玻璃的生产工艺 化学钢化玻璃的工艺流程

        在人们的印象中，玻璃是一种易碎透明的材料，而且由于碎片尖锐容易伤人，安全性并不强。然而随着科技的发展，人们不但能够将玻璃的天然优势充分发挥，还能够调整其性能，弥补它的缺点。想了解玻璃是如何生产的，特别是化学钢化玻璃的工艺流程，请看下文。

一、玻璃的生产工艺

        玻璃的生产工艺包括:配料、熔制、成形、退火等工序.分别介绍如下:

        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,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.玻璃的熔制在熔窑内进行.熔窑主要有两种类型:一种是坩埚窑,玻璃料盛在坩埚内,在坩埚外面加热.小的坩埚窑只放一个坩埚,大的可多到20个坩埚.坩埚窑是间隙式生产的,现在仅有光学玻璃和颜色玻璃采用坩埚窑生产.另一种是池窑,玻璃料在窑池内熔制,明火在玻璃液面上部加热.玻璃的熔制温度大多在1300~1600゜C.大多数用火焰加热,也有少量用电流加热的,称为电熔窑.现在,池窑都是连续生产的,小的池窑可以是几个米,大的可以大到400多米.

        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.又有

        (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(划眼镜片用)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.此外,平板玻璃的成形有垂直引上法、平拉法和浮法.浮法是让玻璃液流漂浮在熔融金属(锡)表面上形成平板玻璃的方法,其主要优点是玻璃质量高(平整、光洁),拉引速度快,产量大.

        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(俗称玻璃的冷爆).为了清理冷爆现象,玻璃制品在成形后必须进行退火.退火就是在某一温度范围内保温或缓慢降温一段时间以清理或减少玻璃中热应力到允许值.

        此外,某些玻璃制品为了增加其强度,可进行刚化处理.包括:物理刚化(淬火),用于较厚的玻璃杯、桌面玻璃、汽车挡风玻璃等;和化学刚化(离子交换),用于手表表蒙玻璃、航空玻璃等.刚化的原理是在玻璃表面层产生压应力,以增加其强度.

二、化学钢化玻璃的工艺流程

        化学钢化玻璃主要以3mm厚度以下的玻璃为主,化学钢化玻璃是通过改变玻璃的表面的化学组成来提高玻璃的强度,一般是应用离子交换法进行钢化.其方法是将含有碱金属离子的硅酸盐玻璃,浸入到熔融状态的锂(Li)盐中,使玻璃表层的Na或K离子与Li离子发生交换,表面形成Li离子交换层,由于Li的膨胀系数小于Na、K离子,从而在冷却过程中造成外层收缩较小而内层收缩非常大,当冷却到常温后,玻璃便同样处于内层受拉,外层受压的状态,其效果类似于物理钢化玻璃.

        化学钢化玻璃的工艺流程为:

        白片成品—QC检验—清洗处理—化学钢化---保温冷却—清洗干燥—包装. 由于钾钠离子交换速度较慢,要使玻璃具有大的应力值和符合使用要求的应力层厚度,交换时间需要1小时—8小时不等.

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。

成形

        成形即成为某种形体，形成某种稳固的局面。如正在成形的思想之新奇简直使他大吃一惊；排列成一定形式或形状使玻璃成形；医学上指修正损伤的筹备或器官，成形外科，骨成形术等等。

相关推荐
化学钢化玻璃的工艺流程 防火玻璃制作工艺是怎样的
化学玻璃钢化工艺
化学玻璃钢化的原理
玻璃化学钢化法
化学钢化玻璃的缺点
化学钢化玻璃详解
物理学优于化学
化学钢化玻璃
电子玻璃面板