15世纪末， 威尼斯人制造出完全透 世纪末， 世纪末 明的玻璃。有了透明的玻璃， 明的玻璃。 有了透明的玻璃， 人们可以 制造眼镜、显微镜和望远镜。 制造眼镜、显微镜和望远镜。
1905年，比利时人E.Foureault成功从池窑中直接拉制出 年 比利时人 成功从池窑中直接拉制出 平板玻璃（有槽垂直引上法）。之前， 平板玻璃（有槽垂直引上法）。之前，窗玻璃就一直用这种 ）。之前 方法制造。 有限，且质量不高， 方法制造。尽管窗玻璃尺寸 有限，且质量不高，但它却使玻 即从日用和观赏进入建筑领域。 璃应用出现了新的领 域，即从日用和观赏进入建筑领域。
第三节 玻璃的粘度
一、粘度的定义 指面积为S的两平行液层 ， 指面积为 的两平行液层， 以一定的速度梯度 的两平行液层 dv/dx移动时需克服的摩擦阻力 。 移动时需克服的摩擦阻力f。 移动时需克服的摩擦阻力 f=ηSdv/dx 粘度是流体内部结构的外在表现， 粘度是流体内部结构的外在表现 ， 是 玻璃熔体 的重要性质。 的重要性质。
第四节
20世纪 年代，英国一位名叫皮尔金的工程师发明了浮 世纪50年代 世纪 年代， 法玻璃工艺，解决了平板玻璃制作工艺的问题。 法玻璃工艺，解决了平板玻璃制作工艺的问题。
我国古代没有玻璃一词，－－琉璃 我国古代没有玻璃一词，－－琉璃 琉璃包括符合现代玻璃定义的真正玻璃以及一些半透明和不 透明物质。 透明物质。 1904年，清廷官员曾在博山设立玻璃公司，在德国技师指导 年 清廷官员曾在博山设立玻璃公司， 下手工生产过平板玻璃这可能是中国最早生产的平板玻璃。 下手工生产过平板玻璃这可能是中国最早生产的平板玻璃。 中国现代玻璃：中国玻璃制造形成大工业生产是在20世纪中 中国现代玻璃：中国玻璃制造形成大工业生产是在20世纪中 期中华人民共和国成立以后。 到 1949年 ， 中国仅此3家设备 期中华人民共和国成立以后 。 年 中国仅此 家设备 陈旧、年产量不足100万标准箱的平板玻璃厂 。 陈旧、年产量不足 万标准箱的平板玻璃厂 中国在70年代也开始在洛阳玻璃厂自行探索 浮法平板玻璃的 中国在 年代也开始在洛阳玻璃厂自行探索 生产工艺.并获得成功 并获得成功。 生产工艺 并获得成功。
硅酸盐工艺学
二、玻璃的特性 透明、质地坚硬、耐腐蚀、热塑性 （可塑造各种形状的制品）、无毒等 可塑造各种形状的制品）
三、玻璃的发展史
公元前2500年，埃及和美索不达米亚。 年 埃及和美索不达米亚。 公元前 你知道玻璃是从石英砂中提炼出来的吗？ 你知道玻璃是从石英砂中提炼出来的吗？人类在烧制陶器的时 从烧过的灰中发现了玻璃珠。 候，从烧过的灰中发现了玻璃珠。但当时制造的玻璃珠和玻璃 棒只是用来作昂贵的装饰品。 棒只是用来作昂贵的装饰品。
硅酸盐工艺学
断网和集聚并存，且都不占优势， RO↑ 断网和集聚并存，且都不占优势，对粘度降低能力 为：Ba2+＞Sr2+＞Ca2+＞Mg2+ CaO:低温使粘度增大，高温时，CaO＜10～12%，使粘度减小， CaO:低温使粘度增大，高温时，CaO＜10～12%，使粘度减小， 低温使粘度增大 反之，使粘度增大。 反之，使粘度增大。
