玻璃的基本知识

玻璃的基本知识

玻璃的基本知识

玻璃简介

玻璃，中国古代亦称琉璃，是⼀种透明、强度及硬度颇⾼，表⾯平滑及不透⽓的物料。玻璃在化学上⼏乎完全呈惰性，亦不会

与⽣物起作⽤，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。玻璃是⼀种⾮晶形固体。溶解的玻璃迅速冷却，各分⼦因为没有⾜够时间形成晶体⽽形成玻璃。例如若将原为晶体的砂糖

以热⼒溶解，然后倒在冷冻的表⾯上，所产⽣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

灰⽯（CaCO3）和⽯英（SiO2）。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⼤的特

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。这种玻璃成本较⾼，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。⾄于派来克斯玻璃(Pyrex)，则

是加⼊了硼，以改变玻璃的热及电性质。加⼊钡亦可增加折射指数。制造光学镜头的玻璃则是加⼊钍的氧化物来⼤幅增加折射

指数。倘若要玻璃吸收红外线，可以加⼊铁。例如放映机内便有这种隔热的玻璃。玻璃加⼊铈则会吸收紫外线。在玻璃中加⼊

各种⾦属和⾦属氧化物亦可以改变玻璃的颜⾊。例如少量锰可以改变玻璃内因铁造成的淡绿⾊。多⼀点锰则可以造成淡紫⾊的

玻璃。硒亦有类似的效果。少量钴可以造成蓝⾊的玻璃。锡的氧化物及砷氧化物可造成不透明的⽩⾊玻璃。这种玻璃好像是⽩

⾊的陶瓷。铜的氧化物会造成青绿⾊的玻璃。以⾦属铜则会造成深红⾊、不透明的玻璃，看起来好像是红宝⽯。镍可以造成蓝

⾊、深紫⾊、甚⾄是⿊⾊的玻璃。钛则可以造成棕黄⾊。微量的⾦(约0.001%)造成的玻璃是⾮常鲜明，像是红宝⽯的颜⾊。铀(0.1 ⾄2%)造成的玻璃是萤⽕黄或绿⾊。银化合物可以造成橙⾊⾄黄⾊的玻璃。改变玻璃的温度亦会改变这些化合物造成的颜

