第八章 玻璃及加工工藝

設(shè)計(jì)材料工藝學(xué)MaterialandTechnologyofDesign第八章

玻璃及加工工藝

目錄第八章玻璃及加工工藝導(dǎo)言第一節(jié)玻璃的特性第二節(jié)玻璃的分類

第三節(jié)常用玻璃第四節(jié)玻璃在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的運(yùn)用思考題習(xí)題中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院學(xué)院CollegeofInformation&Business,ZhongyuanUniversityofTechnology設(shè)計(jì)材料工藝學(xué)MaterialandTechnologyofDesign第八章

金屬材料與工藝

玻璃是一種較為透明的固體物質(zhì)，在熔融時(shí)形成連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，冷卻過(guò)程中粘度逐漸增大并硬化而不結(jié)晶的硅酸鹽類分金屬材料。玻璃的基本性能：1）強(qiáng)度2）硬度3)光學(xué)性能4）電學(xué)性能5）熱性能6）化學(xué)性能第一節(jié)玻璃的特性

金屬材料與成型工藝

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玻璃及加工工藝

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金屬材料與工藝

一、按照用途分類第二節(jié)玻璃的分類

金屬材料與成型工藝

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玻璃及加工工藝

瓶缸玻璃日用玻璃器皿玻璃裝飾玻璃

光學(xué)玻璃儀器玻璃

技術(shù)玻璃醫(yī)藥用、電器用玻璃按用途分特種玻璃

窗用平板玻璃建筑玻璃鏡用平板玻璃裝飾用平板玻璃安全玻璃

玻璃纖維設(shè)計(jì)材料工藝學(xué)MaterialandTechnologyofDesign第八章

金屬材料與工藝

二、按照化學(xué)成分分類第二節(jié)玻璃的分類

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玻璃及加工工藝

酸性玻璃：石英玻璃、鋁硅酸鹽玻璃等

氧化物玻璃

堿性玻璃：鈉鈣玻璃

按化學(xué)成分

硫系玻璃非氧化物玻璃鹵化物玻璃設(shè)計(jì)材料工藝學(xué)MaterialandTechnologyofDesign第八章

金屬材料與工藝

一、通平板玻璃普通平板玻璃按其生產(chǎn)方法不同，主要分為三種：上引法平板玻璃、平拉法平板玻璃和浮法玻璃。

浮法玻璃生產(chǎn)的成型過(guò)程是在通入保護(hù)氣體（N2及H2）的錫槽中完成的。熔融玻璃從池窯中連續(xù)流入并漂浮在相對(duì)密度大的錫液表面上，在重力和表面張力的作用下，玻璃液在錫液面上鋪開(kāi)、攤平、形成上下表面平整、硬化、冷卻后被引上過(guò)渡輥臺(tái)。輥臺(tái)的輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)，把玻璃帶拉出錫槽進(jìn)入退火窯，經(jīng)退火、切裁，就得到平板玻璃產(chǎn)品。第三節(jié)常用玻璃材料

金屬材料與成型工藝

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玻璃及加工工藝

浮法玻璃設(shè)計(jì)材料工藝學(xué)MaterialandTechnologyofDesign第八章

金屬材料與工藝

二、加工玻璃1.鋼化玻璃鋼化玻璃其實(shí)是一種預(yù)應(yīng)力玻璃，為提高玻璃的強(qiáng)度，通常使用化學(xué)或物理的方法，在玻璃表面形成壓應(yīng)力，玻璃承受外力時(shí)首先抵消表層應(yīng)力，從而提高了承載能力，增強(qiáng)玻璃自身抗風(fēng)壓性，寒暑性，沖擊性等。第三節(jié)常用玻璃材料

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玻璃及加工工藝

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金屬材料與工藝

二、加工玻璃2.磨砂玻璃（噴砂玻璃）磨砂玻璃又叫毛玻璃、暗玻璃。是用普通平板玻璃經(jīng)機(jī)械噴砂、手工研磨或氫氟酸溶蝕等方法將表面處理成均勻表面制成。由于表面粗糙，使光線產(chǎn)生漫反射，透光而不透視，它可以使室內(nèi)光線柔和而不刺目。第三節(jié)常用玻璃材料

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玻璃及加工工藝

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金屬材料與工藝

二、加工玻璃3.花紋玻璃是表面帶有圖案紋理的平板玻璃，根據(jù)表面圖案的加工工藝，可以分為壓花玻璃和噴花玻璃兩大類。壓花玻璃是在平板玻璃硬化前，讓玻璃經(jīng)過(guò)刻有圖案的滾筒，將玻璃單面或雙面壓出凹凸不平的各種花紋，其最大的特點(diǎn)是透光但不透明，富于表面肌理和藝術(shù)裝飾性。第三節(jié)常用玻璃材料

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金屬材料與工藝

二、加工玻璃3.花紋玻璃噴花玻璃是在平板玻璃表面覆貼裝飾圖案，外面添加保護(hù)層，然后經(jīng)過(guò)噴砂工藝制成，未受保護(hù)的區(qū)域形成毛面的噴花圖案效果，主要用于門窗采光和裝飾。第三節(jié)常用玻璃材料

