玻璃制造工艺
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玻璃生产工艺流程玻璃是一种常见的无机非晶体材料,广泛应用于建筑、汽车、电子、家居等各个领域。
在现代工业中,玻璃的生产工艺经过了长期的发展与改进,逐渐形成了一套完整的生产流程。
本文将介绍玻璃的生产工艺流程,以供参考。
一、原材料准备玻璃的主要原材料包括硅砂、碳酸钠、石灰石、氟化铝等。
在生产过程中,这些原材料需要经过粉碎、筛分、混合等处理,以确保其成分的均匀性和颗粒的细度。
经过处理后的原材料被送入配料槽,准备进行下一步的熔化处理。
二、熔化处理原材料经过熔化处理后,形成玻璃熔体。
熔化处理一般采用玻璃窑炉或玻璃电炉进行,熔化温度通常在1400℃以上。
熔融的原材料经过一定时间的保温和搅拌,使其中的气泡逐渐排出,并确保玻璃成分的均匀性。
熔化过程结束后,玻璃熔体被送入成型工序。
三、成型工序玻璃成型是将玻璃熔体按照特定的形状进行塑造的过程。
常见的玻璃成型方法有浮法、吹制法、挤压法等。
1.浮法:浮法成型是将玻璃熔体浇入一个铁皮上,使得玻璃浮在熔锡池上,由于密度差,玻璃可以平均地自然延展成一片均匀的薄板。
这种成型方法应用广泛,一般用于生产平板玻璃。
2.吹制法:吹制法是将玻璃熔体吹入空气中,利用气压和重力的作用,在金属模具上进行成型,然后经过冷却和退火处理。
这种成型方法适用于制作中空玻璃容器,如玻璃瓶、玻璃杯等。
3.挤压法:挤压法是将玻璃熔体挤压在两个金属轮之间,形成所需的截面形状,然后再经过冷却和退火处理。
这种成型方法常用于制造光纤、玻璃管等。
四、退火处理退火是将已成型的玻璃制品进行再加热,然后缓慢冷却的过程。
通过退火处理,可以消除玻璃内部的应力,提高其强度和耐热性。
不同种类的玻璃需要采用不同的退火工艺。
五、表面处理表面处理是指对玻璃制品表面进行加工或涂覆,以增强其功能或美观度。
常见的表面处理方法有抛光、涂层、镀膜等。
1.抛光:抛光是利用砂轮、抛光机等工具对玻璃表面进行研磨和抛光,以去除表面的划痕、毛刺等缺陷,使其光滑度得到提升。
第1篇一、引言玻璃是一种常见的无机非金属材料,具有透明、坚硬、耐高温、化学稳定性好等特点。
随着科技的不断发展,玻璃在建筑、汽车、电子、光学等领域得到了广泛应用。
本文将介绍玻璃制造工艺,包括原料的选择、熔制、成型、退火、切割、磨光、清洗等环节。
二、原料选择玻璃制造的原材料主要包括石英砂、纯碱、石灰石、长石等。
这些原料经过破碎、筛选、混合等过程,制备成合格的玻璃原料。
1. 石英砂:石英砂是玻璃制造的主要原料,占原料总量的70%左右。
它主要来源于天然的石英岩、石英砂岩等。
石英砂的化学成分主要是SiO2,具有较高的熔点和良好的化学稳定性。
2. 纯碱:纯碱是玻璃制造中的一种助熔剂,其主要成分是Na2CO3。
纯碱在玻璃制造过程中起到降低熔点和改善玻璃性质的作用。
3. 石灰石:石灰石是玻璃制造中的一种助熔剂,其主要成分是CaCO3。
石灰石在玻璃制造过程中起到降低熔点和提高玻璃化学稳定性的作用。
4. 长石:长石是玻璃制造中的一种原料,其主要成分是K2O和Na2O。
长石在玻璃制造过程中起到提高玻璃的化学稳定性和改善玻璃性质的作用。
三、熔制熔制是玻璃制造工艺中的关键环节,主要包括以下步骤:1. 加热:将原料放入玻璃熔炉中,通过加热使原料熔化。
熔炉类型有电熔炉、燃油熔炉、燃气熔炉等。
2. 熔化:加热至一定温度后,原料开始熔化。
熔化过程中,原料中的杂质会逐渐析出,形成熔渣。
3. 混合:熔化过程中,通过搅拌使熔融的玻璃均匀混合,确保玻璃成分均匀。
4. 调节:根据玻璃成分和性能要求,对熔融玻璃进行成分和温度的调节。
