材料設(shè)計(jì)與工藝第四章玻璃與陶瓷

1、第四章第四章 陶瓷與玻璃陶瓷與玻璃4.1 陶瓷概述陶瓷概述 8千年到千年到1萬年的使用歷史萬年的使用歷史 黏土其它天然礦物原料（或碳化物、氮化物、硼化物、金屬化合物等）粉碎混煉成型煅燒。 黏土是由地殼中蘊(yùn)藏豐富的長石長期風(fēng)化而成。水流經(jīng)巖石將其侵蝕，溶解了可溶性原料，沉積為礦層。 黏土可分為兩種類型：原生黏土和沉積黏土（或稱次生黏土、二次黏土）。4.1.1 陶瓷的發(fā)展歷史陶瓷的發(fā)展歷史（1）古代陶瓷技術(shù)發(fā)展簡史 泥條盤筑泥條盤筑輪制成形輪制成形窯燒窯燒（2）中國陶器發(fā)展歷史宋代瓷器空前發(fā)展時期 瓷窯迭出，瓷器品種繁多，如青、白瓷清代達(dá)到鼎盛，歷史上最高水平清 雍正斗彩雍正斗彩海水江山團(tuán)花天海水

2、江山團(tuán)花天球瓶球瓶故宮博物院南宋 青釉鳳耳瓶青釉鳳耳瓶龍泉窯龍泉窯 故宮博物院大汶口紅陶獸形器紅陶獸形器山東省博物管 如來佛祖像80年代 德化與景德鎮(zhèn)瓷器比，同樣是白色，福建德化出產(chǎn)的白瓷瓷化程度很高，極其致密，被稱為“象牙白”、“豬油白”， “鵝絨白” 中國五大名瓷之一中國五大名瓷之一鈞瓷鈞瓷河南河南 汝州汝州普通陶瓷普通陶瓷（傳統(tǒng)）（傳統(tǒng)）特種陶瓷特種陶瓷（近代）（近代）日用陶瓷日用陶瓷建筑陶瓷建筑陶瓷絕緣陶瓷絕緣陶瓷化工陶瓷化工陶瓷高強(qiáng)度陶瓷高強(qiáng)度陶瓷高溫陶瓷高溫陶瓷壓電陶瓷壓電陶瓷光學(xué)陶瓷光學(xué)陶瓷半導(dǎo)體陶瓷半導(dǎo)體陶瓷生物陶瓷生物陶瓷按性能分按性能分按化學(xué)成分按化學(xué)成分氧化物陶瓷氧化物陶

3、瓷氮化物陶瓷氮化物陶瓷碳化物陶瓷碳化物陶瓷金屬陶瓷金屬陶瓷陶瓷陶瓷4.1.2 陶瓷的分類陶瓷的分類 （1 1）普通陶瓷）普通陶瓷 是以天然粘土等材料成形、燒結(jié)而成，主要用來是以天然粘土等材料成形、燒結(jié)而成，主要用來制造日常用品。制造日常用品。水龍頭所用的陶瓷零部件水龍頭所用的陶瓷零部件 氧化物陶瓷氧化物陶瓷 氧化鋁陶瓷氧化鋁陶瓷 主成分主成分AlAl2 2O O3 3(Al(Al2 2O O3 3含量越高，性能越好含量越高，性能越好) )硬度高且熱硬性好：硬度高且熱硬性好：刀具材料、模具材料。刀具材料、模具材料。高電絕緣性：高電絕緣性：內(nèi)燃機(jī)火花塞等電絕緣材料。內(nèi)燃機(jī)火花塞等電絕緣材料。高耐蝕