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金屬材料與工藝

二、加工玻璃4.夾絲玻璃夾絲玻璃別稱防碎玻璃。它是將普通平板玻璃加熱到紅熱軟化狀態(tài)時(shí)，再將預(yù)熱處理過(guò)的鐵絲或鐵絲網(wǎng)壓入玻璃中間而制成。它的特性是防火性優(yōu)越，可遮擋火焰，高溫燃燒時(shí)不炸裂，破碎時(shí)不會(huì)造成碎片傷人。另外還有防盜性能，玻璃割破還有鐵絲網(wǎng)阻擋。主要用于屋頂天窗、陽(yáng)臺(tái)窗。第三節(jié)常用玻璃材料

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金屬材料與工藝

二、加工玻璃5.中空玻璃采用膠接法將兩塊玻璃保持一定間隔，間隔中間是干燥的空氣，周邊再用密封材料密封而成，具有良好的隔熱、隔音、防霜、防結(jié)露的作用，并可降低建筑物自重的新型建筑材料，主要應(yīng)用于建筑外墻、門窗、火車、輪船、電器產(chǎn)品等。第三節(jié)常用玻璃材料

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金屬材料與工藝

二、加工玻璃6.夾層玻璃夾層玻璃是安全玻璃的一種。是在兩片玻璃之間加上有機(jī)膠合層（如聚乙烯等塑料）粘合而成的。這種玻璃破碎時(shí)，碎片也會(huì)被粘在薄膜上，破碎的玻璃表面仍保持整潔光滑。這就有效防止了碎片扎傷和穿透墜落事件的發(fā)生，確保了人身安全。第三節(jié)常用玻璃材料

金屬材料與成型工藝

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玻璃及加工工藝

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金屬材料與工藝

二、加工玻璃7.防彈玻璃防彈防盜玻璃由多片不同厚度的透明浮法玻璃和優(yōu)質(zhì)工程塑料科學(xué)地組合而成，總厚度一般在20mm以上，要求較高的防彈玻璃總厚度可以達(dá)到50mm以上，金屬的撞擊也只能將玻璃擊碎而不能穿透，因此起到防彈防盜的效果。射在防彈玻璃上的子彈會(huì)將外層的玻璃擊穿，但（聚碳酸酯玻璃）塑料材料層能夠吸收子彈的能量，從而阻止它穿透玻璃內(nèi)層。第三節(jié)常用玻璃材料

金屬材料與成型工藝

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玻璃及加工工藝

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金屬材料與工藝

三、新型玻璃1.低輻射玻璃低輻射玻璃也稱Low-E玻璃，通過(guò)表面的鍍膜來(lái)降低能量吸收或控制室內(nèi)外能量交換，讓室外太陽(yáng)能、可見(jiàn)光透過(guò)，又像紅外線反射鏡一樣，將物體二次輻射熱反射回去的新一代鍍膜玻璃。在任何氣候環(huán)境下使用，均能達(dá)到控制陽(yáng)光、節(jié)約能源、熱量控制調(diào)節(jié)及改善環(huán)境。在建筑應(yīng)用中，Low-E玻璃的使用可以達(dá)到“冬暖夏涼”的效果，具有優(yōu)異的隔熱、保溫性能效果。第三節(jié)常用玻璃材料

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玻璃及加工工藝

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金屬材料與工藝

三、新型玻璃

2.聰敏彩色玻璃聰敏玻璃在空氣中出現(xiàn)某些化學(xué)物質(zhì)時(shí)會(huì)改變顏色，因?yàn)樗奶攸c(diǎn)，這使它在環(huán)境監(jiān)視、醫(yī)學(xué)診斷以及家居裝飾等方面能發(fā)揮重要的作用。3.鐳射玻璃在玻璃或透明有機(jī)滌綸薄膜上涂敷一層感光層，利用激光在上刻劃出任意的幾何光柵或全息光柵，鍍上鋁（或銀、鋁）再涂上保護(hù)漆，這就制成了鐳射玻璃。它在光線照射下，能形成衍射的彩色光譜，而且隨著光線的入射角或人眼觀察角的改變而呈觀出變幻多端的迷人圖案。它使用壽命可達(dá)50年，而且正向家庭裝潢發(fā)展。第三節(jié)常用玻璃材料

金屬材料與成型工藝

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玻璃及加工工藝

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金屬材料與工藝

三、新型玻璃

4.智能玻璃利用電致變色原理制成。智能玻璃的特點(diǎn)是可以隨著太陽(yáng)光的照射調(diào)整窗戶的明暗。可使裝上變色玻璃的建筑物減少供暖和致冷需用能量的25％、照明的60％、峰期電力需要量的30％。5.真空玻璃這種玻璃是雙層的，由于在雙層玻璃中被抽成為真空，所以具有熱阻極高的特點(diǎn)。6.呼吸玻璃同生物一樣具有呼吸作用，它用以排除人們?cè)诜块g內(nèi)的不舒適感。第三節(jié)常用玻璃材料

