一、了解玻璃
一種透明的半固體，半液體物質(zhì)，在熔融時形成連續(xù)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，冷卻過程中粘度逐漸增大并硬化而不結(jié)晶的硅酸鹽類非金屬材料。普通玻璃化學氧化物的組成(Na2O·CaO·6SiO2),主要成份是二氧化硅。廣泛應用于建筑物，用來隔風透光，屬于混合物。另有混入了某些金屬的氧化物或者鹽類而顯現(xiàn)出顏色的有色玻璃，和通過特殊方法制得的鋼化玻璃等。有時把一些透明的塑料（如聚甲基丙烯酸甲酯）也稱作有機玻璃。
二、玻璃歷史
玻璃最初由火山噴出的酸性巖凝固而得，約公元前3700年前，古埃及人已制出玻璃裝飾品和簡單玻璃器皿，當時只有有色玻璃。約公元前1000年前，中國制造出無色玻璃。公元12世紀，出現(xiàn)了商品玻璃，并開始成為工業(yè)材料。18世紀，為適應研制望遠鏡的需要，制出光學玻璃。1874年，比利時首先制出平板玻璃。
1906年，美國制出平板玻璃引上機，此后，隨著玻璃生產(chǎn)的工業(yè)化和規(guī)?；?，各種用途和各種性能的玻璃相繼問世。現(xiàn)代，玻璃已成為日常生活、生產(chǎn)和科學技術(shù)領(lǐng)域的重要材料。
3000多年前，一艘歐洲腓尼基人的商船，滿載著晶體礦物“天然蘇打”，航行在地中海沿岸的貝魯斯河上。由于海水落潮，商船擱淺了，于是船員們紛紛登上沙灘。有的船員還抬來大鍋，搬來木柴，并用幾塊“天然蘇打”作為大鍋的支架，在沙灘上做起飯來。船員們吃完飯，潮水開始上漲了。他們正準備收拾一下登船繼續(xù)航行時，突然有人高喊：“大家快來看啊，鍋下面的沙地上有一些晶瑩明亮、閃閃發(fā)光的東西！”船員們把這些閃爍光芒的東西，帶到船上仔細研究起來。他們發(fā)現(xiàn)，這些亮晶晶的東西上粘有一些石英砂和融化的天然蘇打。原來，這些閃光的東西，是他們做飯時用來做鍋的支架的天然蘇打，在火焰的作用下，與沙灘上的石英砂發(fā)生化學反應而產(chǎn)生的晶體，這就是最早的玻璃。后來腓尼基人把石英砂和天然蘇打和在一起，然后用一種特制的爐子熔化，制成玻璃球，使腓尼基人發(fā)了一筆大財。
大約在4世紀，羅馬人開始把玻璃應用在門窗上，到1291年，意大利的玻璃制造技術(shù)已經(jīng)非常發(fā)達。“我國的玻璃制造技術(shù)決不能泄漏出去，把所有的制造玻璃的工匠都集中在一起生產(chǎn)玻璃！”就這樣，意大利的玻璃工匠都被送到一個與世隔絕的孤島上生產(chǎn)玻璃，他們在一生當中不準離開這座孤島。1688年，一名叫納夫的人發(fā)明了制作大塊玻璃的工藝，從此，玻璃成了普通的物品。
幾百年來，人們一直認為玻璃是綠色的，是無法改變的。后來發(fā)現(xiàn)綠色來自原料中少量的鐵，二價鐵的化合物使得玻璃顯綠色。在加入二氧化錳以后，原來的二價鐵變成三價鐵顯黃色，而四價錳被還原成三價錳呈紫色。光學上，黃色和紫色在一定程度上可以互補，混合在一起成為白光，玻璃就不偏色了。不過若干年后，三價錳被空氣繼續(xù)氧化，紫色會逐漸增強，所以那些古老房屋的窗玻璃會略微帶點紫色。