4、性：高耐蝕性：耐酸、堿及熔融金屬、玻璃，耐酸、堿及熔融金屬、玻璃， 化工用泵、閥門等耐蝕材料?；び帽谩㈤y門等耐蝕材料。耐熱：耐熱：高溫器皿、爐件等高溫結(jié)構(gòu)材料高溫器皿、爐件等高溫結(jié)構(gòu)材料 其他：其他：ZrOZrO2 2、MgO MgO 、CaO CaO 、 BeOBeO等。等。 非氧化物陶瓷非氧化物陶瓷 碳化硅：碳化硅： 高溫強(qiáng)度大（高溫強(qiáng)度大（1400 5001400 500600MPa600MPa）；）； 高溫結(jié)構(gòu)件（爐管、火箭尾管噴嘴）。高溫結(jié)構(gòu)件（爐管、火箭尾管噴嘴）。 氮化硅：氮化硅： 高化學(xué)穩(wěn)定性；高化學(xué)穩(wěn)定性； 耐蝕、耐磨材料（賽隆刀具）。耐蝕、耐磨材料（賽隆刀具）。 氮化硼：

5、氮化硼： 耐熱、絕緣性好；耐熱、絕緣性好； 高溫結(jié)構(gòu)元件及刀具等。高溫結(jié)構(gòu)元件及刀具等。 取金屬及陶瓷優(yōu)點(diǎn)復(fù)合而成。取金屬及陶瓷優(yōu)點(diǎn)復(fù)合而成。 構(gòu)成方式：構(gòu)成方式： 陶瓷相陶瓷相( (氧化物、碳化物氧化物、碳化物) )為主體、骨架；為主體、骨架； 金屬相金屬相(Co(Co、NiNi等等) )起粘結(jié)作用。起粘結(jié)作用。 材料類型：材料類型： 工具材料工具材料( (陶瓷為主陶瓷為主) )；結(jié)構(gòu)材料；結(jié)構(gòu)材料( (金屬相數(shù)量增加金屬相數(shù)量增加) )。 性能：性能：韌性較好韌性較好(Cr(Cr的存在的存在) )，熱穩(wěn)定性及抗氧化性好，熱穩(wěn)定性及抗氧化性好(Cr(Cr2 2O O3 3) )。應(yīng)用：應(yīng)用：

6、工具材料，熱硬性工具材料，熱硬性12001200、硬材料加工、硬材料加工 ( (65HRC)65HRC)、高速切削；模具等。、高速切削；模具等。 組成：組成：碳化物（碳化物（ WCWC、TiCTiC等）等）+ + 鐵族元素鐵族元素 （CoCo、NiNi）。）。 特性：特性：碳化物的高硬度、高溫強(qiáng)度碳化物的高硬度、高溫強(qiáng)度+ +金屬的塑金屬的塑 性、韌性性、韌性工具材料及耐熱結(jié)構(gòu)材料。工具材料及耐熱結(jié)構(gòu)材料。 硬質(zhì)合金：硬質(zhì)合金：刀具、模具（拉絲模等）；鎢鈷類刀具、模具（拉絲模等）；鎢鈷類 YG(WC+Co)YG(WC+Co)、鎢鈷鈦、鎢鈷鈦YT(WCYT(WC、TiC+Co)TiC+Co) 及

7、萬能類及萬能類YWYW（WCWC、TiCTiC、TaC+Co) TaC+Co) 。 綱結(jié)硬質(zhì)合金：綱結(jié)硬質(zhì)合金：（30%30%50%50%碳化物合金鋼粘結(jié)）碳化物合金鋼粘結(jié)）, ,可可 熱處理，可加工。韌性熱處理，可加工。韌性,bbbb。用。用 作模具、耐磨零件。作模具、耐磨零件。人工化合物人工化合物Si3N4六方晶系制成的六方晶系制成的陶瓷，可制造纖陶瓷，可制造纖維活塞、氣門、維活塞、氣門、搖臂等耐高溫摩搖臂等耐高溫摩擦的燃燒室零件擦的燃燒室零件日本日野公司已開發(fā)出陶瓷絕熱發(fā)動機(jī)，日本日野公司已開發(fā)出陶瓷絕熱發(fā)動機(jī)，大大提高了發(fā)動機(jī)的熱效率大大提高了發(fā)動機(jī)的熱效率刀具表面刀具表面CVD沉積陶