⾊，但当中的化学原理相当复杂，⾄今仍然未被完全明解。

有时在⽕⼭溶岩中会出现天然的玻璃，称⿊曜⽯或⽕⼭玻璃。⿊曜⽯可以⽤来造成简单的尖⼑。

玻璃的历史

⼈类相信⾃⽯器时代即已使⽤天然的⽕⼭玻璃。古埃及在公元前⼆千年左右已有记载使⽤玻璃作器⽫。公元前200年，巴⽐伦

发明了玻璃吹管制玻离的⽅法，接着这个⽅法传⼊罗马，欧洲在公元⼀世纪左右罗马的波特兰瓶即是玻璃浮雕作品。到了⼗⼀

世纪，德国发明制造平⾯玻璃的技术。先把玻璃吹成球状，然后造成圆筒型。在玻璃仍热时切开，然后摊平。这种技术在⼗三

世纪的威尼斯得到了进⼀步改良。⼗四世纪欧洲的玻璃制造中⼼是威尼斯，很多以玻璃造成的餐具、器⽫等都是由威尼斯制

作。⽇后欧洲很多玻璃⼯匠都是师承威尼斯。1827年发明的玻璃压印机器，开展了⼤规模⽣产廉价玻璃器具的道路。

玻璃上有时会以酸或其它腐蚀物料刻上艺术图案。传统的造法是在吹或铸玻璃的时候由⼯匠刻作。后来在1920年发明了可以

在模具上加上雕刻的办法，亦可以使⽤不同颜⾊的玻璃，于是在1930年以后，⼤量⽣产的廉价玻璃器具逐渐出现。

中国在西周时亦已开始制造玻璃。在西周时期的古墓中曾发现玻璃管、玻璃珠等物品。南北朝以前，中⽂多以琉璃称以⽕烧

成，玻璃质透明物。宋时则开始称之为玻璃。到明清时，习惯以琉璃称呼低温烧成，不透明的陶瓷。很多当时的「琉璃」严格

上来说，并不属于现代所说的「玻璃」。

玻璃产品

玻璃的强度及化学惰性使它成为⾮常有⽤的物料。很多家庭⽤品，例如杯⼦、碗碟、瓶⼦等等都是以玻璃制造。此外，灯泡、

镜、计算机显⽰器（CRT）、电视机、窗等等需要使⽤玻璃。实验室内⼤部分的器⽫亦是玻璃造成，⽽且多数是较为耐⾼

温，和膨胀较少的派来克斯玻璃。对于要求⾼的应⽤，还会⽤上⽯英玻璃。质量好的⼿表亦会⽤上⽯英玻璃的表⾯。⾄于光学

器材，更是离不开玻璃造的镜头。

玻璃的分类

玻璃简单分类主要分为平板玻璃和特种玻璃：

⼀、平板玻璃

平板玻璃是指未经其他加⼯的平板状玻璃制品，也称⽩⽚玻璃或净⽚玻璃。按⽣产⽅法不同，可分为普通平板玻璃和浮法玻

璃。平板玻璃是建筑玻璃中⽣产量最⼤、使⽤最多的⼀种，主要⽤于门窗，起采光（可见光透射⽐85%90%）、围护、保温、

隔声等作⽤，也是进⼀步加⼯成其他技术玻璃的原⽚。

平板玻璃按其⽤途可分为窗玻璃和装饰玻璃。根据国家标准《普通平板玻璃》（GB4871—1995）和《浮法玻璃》（GB11614—89）的规定，玻璃按其厚度可分为以下⼏种规格：

引拉法⽣产的普通平板玻璃：2mm、3mm、4mm、5mm四类。

浮法玻璃：3mm、4mm、5mm、6mm、8mm10mm、12mm七类。

引拉法⽣产的玻璃其长宽⽐不得⼤于 2.5，其中2、3mm厚玻璃尺⼨不得⼩于400mm×300mm，4、5、6mm厚玻璃不得⼩于600mm×400mm。浮法玻璃尺⼨⼀般不⼩于1000mm×1200mm，5、6mm最⼤可达3000mm×4000mm。

