好
• 可见光室外反射率 Light Outdoor Reflectance ——在合理的范围内（既要满足私密性又要避免过强的光污染）
• 隔热系数U值 ——越低越好 （冬天更舒适）
• 通过真空阴极磁控溅射的方法在透
明浮法玻璃或本体着色玻璃镀上数 层金属氧化物而制成的
第16页/共42页
LOW-E膜层非常薄且通透却非常有效
干涉镀膜 35 nm Ag ~ 10 nm 干涉镀膜 ~35 nm

氧化钠 (Na2O)
热膨胀系数
化学稳定性、耐热性、熔 融温度、析晶倾向、退火 温度、韧性
氧化钙 （CaO）
硬度、机械强度、化学稳定 性、析晶倾向、退火温度
耐热性
三氧化二 铝(Al2O3)
氧化镁 （MgO）
熔融温度、机械强度、化学 稳定性
析晶倾向
耐热性、化学稳定性、机械 强度、退火温度
析晶倾向、韧性
玻璃的制作工艺及其应用
制作者：程水凤 冯建功 祝贺 演讲者：祝贺
本节内容 1. 玻璃展方向
1.玻璃的基本知识 1.1玻璃概念及性质 玻璃是我们在日常生活中常见的材料 ，它是一种具有无规则结构的非晶态固 体，没有固定的熔点，在物理和力学性 能上表现为均质的各向同性。
玻璃因其具有抗压强度高、硬度大、 化学稳定性好等优点，因此在日常生活 中得到了广范的应用。（图片）
1.2 玻璃的组成 在一般玻璃中，它的主要成分有SiO2 、Na2O 、CaO 、Al2O3 、MgO 等五种成 分。这些成分的作用如下表所示。
表1 玻璃主要氧化物的作用
氧化物名称 二氧化硅 （SiO2） 所以的增强作用 熔融温度、化学稳定性、热 稳定性、机械强度 所起的降低作用 密度、热膨胀系数

可除霜电热风挡玻璃
•是在组合玻璃的车内侧表面或中间覆以透明的导电 膜。在透明膜上通电，使玻璃发热，可将玻璃上面 的冰霜融化或防止玻璃模糊。在高寒地区的冬天， 汽车前风挡玻璃会附上一层冰，一般必须用除霜器 花很长时间除冰，而采用电热风挡玻璃之后，可直 接通电加热，使冰霜在短时间内化为乌有，有效的 提高了热效率和出车率。这种电热风挡玻璃现在已 广泛使用，如奔驰220前挡、三菱V73前挡、 BM735、BM740等等。
化学性质不活泼，不漏气 1 2 加工成本较高 3 可进行高温消毒 4 使用可回收材料
1 2 3 4
压花玻璃器皿的使用最早见于19世纪 的美国，用来制造家具把手。很快， 它就成了自吹制玻璃以后最重要酌创 新之一。其最大的优点就在于，能够 在成品的内外表面都表现出精致的细 节。 压花玻璃的基本加工过程是把一十玻 璃块通过内外模具挤压。内外两部分 的厚度决定了最后玻璃片的厚度。内 外摸具能控制这个厚度并提供双面的 细节。和吹制玻璃工艺相比，压花玻 璃最大的缺陷是不能制造封闭的容器。 挤压形状决定了产品的开口一定要比 底部宽。这种工艺适合制造坚硬且厚 壁的产品。
光学性能：中空玻璃的可见光透视范围10%~80%， 光反射率25%~80%，总透过率25%~50%。
明暗自动调节玻璃
•这是美国通用汽车公司研制开发的新产 品。它可以按车外光线的强弱自动控制 玻璃的明暗度。玻璃表面涂有一层氧化 镍，其下有一层更薄的含水氧化镍。当 电流正向流动时，两层透明的氧化镍被 氧化成颜色较深的三价氧化物，使车窗 变暗；当电流反向流动时，三价氧化物 又被还原成透明的氧化镍，使车窗玻璃 变暗。
清污玻璃
近年来，世界上清污玻璃的研究开发引人 注目，其原理是利用Tio2触媒进行作用。 在汽车玻璃表面涂敷Tio2薄膜，通过太阳 光（紫外线）激发，Tio2中产生电子和电 子空穴，使水和氧通过，将玻璃表面上附 着的有机污垢分解，从而省去了人们清洁 汽车玻璃这种经常性的劳动。其实，这种 清污原理早已在瓷砖和照明器上实用化了。