第五章 玻璃的成型

玻璃⼯艺学复习资料第⼀章玻璃的定义与结构1、解释转变温度、桥氧、硼反常现象和混合碱效应。

转变温度：使⾮晶态材料发⽣明显结构变化，导致热膨胀系数、⽐热容等性质发⽣突变的温度范围。

⾮桥氧：仅与⼀个成⽹离⼦相键连，⽽不被两个成⽹多⾯体所共的氧离⼦则为⾮桥氧。

桥氧：玻璃⽹络中作为两个成⽹多⾯体所共有顶⾓的氧离⼦，即起“桥梁”作⽤的氧离⼦。

硼反常性：在钠硅酸盐玻璃中加⼊氧化硼时，往往在性质变化曲线中产⽣极⼤值和极⼩值，这现象也称为硼反常性。

混合碱效应：在⼆元碱玻璃中，当玻璃中碱⾦属氧化物的总含量不变，⽤⼀种碱⾦属氧化物逐步取代另⼀种时，玻璃的性质不是呈直线变化，⽽是出现明显的极值。

这⼀效应叫做混合碱效应。

2、玻璃的通性有哪些？各向同性；⽆固定熔点；介稳性；渐变性和可逆性；①.各向同性玻璃态物质的质点总的来说都是⽆规则的，是统计均匀的，因此，它的物理化学性质在任何⽅向都是相同的。

这⼀点与液体类似，液体内部质点排列也是⽆序的，不会在某⼀⽅向上发现与其它⽅向不同的性质。

从这个⾓度来说，玻璃可以近似地看作过冷液。

②.⽆固定熔点玻璃态物质由熔体转变成固体是在⼀定温度区域（软化温度范围）内进⾏的，（从固态到熔融态的转变常常需要经历⼏百度的温度范围），它与结晶态物质不同，没有固定的熔点。

③.介稳性玻璃态物质⼀般是由熔融体过冷⽽得到。

在冷却过程中粘度过急剧增⼤，质点来不及作有规则排列⽽形成晶体，因⽽系统内能尚未处于最低值⽽⽐相应的结晶态物质含有较⾼的能量。

还有⾃发放热转化为内能较低的晶体的倾向。

④.性质变化的渐变性和可逆性玻璃态物质从熔融状态到固体状态的过程是渐变的，其物理、化学性质变化是连续的和可逆的，其中有⼀段温度区域呈塑性，称“转变”或“反常”区域。

3、分别阐述玻璃结构的晶⼦学说和⽆规则⽹络学说内容。

答：（1）玻璃的晶⼦学说揭⽰了玻璃中存在有规则排列区域，即有⼀定的有序区域，这对于玻璃的分相、晶化等本质的理解有重要价值，但初期的晶⼦学说机械地把这些有序区域当作微⼩晶体，并未指出相互之间的联系，因⽽对玻璃结构的理解是初级和不完善的。

玻璃生产工艺的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解玻璃的基本成分、性质和分类。

2. 学生能够掌握玻璃生产的主要工艺流程，包括配料、熔融、成型、退火等环节。

3. 学生能够了解我国玻璃工业的发展现状及趋势。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析玻璃生产过程中可能出现的问题及解决办法。

2. 学生能够设计简单的玻璃生产工艺流程，并对其进行优化。

3. 学生能够运用信息检索、数据分析等方法，对玻璃生产相关领域进行初步研究。

情感态度价值观目标：1. 学生通过学习，培养对玻璃工艺的热爱，激发对传统工艺的尊重和保护意识。

2. 学生能够认识到玻璃生产工艺在生活中的重要性，增强环保意识，关注可持续发展。

3. 学生能够培养团队协作精神，提高沟通与交流能力，增强解决问题的自信心。

课程性质：本课程为技术学科，旨在让学生了解玻璃生产工艺的基本知识，培养其实践操作能力和创新意识。

学生特点：六年级学生具有一定的逻辑思维能力和动手操作能力，对新鲜事物充满好奇心，但注意力集中时间较短。

教学要求：结合学生特点，采用生动有趣的教学方法，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，提高课堂参与度。

通过课程学习，使学生在掌握知识技能的同时，培养正确的价值观和情感态度。

将课程目标分解为具体的学习成果，便于后续教学设计和评估。

二、教学内容1. 玻璃的基本知识：- 玻璃的成分、性质和分类- 玻璃在生活中的应用2. 玻璃生产工艺：- 配料过程：原料的选择、配比及作用- 熔融过程：熔炉结构、熔融原理及控制参数- 成型过程：吹制、拉制、压制等成型方法- 退火过程：退火的目的、工艺及设备3. 玻璃生产中的问题及解决方法：- 分析生产过程中可能出现的缺陷，如气泡、结石等- 探讨缺陷产生的原因及解决办法4. 玻璃工业发展概况：- 我国玻璃工业的现状、发展趋势及政策- 国内外玻璃生产工艺的对比及优缺点分析5. 实践操作与创新能力培养：- 设计简单的玻璃生产工艺流程- 分析并优化现有工艺流程- 创新设计玻璃制品，培养创新意识教学内容安排与进度：第一课时：玻璃的基本知识、应用及分类第二课时：玻璃生产工艺（配料、熔融、成型、退火）第三课时：玻璃生产中的问题及解决方法第四课时：玻璃工业发展概况及国内外对比第五课时：实践操作与创新能力培养教材章节关联：《技术学科》六年级上册第五章“无机非金属材料”，第二节“玻璃及陶瓷”。