一種透明的半固體，半液體物質(zhì)，在熔融時形成連續(xù)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，冷卻過程中粘度逐漸增大并硬化而不結(jié)晶的硅酸鹽類非金屬材料。普通玻璃化學氧化物的組成(Na2O·CaO·6SiO2),主要成份是二氧化硅。廣泛應用于建筑物，用來隔風透光，屬于混合物。另有混入了某些金屬的氧化物或者鹽類而顯現(xiàn)出顏色的有色玻璃，和通過特殊方法制得的鋼化玻璃等。有時把一些透明的塑料（如聚甲基丙烯酸甲酯）也稱作有機玻璃。
二、玻璃歷史
玻璃最初由火山噴出的酸性巖凝固而得，約公元前3700年前，古埃及人已制出玻璃裝飾品和簡單玻璃器皿，當時只有有色玻璃。約公元前1000年前，中國制造出無色玻璃。公元12世紀，出現(xiàn)了商品玻璃，并開始成為工業(yè)材料。18世紀，為適應研制望遠鏡的需要，制出光學玻璃。1874年，比利時首先制出平板玻璃。
1906年，美國制出平板玻璃引上機，此后，隨著玻璃生產(chǎn)的工業(yè)化和規(guī)?；?，各種用途和各種性能的玻璃相繼問世。現(xiàn)代，玻璃已成為日常生活、生產(chǎn)和科學技術(shù)領(lǐng)域的重要材料。
3000多年前，一艘歐洲腓尼基人的商船，滿載著晶體礦物“天然蘇打”，航行在地中海沿岸的貝魯斯河上。由于海水落潮，商船擱淺了，于是船員們紛紛登上沙灘。有的船員還抬來大鍋，搬來木柴，并用幾塊“天然蘇打”作為大鍋的支架，在沙灘上做起飯來。船員們吃完飯，潮水開始上漲了。他們正準備收拾一下登船繼續(xù)航行時，突然有人高喊：“大家快來看啊，鍋下面的沙地上有一些晶瑩明亮、閃閃發(fā)光的東西！”船員們把這些閃爍光芒的東西，帶到船上仔細研究起來。他們發(fā)現(xiàn)，這些亮晶晶的東西上粘有一些石英砂和融化的天然蘇打。原來，這些閃光的東西，是他們做飯時用來做鍋的支架的天然蘇打，在火焰的作用下，與沙灘上的石英砂發(fā)生化學反應而產(chǎn)生的晶體，這就是最早的玻璃。后來腓尼基人把石英砂和天然蘇打和在一起，然后用一種特制的爐子熔化，制成玻璃球，使腓尼基人發(fā)了一筆大財。
大約在4世紀，羅馬人開始把玻璃應用在門窗上，到1291年，意大利的玻璃制造技術(shù)已經(jīng)非常發(fā)達。“我國的玻璃制造技術(shù)決不能泄漏出去，把所有的制造玻璃的工匠都集中在一起生產(chǎn)玻璃！”就這樣，意大利的玻璃工匠都被送到一個與世隔絕的孤島上生產(chǎn)玻璃，他們在一生當中不準離開這座孤島。1688年，一名叫納夫的人發(fā)明了制作大塊玻璃的工藝，從此，玻璃成了普通的物品。
幾百年來，人們一直認為玻璃是綠色的，是無法改變的。后來發(fā)現(xiàn)綠色來自原料中少量的鐵，二價鐵的化合物使得玻璃顯綠色。在加入二氧化錳以后，原來的二價鐵變成三價鐵顯黃色，而四價錳被還原成三價錳呈紫色。光學上，黃色和紫色在一定程度上可以互補，混合在一起成為白光，玻璃就不偏色了。不過若干年后，三價錳被空氣繼續(xù)氧化，紫色會逐漸增強，所以那些古老房屋的窗玻璃會略微帶點紫色。
三、玻璃生產(chǎn)工藝
玻璃的生產(chǎn)工藝包括：配料、熔制、成形、退火等工序。分別介紹如下：
1、配料，按照設計好的料方單，將各種原料稱量后在一混料機內(nèi)混合均勻。玻璃的主要原料有：石英砂、石灰石、長石、純堿、硼酸等。
