玻璃,玻璃是如何生产的
玻璃是我们日常生活中常见的一种易碎且透明的硬材料。它主要由砂(硅酸盐,SiO2)和碱组成。
这些材料在高温(即熔融粘性状态)下熔合在一起;然后它们迅速冷却,形成刚性结构,但没有足够的时间形成晶体规则结构。
根据最终的用途和应用,玻璃的成分和冷却速度会有所不同,以达到特定应用的适当性能。这些是获得玻璃的常见成分:
- 在其纯净的形式下,它以聚合物(SiO2)的形式存在。
- 通常SiO2在2000°C时软化,此时它开始降解(在1713°C时,大多数分子已经可以自由移动)。添加苏打将熔点降低到1000°C,使其更易于管理。
- 碳酸钙也被称为石灰,是天然形成的石灰石、大理石或白垩。苏打使玻璃溶于水,柔软,不太耐用。因此,石灰的加入增加了材料的硬度和化学耐久性,并提供了材料的不溶性。
可以添加其他材料和氧化物来提高性能(着色、耐久性等),产生不同的效果、颜色等。
玻璃的主要性能
这些是玻璃的主要特点:
- 固体和硬质材料
- 无序、无定形结构
- 易碎的易碎的碎片
- 对可见光透明
- 惰性和生物活性不强的材料。
- 玻璃是100%可回收的,由于其成分和性能,是最安全的包装材料之一
玻璃应用于建筑、照明、电气传输、科研仪器、光学仪器、家用工具,甚至纺织品。玻璃不会变质、腐蚀、着色或褪色,因此是最安全的包装材料之一。
这些性质可以通过添加其他化合物或热处理来修改和改变。
玻璃种类及市场应用
玻璃的主要类型如下:
商用玻璃或钠钙玻璃:
这是最普通的商用玻璃,也比较便宜。钠-石灰玻璃的成分通常是60-75%的二氧化硅,12-18%的苏打和5-12%的石灰。少量的其他材料可以添加到特定的性能,如着色。
- 它具有透光性,适用于窗户上的平板玻璃;
- 它有一个光滑和无孔的表面,使玻璃瓶和包装玻璃容易清洁;
- 钠石灰玻璃容器实际上是惰性的,抵抗来自水溶液的化学攻击,所以它们不会污染里面的内容或影响味道。
而纯玻璃SiO2不吸收紫外光,钠石灰玻璃不允许波长低于400 nm(紫外光)的光通过。
钠石灰玻璃的缺点是不耐高温和突然的热变化。例如,每个人都经历过在高温下倒液体时杯子破裂,例如泡茶。
一些使用的钠石灰玻璃主要用于瓶子,罐子,日常饮料杯和窗户玻璃。
铅玻璃:
引领玻璃由54-65%的SiO2, 18-38%的氧化铅(PbO), 13-15%的苏打(Na2O)或碳酸钾(K2),以及各种其他氧化物组成。当PbO的含量小于18%时称为水晶玻璃。
-适量铅可增加耐久性;
-大量时,它降低熔点,降低硬度,使表面柔软;
-此外,它具有高折射率,使高亮度玻璃。
最后这两个特性使它适合用于装饰目的。
含铅量高(即65%)的玻璃可以用作辐射屏蔽玻璃,因为铅会吸收伽马射线和其他形式的有害辐射,例如核工业。
和钠石灰玻璃一样,铅玻璃不能承受高温或温度的突然变化。
v
元素 | 属性 | |
氧化铝 | 它能提高耐化学性,并在较低温度范围内增加粘度 | |
铈 | 吸收红外线 | |
着色剂 | 金属和金属氧化物变色(如锰和硒脱色气体,钴为蓝色,铜为红色,镍为蓝色、紫色或黑色玻璃,钛为黄褐色等) | |
氧化钡 | 含有钡的玻璃不像铅晶体那么重,但由于其高折射率,达到了类似的辉煌。 | |
氟 | 含氟材料,如氟石(CaF2)或磷酸盐,在玻璃中形成小的结晶颗粒,使其产生浑浊不透明的印象 | |
最近开发的玻璃包括:
- 安全玻璃,由两片平板玻璃用塑料连接而成,以防止玻璃破碎时分散。
- 熔融玻璃制成的连续纤维,用于织物或电绝缘
- 通过在玻璃中捕获气泡来产生一种海绵状材料以达到绝缘目的的泡沫玻璃。
化学中最常见玻璃的重量
元素 | 类型的玻璃 | |||||
熔融石英 | 钠钙硅 | Boro-silicate玻璃 | Alumo硅酸盐玻璃 | l硼酸含铅玻璃 | ||
二氧化矽 | 100% | 60 - 75% | 70 - 81% | 62% | 54 - 65% | |
氧化铝 | 1% | 2 - 7% | 17% | 2% | ||
曹 | 5 - 12% | 8% | ||||
分别以 | 4% | 7% | ||||
Na2O | 12 - 18% | 4 - 8% | 1% | 13 - 15% | ||
K2O | ||||||
B2O3 | 7 - 13% | 5% | ||||
恶唑 | 18 - 38% | |||||
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