普通玻璃生产原理 钢化玻璃的制造原理

        玻璃是一种古老的建筑材料，早在古埃及时期就已出现。伴随着人类社会共同发展，玻璃行业创造出了各种功能独特的玻璃，使玻璃家族不断兴旺，例如防弹玻璃、光电玻璃、真空玻璃等，都在各自的领域发挥着不可替代的作用。我们将介绍生产普通玻璃的原理，并说明钢化玻璃的制造方法。

一、普通玻璃生产原理

        玻璃的种类很多,普通的浮法玻璃的主要成分是硅酸钙和硅酸钠,主要反应如下:

        Na2CO3+SiO2 =(高温)Na2SiO3+CO2

        CaCO3+SiO2=(高温)CaSiO3+CO2

        工艺:

        主要包括:①原料预加工.将块状原料(石英砂、纯碱、石灰石、长石等)粉碎,使潮湿原料干燥,将含铁原料进行除铁处理,以保证玻璃质量.②配合料制备.③熔制.玻璃配合料在池窑或坩埚窑内进行高温(1550~1600度)加热,使之形成均匀、无气泡,并符合成型要求的液态玻璃.④成型.将液态玻璃加工成所要求形状的制品,如平板、各种器皿等.⑤热处理.通过退火、淬火等工艺,清理或产生玻璃内部的应力、分相或晶化,以及改变玻璃的结构状态.

        磨砂玻璃加工方法:先将需要加工的平板玻璃平放在垫有粗呢或棉毯的工作台上,再在玻璃面上堆放适量的细金刚砂,用粗瓷碗反扣住金刚砂,用双手轻压碗底转圈推动.也可使用较高号水磨石地面用的磨石研磨.研磨操作应从四周边角开始逐步移向中间,直至把玻璃面研磨呈均匀的乳白色,达到透光不透过即可.

        银光刻花玻璃加工方法:先把平板玻璃用清水洗净晾干后满涂石蜡,然后在石蜡上刻掉成各种花纹,用1:5浓度的氢氟酸溶液腐蚀玻璃面.然后倒去氢氟酸清除石蜡,用水把玻璃清洗干净为止.

        其他如彩色玻璃可采用裱贴或喷涂方法加工,具体方法从略.在地面和立墙上弹线,令做好下部墙体结构、骨架立柱横梁的固定,玻璃加工裁割安装上部及全部木(金属)骨架,玻璃安装,镶边油漆及清理.

二、钢化玻璃的制造原理

        工艺过程:

        钢化玻璃是将玻璃加热到接近软化化温度(这时处于粘性流动状态)——这个温度范围我们称为钢化温度范围(620℃—640℃), 保温一定时间,然后骤冷而成的,下面简单叙述钢化玻璃在加热和骤冷过程中的温度变化及应力形成过程.

        a. 开始加热阶段:

        玻璃片由室温进入钢化炉加热,由于玻璃是热的不良导体,所以此时内层温度低,外层温度高,外层开始膨胀,内层未膨胀,所以此时外 层的膨胀受到内层的舒缓表面产生了暂时的压应力,中心层为张应力,由于玻璃的抗压缩度高,所以虽然快速加热,玻璃片也不破碎.

        注:从这里可以了解到玻璃一进炉,由于玻璃内外层有温差造成了,玻璃内外层的应力,因此厚玻璃要加热慢一点,温度低一点,否则因 内外温差太而造成玻璃在炉内破裂.

        b. 继续加热阶段:

        玻璃继续加热,玻璃内外层温差缩小等内外层都达到钢化温度时玻璃板内等应力.

        c. 开始骤冷阶段(在开始吹风的前1.5—2秒)

        玻璃片由钢化炉进入风栅吹风,表面层温度下降低于中心温度,表面开始收缩,而中心层没有收缩,所以表面层的收缩受到中心层的舒缓 ,使表面层受到暂时张应力,中心层形成压应力.

        d. 继续骤冷阶段:

        玻璃内外层进一步骤冷,玻璃表面层已硬化(温度已降到500℃以下),停止收缩,这时内层也开始冷却、收缩,而硬化了的表面层抑 制了内层的收缩,结果使表面层产生了压应力,而在内层形成了张应力.

        e. 继续骤冷(12秒内)

        玻璃内外层温度都进一步降低,内层玻璃在此时降到500℃左右,收缩加速,在这个阶段外层的压应力,内层的张应力已基本形成,但 是中心层还比较软,尚未完全脱离粘性流动状态,所以还不是结束时的应力状态.

        f. 钢化完成(20秒内)

        这个阶段内外层玻璃都完全钢化,内外层温差缩小,钢化玻璃的应力形成,即外表面为压应力,内层为张应力

相关概念

玻璃

        玻璃是非晶无机非金属材料，一般是用多种无机矿物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸钡、石灰石、长石、纯碱等)为主要原料，另外加入少量辅助原料制成的。它的主要成分为二氧化硅和其他氧化物。普通玻璃的化学组成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等，主要成分是硅酸盐复盐，是一种无规则结构的非晶态固体。广泛应用于建筑物，用来隔风透光，属于混合物。另有混入了某些金属的氧化物或者盐类而显现出颜色的有色玻璃，和通过物理或者化学的方法制得的钢化玻璃等。有时把一些透明的塑料（如聚甲基丙烯酸甲酯）也称作农业生产体系玻璃。

加工

        加工是指对货物进行更新产；受托加工货物，是指委托方提供原料及主要材料，受托方按照委托方的要求制造货物并收取加工费的业务。加工就是按照一定的筹备程序或者规律对转变物质进行合目的改造过程。加工可能是化学过程，也可能是物理过程，还可能是复合过程。

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