第三节无机非金属材料【学习目标】1、了解无机非金属材料、金属材料和高分子材料的特点以及它们在生产和生活中的广泛应用；2、了解常见无机非金属材料、金属材料和高分子材料的生产原理。

【知识点梳理】一、硅酸盐材料硅酸盐工业：以含硅物质为原料，经过加热制成硅酸盐产品的工业。

如制造陶瓷、玻璃、水泥等。

1．陶瓷（1）生产原料：黏土等。

（2）生产过程：混合→成型→干燥→烧结→冷却。

（3）陶瓷种类：土器、陶器、炻器、瓷器等。

（4）性能及优点：抗氧化、耐酸碱、耐高温，绝缘，易加工成型等。

（5）特种陶瓷：精细陶瓷（高强度、耐高温、耐腐蚀，并具有声、电、光、热、磁等方面的特殊功能）。

2．玻璃（1）生产原料：纯碱、石灰石和石英石少（含硅物质）。

（2）生产设备：玻璃窑。

（3）生产过程：把原料粉碎，按适当的比例混合放入玻璃窑中加强热熔化，冷却后即得普通玻璃。

高温高温（4）主要反应：Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑，CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑。

（5）主要成分：普通玻璃是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2熔化在一起所得到的混合物。

（6）重要性质：玻璃在常温下虽呈固态，但不是晶体，称为玻璃态物质。

没有固定的熔点，受热只能慢慢软化。

3．水泥（1）生产原料：石灰石、黏土和其他辅料（如石膏）。

（2）生产设备：水泥回转窑。

（3）生产过程：将原料以一定比例混合，磨细成生料，在窑中烧至部分熔化、冷却成块状熟料。

再加入适量石膏磨成细粉，即得普通水泥。

（概括为：“两磨一烧加石膏”）（4）主要成分：硅酸三钙（3CaO ·SiO 2）、硅酸二钙（2CaO ·SiO 2）、铝酸三钙（3CaO ·Al 2O 3）、铁铝酸四钙（4CaO ·Al 2O 3·Fe 2O 3）等的混合物。

（5）重要性质：水泥具有水硬性，而且在水中也可硬化。

贮存时应注意防水。

（6）主要用途：制成水泥砂浆、混凝土等建筑材料。

玻璃培训资料第一章：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，再加上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制造方式的主流。

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。

一般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分。

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。

夹层玻璃一般由两片普通平板玻璃（也可以是钢化玻璃或其他特殊玻璃）和玻璃之间的有机胶合层构成。

第五章玻璃均匀性的检验光学元件的玻璃均匀性检验是一种基本检验，因为大的不均匀性无法在光学抛修中消除。

操作者必须了解他所加工的玻璃。

即使玻璃均匀性符合MIL174-A的指标有时仍不能满足要求，所以要用一种简单方法进行检验。

本章中，叙述玻璃均匀性的检验方法分为三部分：威廉姆斯干涉仪、激光干涉仪和巴比特裣干涉仪。

在检验玻璃时应制成具有一定精确度的平行平南，其精度必须达到可以同时观察到透射条纹和反射条纹，也就是就试件平行度必须在20 “以内。

在此将讨论三类干涉仪。

威廉姆斯干涉仪系利用两个球面镜（曲率半径接近相等），球面的曲率半径对就被检玻璃的厚度符合穆翟激光干涉仪使用f/8的抛物面镜。

另一类干涉仪，即巴比特补偿器，基本用途是测量玻璃中的应力。

1. 威廉姆斯干涉仪由于气泡室、风洞和大型天文望远镜的出现，需要高均匀性的大块厚玻璃有的玻璃直径为150cm厚度16cm威廉姆斯干涉仪提供了一种低耗费的检验玻璃均匀性的方法。

这种仪器也可用于检验平行平面的平行度，并为制造分光板提供了一种检验方法。

威廉姆斯干涉仪的光学系统简单，在大多数光学车间或实验室里都可找到零件或自行制造，其光学原理见图5-1。

两块球面镜的球面性为1/32波长，并有相同的曲率半径和直径，其镜面互成90放置，其中一击剑安装在导轨上，以便对固定球面镜作调整。

在一般的光学车间中，球面镜直径为30.7cm曲率半径为310cm（曲率半径可以在50mn范围内变化）。

这种仪器适用于厚度为5~200mm的玻璃。

对于厚度大于200mmr玻璃，要求R/D为14。

45/45U图5-1在三脚架上放置一块小型分束器，并大致处于两块球面镜的半径夹角内。

因为这是等光程干涉仪，接近等厚玻璃的补偿器须放置在靠近分束器处，由于光束锥角很小所以实质上不会对结果产生什么影响，仪器光源需要0.2mm直径的针孔和舌簧式水银灯。

其中一块反射镜须镀45|45分光铝膜, 另一块可以不镀膜。

干涉仪的调试要求较咼，在安放被检样品（平行平面零件）和补偿品前必须先调零。