四、成型成型是将熔融玻璃制成所需形状和尺寸的过程。
常用的成型方法有:1. 浇注成型:将熔融玻璃倒入模具中,冷却固化后取出。
适用于制造平板玻璃、瓶罐玻璃等。
2. 拉制成型:将熔融玻璃通过拉丝机拉制成细长的玻璃丝。
适用于制造玻璃纤维、玻璃丝等。
3. 挤压成型:将熔融玻璃通过模具挤压成所需形状。
适用于制造玻璃管、玻璃棒等。
玻璃生产工艺种类
玻璃是一种广泛应用于建筑、交通、家具、食品等各个领域的重要材料。
玻璃的生产工艺种类较多,下面将介绍其中几种常见的玻璃生产工艺。
1. 熔融法:熔融法是最常见的玻璃生产工艺,其原理是将石英砂、石灰石和碱金属碳酸盐等原料混合后,加热至1500℃以上,使其熔化成液态玻璃。
然后,将液态玻璃注入玻璃成型机中,通过挤压、拉伸或喷射等方式形成各种形状的玻璃制品。
2. 浮法:浮法是生产平板玻璃的主要工艺。
它是将玻璃熔液在锡液表面浮起,慢慢冷却凝固成连续长带,然后通过加热和冷却等工艺进行修整,最终得到平整、光滑的玻璃板。
这种工艺生产的玻璃板广泛应用于建筑领域。
3. 吹制法:吹制法主要用于制作各种形状的玻璃容器,如瓶子、杯子等。
工艺过程是先在一根玻璃管上端吹一个气囊,然后用工具逐渐拉长并形成所需的形状,最后通过快速冷却使其凝固成固体玻璃。
4. 冷却法:冷却法是用于产生特殊玻璃效果的一种工艺。
在玻璃造型结束后,将玻璃制品放入冷却设备中,通过控制冷却速率和温度变化,使得玻璃内部和表面产生不对称的应力分布,从而形成具有特殊纹理、模糊或不透明的效果。
5. 激光法:激光法是一种新兴的玻璃加工工艺,主要用于玻璃雕刻和精细加工。
通过激光束的高能浓度照射,可以在玻璃表
面或内部形成微小的坑洞、刻痕或图案,使玻璃具有更多的装饰性和艺术性。
总的来说,玻璃的生产工艺种类繁多且不断创新发展,不同的工艺能够满足各种玻璃制品的需求,并提供了更多样化的玻璃产品给人们使用。
随着科技的不断进步,相信未来会有更多更先进的玻璃生产工艺出现。
玻璃加工工艺流程在现代建筑、装饰和制造等各个领域中,玻璃作为一种重要的建筑材料广泛应用。
为了保证玻璃制品的质量和安全,玻璃加工工艺流程非常重要。
本文将介绍玻璃加工的主要过程,并探讨一些常见的加工工艺。
一、玻璃切割玻璃加工的第一步是切割。
切割玻璃的主要工具是玻璃刀。
在切割玻璃之前,要先在玻璃上涂抹一层切割油。
然后,用玻璃刀在切割线上轻轻划过。
切割线通常是使用定规和直尺先画好的。
一旦切割线完成,用手轻轻敲击切割线的下方,使玻璃沿着切割线断裂。
二、玻璃打磨切割后的玻璃边缘是非常锋利和不平整的。
为了确保安全和美观,需要对玻璃进行打磨。
打磨通常使用砂轮或砂纸来进行。
操作时,将玻璃边缘放在砂轮上或以手掌握住砂纸,使其与玻璃边缘接触,慢慢来回移动以磨平和抛光边缘。
三、玻璃钻孔在某些应用中,需要对玻璃制品进行钻孔。
钻孔玻璃需要使用特殊的钻头和冷却液。
为了防止玻璃在钻孔过程中爆裂,必须控制钻孔速度和压力。
冷却液用来冷却钻头和钻孔部位,降低摩擦和热量产生。
四、玻璃造型玻璃加工中,还有一种常见的工艺叫做玻璃造型。
通过加热玻璃片并使其软化,可以将其塑造成各种形状。
这个过程被称为玻璃弯曲或玻璃成型。
玻璃造型通常需要使用特殊的热炉或热炉。
在热炉中,将玻璃加热到特定的温度,并等待其变软。
然后,将玻璃放入模具或用手工来塑造成所需的形状。
最后,用冷却装置将玻璃迅速冷却,使其固化并保持所需的形状。
五、玻璃打孔除了钻孔外,还有一种加工玻璃的方法是打孔。
打孔通常使用高压水流或激光来实现。
高压水流或激光能够在玻璃上形成一个小孔,而不会导致玻璃产生破裂。