玻璃自问世以来， 玻璃自问世以来，在长达数千年的历史进程中一直在变 化、发展着，从而达到今天这个状况： 发展着，从而达到今天这个状况： 1. 所用原料从纯天然矿物到人工合成的高纯原料； 所用原料从纯天然矿物到人工合成的高纯原料； 原料从纯天然矿物到人工合成的高纯原料 成分从各种氧化物到非氧化物以及元素 2. 所含成分从各种氧化物到非氧化物以及元素； 所含成分从各种氧化物到非氧化物以及元素； 3. 所用的合成方法从单坩埚熔制到多坩埚、熔池熔制，以及 所用的合成方法从单坩埚熔制到多坩埚、熔池熔制， 合成方法从单坩埚熔制到多坩埚 气相沉积和胶一凝胶法合成； 气相沉积和溶胶一凝胶法合成； 4. 所用成型方法从简单的浇铸、模压和用吹管吹制等手工成 所用成型方法从简单的浇铸、 成型方法从简单的浇铸 型到全部机械化和自动化的吹、 型到全部机械化和自动化的吹、压、拉、离心浇注； 离心浇注； 应用范围从装饰 生活日用品到具有声、 从装饰、 5. 应用范围从装饰、生活日用品到具有声、光、电、磁、热、 力等各种性能的电子元器件。 力等各种性能的电子元器件。
四、玻璃的分类： 玻璃的分类：
1. 元素玻璃：由一种元素的原子构成的玻璃。 元素玻璃：由一种元素的原子构成的玻璃。 如：硫、硒、砷、磷。 2. 氧化物玻璃：单组分氧化物玻璃如 2O3、 氧化物玻璃：单组分氧化物玻璃如B
SiO2、P2O3、AS2O3、Sb2O3等，有实用价值的 是石英玻璃。 是石英玻璃
硅酸盐工艺学
二、影响熔体粘度的主要因素 1. 玻璃的化学组成：组成对粘度的影响比较复杂。 玻璃的化学组成：组成对粘度的影响比较复杂。 • • R2O↑ η ↓ O/Si小时，对η起主要作用的是四面体的键力，降低 小时， 起主要作用的是四面体的键力， 小时 起主要作用的是四面体的键力 粘度的能力为： 粘度的能力为：Li+＞Na+＞K+＞Rb+＞Cs+ • O/Si大（>30%）时Li+＜Na+＜K+ 大 ）
掌握好粘度变化规律，可提高玻璃制品的产量和质量。 掌握好粘度变化规律，可提高玻璃制品的产量和质量。
粘度在生产上作为一个控制因素。 粘度在生产上作为一个控制因素。 1、应变点——大致相当于粘度为 13.6Pa·秒的温度，即应 、应变点 大致相当于粘度为10 秒的温度， 大致相当于粘度为 秒的温度 力能在几小时内消除的温度。 力能在几小时内消除的温度。 2、转变点(Tg）——相当于粘度为 12.4 Pa·S的温度。 、转变点 相当于粘度为10 的温度。 ） 相当于粘度为 的温度 3、退火点——大致相当于粘度为 12帕·秒的握度。 、退火点 大致相当于粘度为10 秒的握度。 大致相当于粘度为 秒的握度 即应力能在几分钟内消除的温度。 即应力能在几分钟内消除的温度。 4、交形点——相当于粘度为 10--1011帕·秒的温度范围。 、交形点 相当于粘度为10 秒的温度范围。 相当于粘度为 秒的温度范围 5、软化温度(Tf）——它与玻璃的密度和表面张力有关。相当 、软化温度 它与玻璃的密度和表面张力有关。 它与玻璃的密度和表面张力有关 于3×106-1.5×107帕·秒之间的温度。密度为2.5左右的玻璃相 × × 秒之间的温度。密度为 左右的玻璃相 秒之间的温度 当于粘度为10 当于粘度为 6.6帕·秒时的温度 秒时的温度
玻璃吹管的使用是玻璃制造工艺的第一个变革
古代玻璃由于含有较多的氧化铁及其他杂质， 古代玻璃由于含有较多的氧化铁及其他杂质，因而总是带 有暗绿色。约公元1世纪 世纪， 有暗绿色 。 约公元 世纪 ， 埃及亚力山大港人为了制造无色玻 在玻璃中引入氧化锰作为补色剂。 璃，在玻璃中引入氧化锰作为补色剂。无色玻璃的出现为随后 的彩色玻璃开辟了道路。 世纪 世纪， 的彩色玻璃开辟了道路。 12世纪，欧洲的玻璃工匠发明出彩色 玻璃工艺，为教堂设计形形色色的彩色玻璃窗。 玻璃工艺，为教堂设计形形色色的彩色玻璃窗。