金屬材料與成型工藝

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玻璃及加工工藝

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金屬材料與工藝

成型工藝分三個(gè)階段：配料、熔化、成型一、玻璃原料：主要是各種氧化物：SiO2、BaO、B2O3、AL2O3等。（1）主要原料：各種化合物和礦物

（2）輔助原料：

：是高溫氣化或分解放出氣體、促進(jìn)玻璃溶液中氣泡的排除。：多為金屬氧化物，能溶于玻璃溶液中使玻璃著色，如氧化鐵使玻璃呈黃色或綠色；氧化鈷使玻璃呈藍(lán)色；氧化錳使玻璃呈紫色。：除去玻璃原料中有害雜質(zhì)，脫色劑在玻璃中呈現(xiàn)與原有顏色的補(bǔ)色，使玻璃成為無(wú)色玻璃。提高了無(wú)色玻璃的透明度。第四節(jié)玻璃的加工工藝

金屬材料與成型工藝

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玻璃及加工工藝

脫色劑著色劑澄清劑設(shè)計(jì)材料工藝學(xué)MaterialandTechnologyofDesign第八章

金屬材料與工藝

成型工藝分三個(gè)階段：配料、熔化、成型二、玻璃熔制

指將配合料經(jīng)過(guò)高溫加熱，形成均勻無(wú)氣泡并符合成型要求的玻璃液的過(guò)程。此工藝很復(fù)雜，此過(guò)程伴隨著一系列的物理和化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，熔制通常在坩堝窯或池窯中進(jìn)行，熔制溫度為1300-1600℃。第四節(jié)玻璃的加工工藝

金屬材料與成型工藝

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玻璃及加工工藝

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金屬材料與工藝

一、壓制成型

利用壓力將置于模具內(nèi)的玻璃熔料擠壓成型，適用于形狀容易脫模的制品，如玻璃盤碟、玻璃磚等。

第四節(jié)玻璃的加工工藝

金屬材料與成型工藝

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玻璃及加工工藝

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金屬材料與工藝

一、壓制成型

利用壓力將置于模具內(nèi)的玻璃熔料擠壓成型，適用于形狀容易脫模的制品，如玻璃盤碟、玻璃磚等。

第四節(jié)玻璃的加工工藝

金屬材料與成型工藝

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玻璃及加工工藝

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金屬材料與工藝

二、吹制成型

先將玻璃黏料壓制成雛形型塊，再將壓縮空氣處于熱同臺(tái)的玻璃型塊中，使之吹脹成中空的制品。吹制成型分為機(jī)械吹制成型和人工吹制成型。主要用于玻璃瓶罐、容器等中空制品的成型。第四節(jié)玻璃的加工工藝

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玻璃及加工工藝

吹制成型設(shè)計(jì)材料工藝學(xué)MaterialandTechnologyofDesign第八章

金屬材料與工藝

二、吹制成型

人工吹制時(shí)使用長(zhǎng)約1.5m中空鐵吹管，一端蘸取玻璃液（挑料），一端為吹嘴。挑料后在滾料板（碗）上滾勻、吹氣，形成玻璃料泡，在模中吹成制品；也可無(wú)模自由吹制，最后從吹管上敲落。大型制品成型時(shí)，需反復(fù)挑料滾勻，以集取足夠料量。第四節(jié)玻璃的加工工藝

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玻璃及加工工藝

吹制成型設(shè)計(jì)材料工藝學(xué)MaterialandTechnologyofDesign第八章

金屬材料與工藝

三、拉制成型

利用機(jī)械拉力將熔融的玻璃原料通過(guò)成型輥之間形成的具有特定截面形狀的空隙，經(jīng)冷卻固化和切割獲得玻璃制品的工藝。拉制成型分為水平拉制和垂直拉制，主要用于加工平板玻璃、玻璃管、玻璃纖維等。第四節(jié)玻璃的加工工藝

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玻璃及加工工藝

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金屬材料與工藝

四、壓延成型

壓延成型是使熔融的玻璃原料在壓輥形成的壓力下通過(guò)壓輥和平面或壓輥之間的間隙，經(jīng)冷卻固化的玻璃成型方法。主要用于成型厚玻璃板材，并可以通過(guò)在壓輥表面預(yù)加工圖案，或在壓延過(guò)程中夾入金屬絲網(wǎng)生產(chǎn)刻花玻璃、夾絲玻璃等。第四節(jié)玻璃的加工工藝

金屬材料與成型工藝

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玻璃及加工工藝

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金屬材料與工藝

五、玻璃的熱處理

玻璃在生產(chǎn)過(guò)程中由于溫度的變化劇烈和不均勻，玻璃制品內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力，降低了制品的強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，在存放及機(jī)械加工過(guò)程中會(huì)自行破裂，因此玻璃成型后需要進(jìn)行熱處理，包括淬火和退火兩種工藝。第四節(jié)玻璃的加工工藝

金屬材料與成型工藝

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玻璃及加工工藝

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金屬材料與工藝

六、玻璃的二次加工

1.玻璃的冷加工用機(jī)械的方法進(jìn)行加工，有切割和鉆孔等。2.玻璃的熱加工火焰切割、火拋光、燒口