六、玻璃涂层在某些应用中,需要对玻璃进行涂层以增强其性能。
涂层可以提供防紫外线、防反射、隔热等功能。
常见的涂层方法有物理气相沉积和磁控溅射。
物理气相沉积是通过将金属材料加热到高温,使其蒸发并沉积在玻璃上。
磁控溅射则是使用磁场控制金属材料的溅射,将其沉积在玻璃上形成薄膜。
七、玻璃焊接在一些大型建筑和装饰项目中,需要将多个玻璃制品连接在一起。
玻璃生产工艺及原料玻璃是一种广泛应用于建筑、家居、工业等领域的无机非晶态物质。
它具有透明、坚硬、耐热等特点,广泛用于窗户、镜子、瓶子、容器等制造。
本文将介绍玻璃的生产工艺和原料。
一、玻璃生产工艺1.原料处理:玻璃的主要原料包括石英砂、碳酸钠、石灰石等。
这些原料经过破碎、研磨、筛分等处理后,成为玻璃的配料。
不同种类和用途的玻璃其原料配比也不同。
2.熔融制备:将配料放入玻璃熔窑中进行熔融制备。
熔窑是一个特殊设计的高温容器,通常由特殊材料如耐火砖等构成。
在熔窑中,原料在高温下熔化,形成玻璃熔体。
3.成型:将熔体从熔窑中输送到成型器中。
成型器通常通过旋转、压制等方式将熔体成型为所需的形状,如平板玻璃、玻璃瓶等。
成型完成后,玻璃制品还需要经过退火等处理,以消除内部应力,提高玻璃的强度和稳定性。
4.加工与装饰:将成型完成的玻璃制品进行进一步的加工与装饰。
这包括切割、磨边、打孔、喷涂等工序,以满足不同的使用需求。
同时,可以通过印刷、雕刻和涂层等方式,使玻璃具有不同的颜色、图案和功能。
5.质量检验与包装:对制成的玻璃制品进行质量检验和包装。
质量检验包括外观检查、尺寸检测和物理性能测试等。
合格的制品经过包装后,可上市销售。
二、玻璃生产原料1.石英砂:是玻璃的主要原料之一,其主要成分是二氧化硅(SiO2),具有优良的耐火性和化学稳定性。
石英砂通常由天然石英矿石经过破碎和研磨得到。
2.碳酸钠:是玻璃的主要碱性助熔剂,用于加速熔化和降低熔点。
碳酸钠可以用天然矿石提取或通过化学合成得到。
3.石灰石:主要成分是碳酸钙(CaCO3),用于调节玻璃的成分和性能。
石灰石可由天然矿石如大理石、白云石等提取。
除了以上主要原料外,玻璃生产中还常使用一些助剂和添加剂,如氧化铝、氧化镁、氧化钠等,用于改善玻璃的特性和性能。
三、玻璃的特殊工艺与加工除了常规的玻璃生产工艺外,还有一些特殊的玻璃工艺和加工方法,使得玻璃具有不同的特性和应用。
1.钢化玻璃:将普通玻璃在高温下急冷处理,使其表面形成压应力,提高玻璃的强度和抗冲击性能。
玻璃的生产工艺包括:配料、熔制、成形、退火等工序。
1.配料按照设计好的料方单,将各种原料称量后在一混料机内混合均匀。
玻璃的主要原料有:石英砂、石灰石、长石、纯碱、硼酸等。
2.熔制玻璃的熔制在熔窑内进行,将配好的原料经过高温加热,形成均匀的无气泡的玻璃液。
这是一个很复杂的物理、化学反应过程。
3.成形是将熔制好的玻璃液转变成具有固定形状的固体制品。
成形必须在一定温度范围内才能进行,这是一个冷却过程,玻璃首先由粘性液态转变为可塑态,再转变成脆性固态。
成形方法可分为人工成形和机械成形两大类:A.人工成形(1)吹制:用一根镍铬合金吹管,挑一团玻璃在模具中边转边吹。
主要用来成形玻璃泡、瓶、球等。
(2)拉制:在吹成小泡后,另一工人用顶盘粘住,二人边吹边拉主要用来制造玻璃管或棒。
(3)压制:挑一团玻璃,用剪刀剪下使它掉入凹模中,再用凸模一压。
主要用来成形杯、盘等。
(4)自由成形:挑料后用钳子、剪刀、镊子等工具直接制成工艺品。
B.机械成形因为人工成形劳动强度大,温度高,条件差,所以,除自由成形外,大部分已被机械成形所取代。
机械成形除了压制、吹制、拉制外,还有——(1)压延法:用来生产厚的平板玻璃、刻花玻璃、夹金属丝玻璃等。