8、瓷層沉積陶瓷層硬質(zhì)合金表面的陶瓷涂層硬質(zhì)合金表面的陶瓷涂層(增加表面耐磨性增加表面耐磨性)陶瓷涂層切削刀具及鉆頭陶瓷涂層切削刀具及鉆頭渦輪發(fā)動機(jī)葉片及發(fā)動機(jī)體的陶瓷熱障涂層陶瓷熱障涂層（a）渦輪盤；（）渦輪盤；（b）渦輪球殼）渦輪球殼4.2 陶瓷材料的基本性能陶瓷材料的基本性能（1）光學(xué)性能）光學(xué)性能白度對白光的反射能力（以硫酸鋇作為白度100的樣片比較）透光度允許可見光透過的程度光澤度對可見光的反射能力（2）力學(xué)性質(zhì)）力學(xué)性質(zhì)高硬度、高脆性氧化鋯陶瓷具有高的韌性（3）熱穩(wěn)定性）熱穩(wěn)定性 測試方法將陶瓷放在電爐內(nèi)升溫，從100起，每隔20取出試樣放入20的水中急冷，如此反復(fù)，直至陶瓷出現(xiàn)裂紋為

9、止（4）化學(xué)性質(zhì)）化學(xué)性質(zhì) 良好的耐酸性，但抵抗堿的侵蝕能力較差（5）氣孔率和吸水率）氣孔率和吸水率（6）陶瓷的特性）陶瓷的特性 與金屬材料相比：硬度高、彈性模量大、脆、幾乎無塑性、抗拉強(qiáng)度低、抗壓強(qiáng)度高、熔點(diǎn)高、抗蠕變能力強(qiáng)、承受溫度快速變化能力差、大多數(shù)陶瓷是電絕緣材料4.3 陶瓷的加工工藝陶瓷的加工工藝4.3.1 原料配制原料配制 （1）可塑性可塑性具有一定細(xì)度和分散性的黏土或配合料，加適量水調(diào)和均勻，加工制成為一定的塑性泥料，在外力作用下能塑造成任意形狀，在外力解除后仍能保持原形不變，這種性能稱為可塑性練泥是制作陶瓷作品的第一步，可以大大增加黏土的可塑性 影響粘土可塑性的要素影響粘土可

10、塑性的要素 粘土的顆粒大小、石英等非粘性料物質(zhì)的多少、粘土的顆粒大小、石英等非粘性料物質(zhì)的多少、水的含量；水的含量； 粘土的顆粒越細(xì)，相對來說比表面積越大，可塑粘土的顆粒越細(xì)，相對來說比表面積越大，可塑性越好；性越好； 粘土中所含蒙脫石或水鋁硅酸鹽的量越多，可塑粘土中所含蒙脫石或水鋁硅酸鹽的量越多，可塑性越好；性越好； 與水配合的比例越恰當(dāng)，產(chǎn)生的粘性越好如果與水配合的比例越恰當(dāng)，產(chǎn)生的粘性越好如果太濕，會變成泥漿，無法成型；如果太干，容易太濕，會變成泥漿，無法成型；如果太干，容易開裂，無可塑性。開裂，無可塑性。（2）結(jié)合性）結(jié)合性當(dāng)粘土和水制成的塑性軟泥干燥后，能保持原先所賦予的形狀而不散開

11、的性能稱為結(jié)合性 粘土的結(jié)合性表現(xiàn)為具有結(jié)合一定量的非粘性物質(zhì)的能力，能形成較好的塑性泥團(tuán)，干燥后能形成比較堅(jiān)實(shí)的坯體。 粘土的結(jié)合性和粘土的可塑性是兩個概念，結(jié)合性好的粘土一般可塑性也好，但也有例外。粘土的結(jié)合性在很大程度上由粘土的礦物結(jié)構(gòu)所決定。4.3.2 成型成型（1）可塑成型）可塑成型利用泥料的可塑性，日用陶瓷可塑成型的基本方法有：拉坯、印坯、旋坯、滾壓、擠壓等旋坯成型 擠壓成型拉坯成型手工拉坯，在旋轉(zhuǎn)的轱轆上進(jìn)行制作 雕塑與印坯最古老的成型方法，靠手工和簡單的工具制作，通過刻、劃、鏤、雕、堆塑 用于制作人物、鳥獸、花卉、景物等藝術(shù)作品（2）注漿成型）注漿成型所用模型：具有多孔性、吸水