按照国家标准，平板玻璃根据其外观质量进⾏分等定级，普通平板玻璃分为优等品、⼀等品和⼆等品三个等级。浮法玻璃分为

优等品、⼀级品和合格品三个等级。同时规定，玻璃的弯曲度不得超过0.3%。

平板玻的⽤途有两个⽅⾯：3～5mm的平板玻璃⼀般是直接⽤于门窗的采光，8～12mm 的平板玻璃可⽤于隔断。另外的⼀个

重要⽤途是作为钢化、夹层、镀膜、中空等玻璃的原⽚。

⼆、特种玻璃

主要有：

1、钢化玻璃。钢化玻璃是将普通退⽕玻璃先切割成要求尺⼨，然后加热到接近的软化点，再进⾏快速均匀的冷却⽽得到。钢

化处理后玻璃表⾯形成均匀压应⼒，⽽内部则形成张应⼒，使玻璃的抗弯和抗冲击强度得以提⾼，其强度约是普通退⽕玻璃的

四倍以上。钢化玻

璃破碎后，碎⽚成均匀的⼩颗粒并且没有⼑状的尖⾓。因此，使⽤起来具有⼀定的安全性。⽣产钢化玻璃⼯艺有两种：⼀种是

将普通平板玻璃或浮法玻璃在特定⼯艺条件下，经淬⽕法或风冷淬⽕法加⼯处理⽽成。另⼀种是将普通平板玻璃或浮法玻璃通

过离⼦交换⽅法，将玻璃表⾯成分改变，使玻璃表⾯形成⼀层压应⼒层加⼯处理⽽成。钢化玻璃具有抗冲击强度⾼(⽐普通平

板玻璃⾼4～5倍)、抗弯强度⼤(⽐普通平板玻璃⾼5倍)、热稳定性好以及光洁、透明、可切割等特点。在遇超强冲击破坏时，

碎⽚呈分散细⼩颗粒状，⽆尖锐棱⾓，故⼜称安全玻璃。钢化玻璃按形状分为平⾯钢化玻璃和曲⾯钢化玻璃。平⾯钢化玻璃厚

度有4、5、6、8、10、12、15、19mm⼋种；曲⾯钢化玻璃厚度有5、6、8mm三种。钢化玻璃按其外观质量分为：优等品、

合格品两类。钢化玻璃按碎⽚状态分为：I类、Ⅱ类和Ⅲ类。

2、磨砂玻璃。它也是在普通平板玻璃上⾯再磨砂加⼯⽽成。⼀般厚度多在9厘以下，以5、6厘厚度具多。

3、喷砂玻璃。性能上基本上与磨砂玻璃相似，不同的改磨砂为喷砂。由于两者视觉上类同，很多业主，甚⾄装修专业⼈员都

把它们混为⼀谈。

4、磨砂玻璃和压花玻璃。磨砂玻璃采⽤喷砂⽅法将平板玻璃表⾯喷⽑，俗称⽑玻璃。压花玻璃是在玻璃表⾯压有各种花纹图

案，系⼀次成型玻璃。由于表⾯凹凸不平，所有当光线通过时既产⽣慢射，物像就模糊不清，造成了这种玻璃透光不透明的特

点。由于磨砂玻璃是⼆次成型产品，容易藏灰，不易清洁，现逐步被压花玻璃所代替。

5、夹丝玻璃。是采⽤压延⽅法，将⾦属丝或⾦属⽹嵌于玻璃板内制成的⼀种具有抗冲击平板玻璃，受撞击时只会形成辐射状

裂纹⽽不致于堕下伤⼈。故多采⽤于⾼层楼宇和震荡性强的⼚房。夹丝玻璃也称防碎玻璃或钢丝玻璃。它是由压延法⽣产的，

即在玻璃熔融状态下将经预热处理的钢丝或钢丝⽹压⼊玻璃中间，经退⽕、切割⽽成。夹丝玻璃表⾯可以是压花的或磨光的，

颜⾊可以制成⽆⾊透明或彩⾊的。夹丝玻璃的特点是安全性和防⽕性好。夹丝玻璃由于钢丝⽹的⾻架作⽤，不仅提⾼了玻璃的

强度，⽽且当受到冲击或温度骤变⽽破坏时，碎⽚也不会飞散，避免了碎⽚对⼈的伤害。在出现⽕情时，当⽕焰延，夹丝玻璃

受热炸裂，由于⾦属丝⽹的作⽤，玻璃仍能保持固定，隔绝⽕焰，故⼜称为防⽕玻璃。

根据国家⾏业标准JC433-91规定，夹丝玻璃厚度分为：6、7、10mm，规格尺⼨⼀般不⼩于600mm×400mm，不⼤于2000mm×1200mm。

6、中空玻璃。中空玻璃由两层或两层以上的平板玻璃构成。四周⽤⾼温强度⽓密性复合粘合剂，将两⽚或多⽚玻璃与密封

条、玻璃条粘接、密封，中间充⼊⼲燥⽓体，框内充以⼲燥剂，以保证玻璃之间空⽓的⼲燥度。因为中空玻璃经⼲燥、合⽚、

粘接、固化、充⽓等⼯序制成，所有具有较好的保温、隔热、隔⾳等特点。

7、夹层玻璃。夹层玻璃⼀般由两⽚或多⽚普通平板玻璃（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

PVB（聚⼄烯醇丁醛）树脂胶⽚构成，经过加热、加压粘合⽽成的平⾯或曲⾯的复合玻璃制品。当受到破坏时，碎⽚仍粘附

在胶层上，避免了碎⽚飞溅对⼈体的伤害。夹层玻璃的层数有2、3、5、7层，最多可达9层，对两层的夹层玻璃，原⽚的厚度

常⽤的有（mm）：2＋3、3＋3、3＋5等。夹层玻璃的透明性好，抗冲击性能要⽐⼀般平板玻璃⾼好⼏倍，⽤多层普通玻璃或

钢化玻璃复合起来，可制成防弹玻璃。通过采⽤不同的原⽚玻璃，夹层玻璃还可具有耐久、耐热、耐湿等性能。

8、防弹玻璃。实际上就是夹层玻璃的⼀种，只是构成的玻璃多采⽤强度较⾼的钢化玻璃，⽽且夹层的数量也相对较多。多采

⽤于银⾏或者豪宅等对安全要求⾮常⾼的装修⼯程之中。

9、热弯玻璃。由平板玻璃加热软化在模具中成型，再经退⽕制成的曲⾯玻璃。在⼀些⾼级装修中出现的频率越来越⾼，需要

预定，没有现货。