(2)浇铸法:生产光学玻璃。
(3)离心浇铸法:用于制造大直径的玻璃管、器皿和大容量的反应锅。
这是将玻璃熔体注入高速旋转的模子中,由于离心力使玻璃紧贴到模子壁上,旋转继续进行直到玻璃硬化为止。
(4)烧结法:用于生产泡沫玻璃。
它是在玻璃粉末中加入发泡剂,在有盖的金属模具中加热,玻璃在加热过程中形成很多闭口气泡这是一种很好的绝热、隔音材料。
4.退火玻璃在成形过成中经受了激烈的温度变化和形状变化,这种变化在玻璃中留下了热应力。
这种热应力会降低玻璃制品的强度和热稳定性。
如果直接冷却,很可能在冷却过程中或以后的存放、运输和使用过程中自行破裂。
玻璃的制造工艺和流程玻璃是一种常见的无机非晶体材料,具有透明、坚硬、耐腐蚀等特点,被广泛应用于建筑、家居、汽车等领域。
那么,玻璃的制造工艺和流程是怎样的呢?玻璃的制造工艺主要包括原料准备、熔融制备、成型和加工等步骤。
原料准备。
玻璃的主要原料是二氧化硅(SiO2)、氧化钠(Na2O)和氧化钙(CaO)等。
这些原料需要经过粉碎、混合等处理,确保原料的均匀性和质量稳定性。
接下来是熔融制备。
原料经过称量后,按照一定比例放入玻璃窑炉中进行熔融。
玻璃窑炉一般采用煤气或油作为燃料,通过高温加热使原料熔化。
在熔融过程中,还会加入一些助剂,如碳酸钠、氯化钠等,以调整玻璃的性能。
熔融后的玻璃液称为玻璃熔体。
为了使玻璃熔体达到均匀、无气泡的状态,需要进行脱气和搅拌。
脱气是通过加热和抽真空的方式,将玻璃熔体中的气体排除。
搅拌则是利用搅拌器对玻璃熔体进行搅拌,以保证其均匀性。
接下来是成型。
玻璃熔体经过脱气和搅拌后,进入成型工序。
常见的成型方法有浮法、拉伸法和吹制法等。
其中,浮法是最常用的制造平板玻璃的方法。
在浮法中,玻璃熔体被流入一个铁皮池中,上面浮着锡液,玻璃熔体在锡液上慢慢漂浮,形成一层平整的玻璃带,然后经过冷却、切割等工序,得到所需尺寸的平板玻璃。
吹制法主要用于制造容器、管道等形状复杂的玻璃制品。
在吹制法中,将玻璃熔体吹入一个金属模具中,通过吹气使玻璃熔体膨胀,与模具的形状相适应,经过冷却后,获得成型的玻璃制品。
最后是加工。
加工是指对成型的玻璃制品进行切割、打磨、钻孔、热弯曲等加工处理,以满足不同的使用需求。
加工过程中需要使用一些特殊的加工设备和工具,如切割机、磨边机、钻孔机等。
总结起来,玻璃的制造工艺和流程包括原料准备、熔融制备、成型和加工等步骤。
通过粉碎、混合、熔融、脱气、搅拌等工序,最终得到符合要求的玻璃制品。
这些制造工艺和流程的不断改进和创新,使得玻璃制品在各个领域得到广泛应用。
玻璃制造工艺流程
1. 玻璃原材料准备:玻璃制造的原材料包括石英砂、碳酸钠、
石灰石和氟化铝等。
这些原材料需要经过筛选、洗净和干燥等处理,以确保质量。
2. 原料混合和配料:按照特定的配方和比例,将准备好的原材
料进行混合,以确保产品的质量和性能。
3. 熔化和成型:将混合好的原料放入玻璃熔窑内进行高温熔化,形成玻璃液。
随后,将玻璃液倒入玻璃成型机器,通过挤压、拉伸、压制等方式,将玻璃制成所需的形状和尺寸。
4. 冷却和退火:经过成型后的玻璃制品需要进行冷却,以使其
固化和增强稳定性。
然后,进行退火处理,以消除内部应力和提高
玻璃的强度和耐热性。
5. 加工和装饰:经过冷却和退火的玻璃制品可以进行后续的加
工和装饰。
包括切割、打磨、打孔、钻孔、喷砂、丝印等工艺,以
满足不同产品的需求和用途。
6. 检验和质量控制:在制造过程的各个阶段,对玻璃制品进行检验和质量控制,以确保产品符合相关标准和要求。
主要检测项目包括外观质量、尺寸精度、光学特性、化学成分等。