12、性 注漿方法：最基本的兩種方法 壓力注漿 促進(jìn)泥漿中的水份向模型的擴(kuò)散 離心注漿 在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下注漿4.3.3 坯體干燥坯體干燥作用：方便搬運(yùn)，提高坯體吸附釉彩的能力 縮短燒結(jié)周期方法：自然干燥、熱空氣干燥、輻射線干燥、微波干燥4.3.4 坯胎裝飾坯胎裝飾 化妝土裝飾化妝土裝飾 上好的瓷土調(diào)成泥漿 施于質(zhì)地較粗糙或顏色較深的瓷器坯體表面 灰色、淺灰色、白色 劃花劃花 在半干的瓷器坯體表面劃出線狀花紋 刻花刻花 用工具刻制出花紋 貼花貼花 將模印或捏塑的各種人物、動物、花卉用泥漿粘貼在器物表面 印花印花 將尚未干燥的器物上印制出花紋 剔花剔花 先在器物表面上施釉或施化妝土，并刻出花紋，然后將花紋部

13、分或花紋以外的釉層剔去，露出胎體 鏤空鏤空 尚未干燥的器物雕通花紋，這種花紋較為簡單 彩繪彩繪 用毛筆繪畫、寫字 雕塑雕塑4.3.5 上釉上釉（1）釉的主要作用可增加坯體強(qiáng)度防止多孔性的坯體內(nèi)裝飾件的滲漏增加坯體表面的平滑性，易于清理裝飾性，美觀具有對酸堿的抗腐蝕能力 釉的成分：由巖石和土所產(chǎn)生，它與坯的不同點(diǎn)，只是比較容易在火中熔融，即熔點(diǎn)比坯體低。（2）釉的制備方法 兩種：將土和巖石原樣使用；將土和巖石混合用火使之熔融，然后驟然冷卻成玻璃（3）上釉的方法 涂釉法、吹釉法、浸釉法、蕩釉法4.3.6 窯爐燒結(jié)窯爐燒結(jié) 平均燒結(jié)溫度在11001300之間 低溫蒸發(fā)、氧化分解和晶型轉(zhuǎn)變、?；纱伞?/p>

14、冷卻定型低溫蒸發(fā)、氧化分解和晶型轉(zhuǎn)變、?；纱?、冷卻定型四個階段衛(wèi)生潔具的燒制餐具的燒制4.4 設(shè)計(jì)常用的陶瓷材料設(shè)計(jì)常用的陶瓷材料4.4.1 傳統(tǒng)陶瓷傳統(tǒng)陶瓷古代陶瓷現(xiàn)代陶瓷（1）建筑陶瓷（2）衛(wèi)生陶瓷及衛(wèi)浴產(chǎn)品（3）美術(shù)陶瓷（4）園林陶瓷（5）烹飪陶瓷4.4.2 特種陶瓷特種陶瓷（1）結(jié)構(gòu)陶瓷優(yōu)異的高溫性能、耐化學(xué)腐蝕、耐高溫氧化、密度?。ù蠹s為金屬的1/3），使用場合：發(fā)動機(jī)氣缸蓋、軸瓦、密封圈、陶瓷切削刀具。結(jié)構(gòu)陶瓷分為三類：氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷、玻璃陶瓷（2）功能陶瓷具有一定特殊的聲、光、電、磁、熱等物理化學(xué)性能的陶瓷材料按化學(xué)成分分為：氧化物陶瓷和非氧化物陶瓷功能陶瓷分為： 光