公元前200年，人们发明出吹制玻璃皿的工具和工艺。他 年 人们发明出吹制玻璃皿的工具和工艺。 公元前 们把吹管的一端蘸上玻璃液，在另一端一边用嘴吹气一边转动， 们把吹管的一端蘸上玻璃液，在另一端一边用嘴吹气一边转动， 玻璃液变成一个球，球里面不断地充气，最后形成玻璃瓶。 玻璃液变成一个球，球里面不断地充气，最后形成玻璃瓶。
粘 度
温度
对不同组成的玻璃， 粘度－ 温度曲线形状相似， 对不同组成的玻璃 ， 粘度 － 温度曲线形状相似 ， 但随温 度变化， 粘度变化速率不同， 度变化 ， 粘度变化速率不同 ， 这种情况称为玻璃具有不同的 料性，如图所示。 料性，如图所示。 η η1 A B
η2 T1 T2 T3 T4
玻璃B成为料性短的玻璃或 短性玻璃 又称快凝玻璃； 玻璃 成为料性短的玻璃或短性玻璃 ， 又称快凝玻璃 ； 成为料性短的玻璃或 短性玻璃， 玻璃A称为长性玻璃 又称慢凝玻璃。 玻璃 称为长性玻璃，又称慢凝玻璃。 称为长性玻璃，
CaO可缩短料性，提高 可缩短料性， 可缩短料性 玻璃成型速度
B2O3：[BO3]形式存在使粘度减小，[BO4]形式存在使粘度增大。 形式存在使粘度减小， 形式存在使粘度增大。 ZrO2 ↑,η ↑
2. 温度: 温度
玻璃的粘度随温度降低而增大， 玻璃的粘度随温度降低而增大，从玻璃液到固态玻璃的 转变， 转变，粘度是连续变化的 。
普通硅酸盐工艺学
第一篇 玻璃工艺学
第一章 概述
一、定义 1. 广义的定义：玻璃是呈现玻璃转变现象的 广义的定义：玻璃是呈现玻璃转变现象的 玻璃转变现象 非晶态固体。 非晶态固体。 2. 狭义的定义：一种在凝固时基本不结晶 狭义的定义： 的无机熔融物。即通常所说的无机玻璃， 的无机熔融物。即通常所说的无机玻璃，常 见的为硅酸盐玻璃。 见的为硅酸盐玻璃。
硅酸盐工艺学
四、玻璃的分类（两千余种 ）： 玻璃的分类（ ：
窗玻璃
日用玻璃
器皿玻璃
夹层玻璃
钢化玻璃
仪器玻璃
光学玻璃
第二章 玻璃的性质
第一节 玻璃态的通性 一、各向同性 二、介稳性 三、无固定熔点 四、性质变化的连续性与可逆性
硅酸盐工艺学
第二节 玻璃结构的假说 一、玻璃的结构 １晶子学说：强调玻璃的近程有序性。 晶子学说：强调玻璃的近程有序性。 无规则网络学说：玻璃结构的连续性、 ２无规则网络学说：玻璃结构的连续性、 统计均匀性和无序性。 统计均匀性和无序性。 玻璃结构的特点：短程有序，长程无序。 玻璃结构的特点：短程有序，长程无序。
硅酸盐工艺学
多组分玻璃主要有： 多组分玻璃主要有： 硅酸盐玻璃： 系统，包括窗玻璃、 硅酸盐玻璃： Na2O—CaO—SiO2系统，包括窗玻璃、 瓶罐、日用器皿玻璃、建筑玻璃、光学玻璃、微晶玻璃、 瓶罐、日用器皿玻璃、建筑玻璃、光学玻璃、微晶玻璃、 电真空玻璃等，是实用价值最大的一类。为改善性能， 电真空玻璃等，是实用价值最大的一类。为改善性能， 加入少量Al 加入少量 2O3和MgO。 。 硼酸盐玻璃: 系统，包括光学玻璃、 硼酸盐玻璃 Na2O—B2O3—SiO2系统，包括光学玻璃、 防辐射玻璃、 防辐射玻璃、微晶玻璃玻璃等 磷酸盐玻璃: 用于制造光学、耐热、耐氟酸玻璃等。 磷酸盐玻璃 用于制造光学、耐热、耐氟酸玻璃等。