7. 包装和运输:通过采用适当的包装方式,将最终的玻璃制品保护好,并进行标识。
然后,进行运输和配送,以确保产品安全到达目的地。
以上是一般玻璃制造工艺的流程,根据特定的产品和要求,可能会有一些细节上的差别。
玻璃的制造工艺和流程玻璃是一种非晶态固体,其制造工艺和流程经过了长期的发展和改进。
下面将介绍玻璃的制造工艺和流程。
玻璃的制造主要包括原料准备、熔化成型、退火和加工等步骤。
首先是原料准备。
制造玻璃的主要原料是石英砂、碱金属碳酸盐、石灰石和氧化物等。
这些原料按照一定的比例混合,并经过粉碎、筛分和洗涤等处理,以保证原料的纯净度和均匀性。
接下来是熔化成型。
原料经过预热后,被送入玻璃窑炉中。
玻璃窑炉是高温环境下的熔融炉,其温度通常在1200摄氏度左右。
在窑炉中,原料逐渐熔化并混合形成玻璃液。
玻璃液的温度和成分控制是关键,以确保玻璃的质量和性能。
随后是退火。
玻璃制成后,需要经过退火处理。
退火是将玻璃加热到较高温度后缓慢冷却的过程。
这样可以消除玻璃内部的应力,提高其强度和耐热性。
退火还可以改善玻璃的光学性能和平整度。
最后是加工。
玻璃制成后,可以根据需要进行切割、打磨、钻孔、冷加工等加工工艺。
切割可以将玻璃板或管材切割成所需尺寸;打磨可以使玻璃表面平整光滑;钻孔可以在玻璃上开孔;冷加工可以通过压制、弯曲等方式改变玻璃的形状。
除了传统的制造工艺,现代玻璃制造中还出现了一些新的技术和流程。
例如,浮法法制造是一种常用的玻璃生产技术。
它将玻璃液浇注在熔融的锡池上,形成连续的玻璃带。
玻璃带在锡池上漂浮,经过冷却后形成平整的玻璃板。
这种方法可以高效地生产大面积的平板玻璃。
还有玻璃纤维制造技术。
通过将熔融的玻璃液喷射到高速旋转的喷丝盘上,形成细小的玻璃纤维。
然后,经过拉伸和冷却处理,形成玻璃纤维棉。
玻璃纤维具有优良的绝缘性能和耐高温性能,广泛应用于建筑、电力、通信等领域。
玻璃的制造工艺和流程经过了长期的发展和改进。
从原料准备到熔化成型,再到退火和加工,每个步骤都十分重要。
现代玻璃制造中还出现了一些新的技术和流程,以满足不同领域的需求。
玻璃的制造工艺和流程的改进不仅提高了玻璃的质量和性能,也推动了玻璃在各个行业的应用。
玻璃厂工艺流程一、玻璃原料准备玻璃制造的基本原料包括石英砂、碱类、石灰石和氧化铝等。
首先,将这些原料按照一定比例混合,并进行粉碎和筛分,以确保原料的均匀性和细度。
二、原料熔制将混合后的原料送入玻璃窑炉,通过高温熔融。
玻璃窑炉通常采用天然气或重油作为燃料,燃烧产生的高温将原料加热到熔点以上。
熔融过程中,通过氧化铝的加入来控制玻璃的粘度,使其适合后续加工。
三、玻璃成型经过熔融的玻璃液从玻璃窑炉中流出,进入玻璃成型机。
玻璃成型机根据产品需要,采用不同的成型工艺,如浮法成型、吹塑成型和挤压成型等。
在成型过程中,通过控制玻璃液的温度和压力,使其具有所需的形状和尺寸。
四、玻璃加工经过成型的玻璃制品需要进行一系列的加工工艺,以满足不同的使用需求。
常见的玻璃加工工艺包括切割、打磨、钻孔、抛光和淬火等。
这些加工工艺需要使用专业的设备和工具,以确保玻璃制品的质量和精度。
五、玻璃检验完成加工的玻璃制品需要经过严格的检验,以确保其质量达到标准要求。
常见的检验项目包括外观检查、尺寸测量、物理性能测试和化学成分分析等。
只有合格的玻璃制品才能出厂销售。
六、玻璃包装和运输经过检验合格的玻璃制品需要进行包装,以保护其在运输过程中不受损坏。
常见的包装方式包括木箱包装、纸板包装和塑料薄膜包装等。
然后,玻璃制品通过各种运输方式,如陆运、海运或空运,送达客户手中。
七、玻璃回收利用玻璃制品在使用过程中可能会损坏或被废弃,但大部分玻璃制品都可以进行回收利用。