15、功能陶瓷：熒光、透光、反光、偏振光 電功能陶瓷：絕緣、導(dǎo)電、壓電、超導(dǎo) 磁功能陶瓷：磁性、磁光 敏感性陶瓷：熱敏、氣敏、壓敏、色敏 生物化學(xué)陶瓷：生物醫(yī)學(xué)陶瓷、催化陶瓷、耐腐蝕陶瓷、吸附陶瓷 氧化物陶瓷氧化物陶瓷 用高純的天然原料經(jīng)化學(xué)方法處理后制成，在集成電路基板和封裝等電子領(lǐng)域應(yīng)用最多的當(dāng)推（Al2O3），其次是ZrO2、MgO、BeO、ThO2、UO3，它們的燒結(jié)性能好，但熱強(qiáng)性稍差 非氧化物陶瓷非氧化物陶瓷 用產(chǎn)量少的天然原料或自然界不存在的無機(jī)物人工合成的，主要有：SiC、Si3N4、ZrC、MeB等，這些陶瓷具有良好的特性，如：高溫強(qiáng)度、高抗氧化性、抗熱腐蝕4.5 陶瓷在設(shè)計(jì)中運(yùn)用

16、實(shí)例陶瓷在設(shè)計(jì)中運(yùn)用實(shí)例（1）陶瓷手柄產(chǎn)品系列（2）陶瓷表鏈（3）陶瓷餐刀4.6 玻璃概述玻璃概述4.6.1 玻璃發(fā)展簡史玻璃發(fā)展簡史 從不透光 透光 加工性能好，可切、磨、鉆和化學(xué)處理 原料豐富、價格低 普通玻璃如建筑玻璃、工業(yè)玻璃 高性能玻璃如鋼化玻璃 特種玻璃如耐熱及耐腐蝕玻璃4.6.2 玻璃的組成與分類玻璃的組成與分類 SiO2 （主要成分） 硅土（沙、石英） 堿堿 （蘇打或鉀堿、碳酸鉀）助燃劑 石灰石灰（提高穩(wěn)定性） Mg （去除雜質(zhì)） 氧化鋁氧化鋁（提高光潔度） 金屬氧化物金屬氧化物（得到不同顏色） 按化學(xué)組成可以分類為：按化學(xué)組成可以分類為：名名 稱稱主要成分主要成分特特 性性熔

17、融熔融溫度溫度/操作操作溫度溫度/用用 途途碳酸鈉石碳酸鈉石灰玻璃灰玻璃SiOSiO2 2 Na Na2 2O O CaOCaO用途廣，微溶于水用途廣，微溶于水約約14001400約約12001200平板玻璃、餐具、平板玻璃、餐具、器皿器皿碳酸鈉石碳酸鈉石灰鋁玻灰鋁玻璃璃SiOSiO2 2、NaNa2 2O O CaOCaO、AlAl2 2O O3 3難溶于水難溶于水啤酒瓶、酒瓶啤酒瓶、酒瓶鉛玻璃鉛玻璃SiOSiO2 2、 K K2 2O O ZnOZnO較軟、易溶、相對較軟、易溶、相對密度大、金屬密度大、金屬響聲響聲約約13001300約約11001100光學(xué)玻璃、裝飾光學(xué)玻璃、裝飾玻璃玻璃

18、鉀石灰玻鉀石灰玻璃璃SiOSiO2 2、 K K2 2O O、CaOCaO較好的機(jī)械性能、較好的機(jī)械性能、耐腐蝕耐腐蝕光學(xué)玻璃、人造光學(xué)玻璃、人造寶石、化學(xué)寶石、化學(xué)玻璃玻璃硼酸硅玻硼酸硅玻璃璃SiOSiO2 2、 NaNa2 2O O CaOCaO、B B2 2O O、AlAl2 2O O3 3膨脹率小、耐熱、膨脹率小、耐熱、耐酸耐酸約約15001500約約13001300電真空管玻璃、電真空管玻璃、化學(xué)玻璃、化學(xué)玻璃、光學(xué)玻璃光學(xué)玻璃碳酸鋇玻碳酸鋇玻璃璃SiOSiO2 2 Na Na2 2O O、BaOBaO、CaOCaO易溶、相對密度大易溶、相對密度大光學(xué)玻璃光學(xué)玻璃石英玻璃石英玻璃Si