2、熔制，將配好的原料經(jīng)過高溫加熱，形成均勻的無氣泡的玻璃液。這是一個很復雜的物理、化學反應過程。玻璃的熔制在熔窯內(nèi)進行。熔窯主要有兩種類型：一種是坩堝窯，玻璃料盛在坩堝內(nèi)，在坩堝外面加熱。小的坩堝窯只放一個坩堝，大的可多到20個坩堝。坩堝窯是間隙式生產(chǎn)的，現(xiàn)在僅有光學玻璃和顏色玻璃采用坩堝窯生產(chǎn)。另一種是池窯，玻璃料在窯池內(nèi)熔制，明火在玻璃液面上部加熱。玻璃的熔制溫度大多在1300~1600゜C。大多數(shù)用火焰加熱，也有少量用電流加熱的，稱為電熔窯?，F(xiàn)在，池窯都是連續(xù)生產(chǎn)的，小的池窯可以是幾個米，大的可以大到400多米。
3、成形，是將熔制好的玻璃液轉(zhuǎn)變成具有固定形狀的固體制品。成形必須在一定溫度范圍內(nèi)才能進行，這是一個冷卻過程，玻璃首先由粘性液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭伤軕B(tài)，再轉(zhuǎn)變成脆性固態(tài)。成形方法可分為人工成形和機械成形兩大類。
A、人工成形。又有（1）吹制，用一根鎳鉻合金吹管，挑一團玻璃在模具中邊轉(zhuǎn)邊吹。主要用來成形玻璃泡、瓶、球（劃眼鏡片用）等。（2）拉制，在吹成小泡后，另一工人用頂盤粘住，二人邊吹邊拉主要用來制造玻璃管或棒。（3）壓制，挑一團玻璃，用剪刀剪下使它掉入凹模中，再用凸模一壓。主要用來成形杯、盤等。（4）自由成形，挑料后用鉗子、剪刀、鑷子等工具直接制成工藝品。
B、機械成形。因為人工成形勞動強度大，溫度高，條件差，所以，除自由成形外，大部分已被機械成形所取代。機械成形除了壓制、吹制、拉制外，還有（1）壓延法，用來生產(chǎn)厚的平板玻璃、刻花玻璃、夾金屬絲玻璃等。（2）澆鑄法，生產(chǎn)光學玻璃。（3）離心澆鑄法，用于制造大直徑的玻璃管、器皿和大容量的反應鍋。這是將玻璃熔體注入高速旋轉(zhuǎn)的模子中，由于離心力使玻璃緊貼到模子壁上，旋轉(zhuǎn)繼續(xù)進行直到玻璃硬化為止。（4）燒結(jié)法，用于生產(chǎn)泡沫玻璃。它是在玻璃粉末中加入發(fā)泡劑，在有蓋的金屬模具中加熱，玻璃在加熱過程中形成很多閉口氣泡這是一種很好的絕熱、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。浮法是讓玻璃液流漂浮在熔融金屬（錫）表面上形成平板玻璃的方法，其主要優(yōu)點是玻璃質(zhì)量高（平整、光潔），拉引速度快，產(chǎn)量大。
4、退火，玻璃在成形過成中經(jīng)受了激烈的溫度變化和形狀變化，這種變化在玻璃中留下了熱應力。這種熱應力會降低玻璃制品的強度和熱穩(wěn)定性。如果直接冷卻，很可能在冷卻過程中或以后的存放、運輸和使用過程中自行破裂（俗稱玻璃的冷爆）。為了消除冷爆現(xiàn)象，玻璃制品在成形后必須進行退火。退火就是在某一溫度范圍內(nèi)保溫或緩慢降溫一段時間以消除或減少玻璃中熱應力到允許值。
此外，某些玻璃制品為了增加其強度，可進行剛化處理。包括：物理剛化（淬火），用于較厚的玻璃杯、桌面玻璃、汽車擋風玻璃等；和化學剛化（離子交換），用于手表表蒙玻璃、航空玻璃等。剛化的原理是在玻璃表面層產(chǎn)生壓應力，以增加其強度。
玻璃的生產(chǎn)工藝包括：配料、熔制、成形、退火等工序。分別介紹如下：
1、配料，按照設計好的料方單，將各種原料稱量后在一混料機內(nèi)混合均勻。玻璃的主要原料有：石英砂、石灰石、長石、純堿、硼酸等。