回收玻璃需要经过分类、清洗和破碎等处理,然后重新熔融成玻璃液,用于再次制造玻璃制品。
玻璃的回收利用可以减少资源消耗,降低环境污染。
以上就是玻璃厂的工艺流程。
通过精心的原料准备、熔制、成型、加工、检验、包装和运输等环节,玻璃厂能够生产出各种高质量的玻璃制品,满足人们的各种需求。
同时,玻璃回收利用也有助于保护环境和节约资源,实现可持续发展。
玻璃制造工艺发布时间:2008-4-1 点击数:3627以酸性、碱金属、碱土金属氧化物为主要原料制成玻璃和玻璃制品。
不同玻璃制品的制造方法各有其特点,但主要工艺是相似的(图1)。
简史公元前2600年,巴比伦已有绿色玻璃棒。
公元前2500年,美索不达米亚地区和埃及已能制造玻璃珠。
最早的玻璃器物由玻璃块凿制而成。
以后埃及人用粘土和砂做成一定形状的砂芯,在砂芯上逐层蘸集玻璃液,经过拍打塑形和用颜色玻璃条围绕装饰,固化后再将砂芯除去,制得玻璃器物。
公元前1200年,埃及人采用开口模型将玻璃压成碗、盘、杯等制品。
中国古代玻璃制造技艺萌芽于西周。
战国时期出现含铅和钡硅酸盐玻璃。
汉代已有模压、铸压的玻璃壁、珠等。
公元前200年,巴比伦人首先使用吹玻璃的中空铁管。
用吹管吹制玻璃制品是玻璃制造中的一个突跃性进展。
公元1世纪,罗马人把各种颜色玻璃拉成棒,排列成捆烧熔,再切出具有一定图案截面的玻璃薄片,在模具上将这些薄片加热熔接,制出千花玻璃器。
他们已掌握在玻璃表面刻磨、用颜色釉彩绘和在玻璃中夹金等技艺,并会在暗色玻璃上镶套一层乳白玻璃,再磨去乳白玻璃,制出具有图案的套料刻花、雕花玻璃瓶。
7世纪,叙利亚人把玻璃吹成球,再用铁顶杆蘸少量玻璃液粘住球底部,然后切断吹管处玻璃,用顶杆将开口球在炉中加热软化,借快速旋转的离心力将玻璃球展平成平片玻璃,称冠冕法。
11~16世纪,威尼斯成为玻璃制造中心。
当时用软锰矿使玻璃颜色得到中和脱色制得无色透明的玻璃,并恢复了罗马人的颜色釉彩绘、玻璃夹金、玻璃磨刻等装饰方法。
1615年,英国用煤取代木柴作熔制玻璃的燃料,使熔化温度有所提高。
1635年又用燧石作原料并引入氧化铅,制成折射率高、色散大、易于刻磨的铅晶质玻璃。
1688年,法国用浇注法制出平板玻璃,经研磨抛光后用以制造镜子。
17世纪末,北欧用吹筒法代替吹圆球法,将圆筒沿长度剖开重新加热,以自身重量在铁台上展平成片,其平整度大为改善,产量增大。
1790年,瑞士人P.L.吉南发明用搅拌玻璃液的办法制出高均匀度的光学玻璃。
1821年,玻璃成型开始采用对开模具。
1867年,德国人西门子兄弟建立燃煤蓄热室连续式池窑,用于熔制玻璃,燃料消耗降低,玻璃生产量剧增。
1880年,德国人O.肖特和E.阿贝研究玻璃组成与性质关系,扩大了玻璃成分的范围。
1882年,阿博加斯特发明玻璃空心制品成型的压-吹法。
1885年,阿什利制成半自动制瓶机,并建立制瓶成型的吹-吹法。
1904~1905年,美国人M.J.欧文斯成功地制造了全自动制瓶机,采取吸料成型。
1910年起开始发展滴料供料机。
此后,采用供料机供料的各种自动成型机相继出现并不断发展,玻璃瓶罐开始大批量高速度连续生产。
1912年,比利时人E.富尔科提出玻璃液通过槽子砖经引上机拉制成平板玻璃工艺,1913年用于工业生产,开始大批量连续生产平板玻璃和窗片玻璃。
1910年,美国人I.W.科尔伯恩研究平板玻璃的水平拉引法问世,1916年由利比-欧文斯(Libbey Owens)公司成功地投产。
1930年,美国匹兹堡玻璃公司(PPG)采用无槽引上法生产平板玻璃。
1931年,生产连续玻璃纤维法问世。