2、熔制，將配好的原料經(jīng)過高溫加熱，形成均勻的無氣泡的玻璃液。這是一個很復雜的物理、化學反應過程。玻璃的熔制在熔窯內(nèi)進行。熔窯主要有兩種類型：一種是坩堝窯，玻璃料盛在坩堝內(nèi)，在坩堝外面加熱。小的坩堝窯只放一個坩堝，大的可多到20個坩堝。坩堝窯是間隙式生產(chǎn)的，現(xiàn)在僅有光學玻璃和顏色玻璃采用坩堝窯生產(chǎn)。另一種是池窯，玻璃料在窯池內(nèi)熔制，明火在玻璃液面上部加熱。玻璃的熔制溫度大多在1300~1600゜C。大多數(shù)用火焰加熱，也有少量用電流加熱的，稱為電熔窯?，F(xiàn)在，池窯都是連續(xù)生產(chǎn)的，小的池窯可以是幾個米，大的可以大到400多米。
3、成形，是將熔制好的玻璃液轉(zhuǎn)變成具有固定形狀的固體制品。成形必須在一定溫度范圍內(nèi)才能進行，這是一個冷卻過程，玻璃首先由粘性液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭伤軕B(tài)，再轉(zhuǎn)變成脆性固態(tài)。成形方法可分為人工成形和機械成形兩大類。
A、人工成形。又有（1）吹制，用一根鎳鉻合金吹管，挑一團玻璃在模具中邊轉(zhuǎn)邊吹。主要用來成形玻璃泡、瓶、球（劃眼鏡片用）等。（2）拉制，在吹成小泡后，另一工人用頂盤粘住，二人邊吹邊拉主要用來制造玻璃管或棒。（3）壓制，挑一團玻璃，用剪刀剪下使它掉入凹模中，再用凸模一壓。主要用來成形杯、盤等。（4）自由成形，挑料后用鉗子、剪刀、鑷子等工具直接制成工藝品。
B、機械成形。因為人工成形勞動強度大，溫度高，條件差，所以，除自由成形外，大部分已被機械成形所取代。機械成形除了壓制、吹制、拉制外，還有（1）壓延法，用來生產(chǎn)厚的平板玻璃、刻花玻璃、夾金屬絲玻璃等。（2）澆鑄法，生產(chǎn)光學玻璃。（3）離心澆鑄法，用于制造大直徑的玻璃管、器皿和大容量的反應鍋。這是將玻璃熔體注入高速旋轉(zhuǎn)的模子中，由于離心力使玻璃緊貼到模子壁上，旋轉(zhuǎn)繼續(xù)進行直到玻璃硬化為止。（4）燒結(jié)法，用于生產(chǎn)泡沫玻璃。它是在玻璃粉末中加入發(fā)泡劑，在有蓋的金屬模具中加熱，玻璃在加熱過程中形成很多閉口氣泡這是一種很好的絕熱、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。浮法是讓玻璃液流漂浮在熔融金屬（錫）表面上形成平板玻璃的方法，其主要優(yōu)點是玻璃質(zhì)量高（平整、光潔），拉引速度快，產(chǎn)量大。
4、退火，玻璃在成形過成中經(jīng)受了激烈的溫度變化和形狀變化，這種變化在玻璃中留下了熱應力。這種熱應力會降低玻璃制品的強度和熱穩(wěn)定性。如果直接冷卻，很可能在冷卻過程中或以后的存放、運輸和使用過程中自行破裂（俗稱玻璃的冷爆）。為了消除冷爆現(xiàn)象，玻璃制品在成形后必須進行退火。退火就是在某一溫度范圍內(nèi)保溫或緩慢降溫一段時間以消除或減少玻璃中熱應力到允許值。
此外，某些玻璃制品為了增加其強度，可進行剛化處理。包括：物理剛化（淬火），用于較厚的玻璃杯、桌面玻璃、汽車擋風玻璃等；和化學剛化（離子交換），用于手表表蒙玻璃、航空玻璃等。剛化的原理是在玻璃表面層產(chǎn)生壓應力，以增加其強度。