1959年,英国皮尔金顿(Pilkington)公司发明的平板玻璃浮法成型投入生产,玻璃液漂浮在熔融金属(锡)表面,使成型质量大为提高。
原料包括主要原料和辅助原料。
前者指引入玻璃的形成网络结构的氧化物、中间体氧化物和网络外氧化物等原料;后者可以加速玻璃熔制,或使其获得某种必要的性质。
主要原料根据引入氧化物的性质,分为酸性氧化物原料、碱金属氧化物原料和碱土金属氧化物原料。
①酸性氧化物原料:有SiO2、B2O3、Al2O3等的原料。
SiO2是硅酸盐玻璃中玻璃结构的骨架。
它赋予玻璃高强度、良好的化学稳定性、耐热性和低膨胀性,但会使玻璃的熔融温度增高,粘度增大。
SiO2的引用原料是硅砂或砂岩、石英岩。
玻璃中加B2O3,可降低玻璃的热膨胀性,提高折射率、耐热急变性和耐化学侵蚀性,在温度较高时能降低玻璃粘度,温度较低时提高玻璃粘度。
B2O3的引用原料是硼砂或硼酸。
玻璃中加Al2O3能减小玻璃析晶倾向和增强化学稳定性,提高强度,增大玻璃粘度。
其引用原料通常是伴含K2O或Na2O 和SiO2的长石,也可以用工业氧化铝等。
②碱金属氧化物原料:有Na2O、K2O的原料。
玻璃中加Na2O和K2O成分可降低熔融温度,减小粘度,但会使玻璃的化学稳定性变差。
其引用原料是纯碱(Na2CO3)和钾碱(K2CO3)。
③碱土金属氧化物原料:有CaO、MgO、BaO、ZnO、PbO的原料。
玻璃中加CaO 和MgO能减弱钠硅玻璃析晶倾向,增强化学稳定性,高温时能降低玻璃粘度,促进玻璃熔化和澄清,但温度降低时粘度增加很快,成型操作困难。
其引用原料是石灰石(CaCO3)和菱苦土(MgCO3),或用同时含CaO和MgO的白云石。
玻璃中常加BaO和ZnO以调节玻璃的化学稳定性和折射率等性质,其引用原料常为工业ZnO和BaCO3、BaSO4或Ba(NO3)2。
玻璃中加PbO可显著提高折射率和色散,使玻璃吸收短波长射线,同时,比重增大,熔融温度降低,与金属浸润性好。
PbO的引用原料是红丹和黄丹或工业硝酸铅。
此外,碎玻璃也是一种主要原料,常称为熟料,能够在较低的温度下熔融,有助于玻璃配合料的溶化。
辅助原料一般包括澄清剂、着色剂、脱色剂、乳浊剂、助熔剂等。
①澄清剂:在玻璃熔制时分解排放气体,加速玻璃熔体排出气泡。
有白砒、氧化锑、硝酸盐、锑酸钠、芒硝等。
②着色剂:使玻璃具有各种不同颜色,通常是过渡金属Co、Ni、Mn、Cr、Cu、Fe 的化合物,CdS、CdSe及Se、Au、Ag的化合物等。
③脱色剂:脱色分化学脱色和物理脱色。
化学脱色是加入氧化剂,将带色化合物氧化成无色或浅色。
物理脱色是根据互补色原理,加入着色剂以抵消FeO、Fe2O3、Cr2O3、TiO2等杂质呈现的颜色。
如氧化铁使玻璃呈青绿色,通常加入硝酸盐、氧化铈将铁氧化成高价后,着色力减弱。
还可加入Se、Co、Ni、Mn的化合物产生红紫色,与Fe化合物的青绿色互补成无色,但降低了光透过率。
④乳浊剂:使玻璃冷却时析出密布晶体,对光线产生散射而不透明。
常用水晶石、氟硅酸钠等氟化物和磷酸钙等磷酸盐。
生产过程主要包括配合料制备、熔制、成型、退火和后加工等步骤。
配合料制备首先对原料进行预加工,包括对块状原料的粉碎、潮湿原料的预干燥和含铁原料的除铁处理等。
粉碎的颗粒度以0.25~0.5mm为宜,过粗的颗粒不易充分熔化,在玻璃中会形成残留料粉结石或富硅节瘤;过细的颗粒容易飞扬或集聚成团。
将具有一定颗粒度的原料按配方精确称量,再用转鼓式、桨叶式或盘式混合机进行混合。
熔制将玻璃配合料进行高温熔化、澄清,形成均匀的无气泡、无结石的玻璃液。
玻璃配合料的熔制温度随成分不同而异,通常为1300~1600℃。
配合料在高温下发生一系列物理化学反应,逐步熔融完全。
随温度的升高,粘度显著减小,其中夹杂的大量空气和原料分解产生的气体从熔融液中上升并逸出,使熔体变得清澄。
在高温排除气泡的同时,玻璃液的化学组成也趋向均匀,必要时,加机械外力搅动。
澄清和均化完成后,降温使玻璃液均匀一致地达到适合成型要求的粘度。
熔制在玻璃熔窑中进行。
大批量生产时在池窑中连续熔制。
配合料在窑的一端加入,供成型的玻璃液在另一端排出。
小量生产时在坩埚窑中间歇熔制。
成型将玻璃液加工成固定几何形状的制品。
玻璃降温时由液态、可塑态至固态,将玻璃的供取料、赋形和定型的制作阶段连接起来。
人工挑料时,玻璃液粘度通常为102.2Pa·s;机械自动供料时为102~103Pa·s,相当于玻璃液澄清时粘度的10~100倍。
玻璃液滴入模的适宜粘度通常为103.5Pa·s,脱模时粘度应为106Pa·s, 在这个可塑范围内对玻璃料进行剪切、粘结、吹扩、压延等成型操作。
若制作时间较长,须调节玻璃成分使粘度转变趋缓和析晶倾向小,以免在成型过程硬化太快和发生析晶。
常用的玻璃成型方法有吹制法、压制法、拉引法、浇注法、压延法等。
①吹制法:用以制造空心玻璃制品,如水杯、器皿、瓶、罐、灯泡等。
人工吹制时使用长约1.5m中空铁吹管,一端蘸取玻璃液(挑料),一端为吹嘴。
挑料后在滚料板(碗)上滚匀、吹气,形成玻璃料泡,在模中吹成制品;也可无模自由吹制,最后从吹管上敲落。
大型制品成型时,需反复挑料滚匀,以集取足够料量。
机械吹制时,玻璃液由玻璃熔窑出口流出,经供料机形成设定重量和形状的料滴,剪入初型模中吹成或压成初型,再转入成型模中吹成制品。
吹成初型再吹成制品的称吹-吹法,适宜制成小口器皿和瓶罐。
压成初型再吹成制品的称压-吹法,适宜制成大口器皿和薄壁瓶罐。
康宁带式吹泡机是机械吹制中较为特殊的一类。
它先将玻璃液经转辊压成有间隔块体的带状,吹泡机的多个吹气头在玻璃料带上同步运行并吹成初型,再合上成型模吹成制品。
适宜制造灯泡壳、电子管壳、水杯等。
②压制法:用以制造敞口和实心制品,如碗、盘、缸、镜片、显像屏和锥、砖等。
人工压制以铁杆取料,按设定量剪落入模,模芯(冲头)压下将玻璃液挤满模腔压成制品。
机械压制采用和吹制法相同的供料方法将玻璃液剪入多模压制机的模中,自动落下模芯成型。
压制法成型的玻璃液表层因接触模和模芯,降温很快,适于制造较厚和较浅的制品。
③拉引法:用以制造玻璃管、棒、纤维以及窗片与平板等。
人工拉管时用铁管反复挑料,集起大量玻璃液滚匀后形成料泡,料泡顶端用另一铁杆取料粘住、吹气,以一定速度慢慢拉开。
机械拉引分上引、下引和水平拉引。
机械拉制玻璃管时,首先,玻璃液流入拉管池,依靠耐热合金或耐火材料的芯轴和轴中心通入的空气形成管根,由牵引辊连续拉成管。
连续纤维的拉引方法是在拉丝坩埚中控制玻璃液温度,坩埚底部有100多个漏嘴,高速旋转的拉丝机构拉出连续不断的纤维,绕在筒上。
机械引板的方法是在通道成型室以玻璃液面拉引起玻璃板。
玻璃液面设槽子砖的称有槽引上法,玻璃液从砖槽中涌出;自由液面向上拉引和经转向辊成为水平拉引出分别称无槽引上法和水平拉引法。
浮法拉引则是玻璃液通过溢流口经流槽流到高温锡液表面展开成玻璃板,同时向槽尾部拉引,在锡液面上玻璃板藉高温表面张力自身平整光洁。
④浇注法:用以生产光学玻璃、建筑装饰制品等。
其中离心浇注法用以生产大直径玻璃管、器皿、大容量反应锅和玻璃锥等。
用于浇注的玻璃液粘度要小,在模子中凝固成型。
离心浇注时,玻璃液注入模中,然后高速旋转,玻璃液受离心力作用紧贴到模子壁上,直到固化。
⑤压延法:用以制造厚玻璃板、压花平板玻璃、夹丝平板玻璃。
可将玻璃液倾倒在金属平台上,用压辊延展成板,也可将玻璃液连续流入两个滚筒间隙中滚压成平板。