19、OSiO2 2膨脹率小、耐熱膨脹率小、耐熱電器玻璃、化學(xué)電器玻璃、化學(xué)玻璃玻璃玻璃的特性和用途分類玻璃的特性和用途分類類類 型型特特 性性 及及 用用 途途容器玻璃容器玻璃一定的化學(xué)穩(wěn)定性、抗熱震性、機(jī)械強(qiáng)度較高一定的化學(xué)穩(wěn)定性、抗熱震性、機(jī)械強(qiáng)度較高, ,能經(jīng)受裝灌、能經(jīng)受裝灌、殺菌、運(yùn)輸?shù)冗^程；放置食品、飲料、藥品、化妝品等殺菌、運(yùn)輸?shù)冗^程；放置食品、飲料、藥品、化妝品等建筑玻璃建筑玻璃具有采光和防護(hù)功能，有些具有良好的隔音、隔熱和藝術(shù)裝具有采光和防護(hù)功能，有些具有良好的隔音、隔熱和藝術(shù)裝飾效果，飾效果， 用于建筑物門、窗、屋面、墻體及室內(nèi)裝飾等用于建筑物門、窗、屋面、墻體及室內(nèi)裝飾等光學(xué)

20、玻璃光學(xué)玻璃無雜質(zhì)、無氣泡，對光纖有嚴(yán)格的折射、反射數(shù)據(jù)，用作望無雜質(zhì)、無氣泡，對光纖有嚴(yán)格的折射、反射數(shù)據(jù)，用作望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡、放大鏡、照相機(jī)鏡頭等遠(yuǎn)鏡、顯微鏡、放大鏡、照相機(jī)鏡頭等電真空玻璃電真空玻璃較高的電絕緣性、良好的加工氣密性，用于燈泡、顯像管、較高的電絕緣性、良好的加工氣密性，用于燈泡、顯像管、電子管等電子管等泡沫玻璃泡沫玻璃氣孔占總體積的氣孔占總體積的80809090、密度小、隔熱、吸聲、強(qiáng)度高等、密度小、隔熱、吸聲、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，可經(jīng)受鋸、切、釘?shù)葯C(jī)械加工，用于建筑、車輛、優(yōu)點(diǎn)，可經(jīng)受鋸、切、釘?shù)葯C(jī)械加工，用于建筑、車輛、船舶的保溫、隔音、漂浮材料船舶的保溫、隔音、漂浮材料光學(xué)

21、化纖光學(xué)化纖直徑小、工藝要求高，用于傳輸光能、圖像、信息的光纜直徑小、工藝要求高，用于傳輸光能、圖像、信息的光纜特種玻璃特種玻璃特殊用途：半導(dǎo)體玻璃、激光玻璃、微晶玻璃、防輻射玻璃特殊用途：半導(dǎo)體玻璃、激光玻璃、微晶玻璃、防輻射玻璃等等4.6.3 玻璃熔制玻璃熔制 玻璃生產(chǎn)中最重要的階段熔化成均勻而黏滯的硅酸鹽熔體 分為四個階段： 硅酸鹽的形成硅酸鹽的形成 無數(shù)的化學(xué)物理反應(yīng) 玻璃的形成玻璃的形成 溫度繼續(xù)升高（1200以上）各種硅酸鹽開始熔融，同時未熔化的沙粒和其它顆粒也全部溶解在硅酸鹽熔體中而成為玻璃液玻璃態(tài)的形成過程 玻璃的澄清和均化玻璃的澄清和均化 去除氣泡（攪拌） 玻璃液的冷卻玻璃液

22、的冷卻 澄清好的玻璃液溫度很高（1400左右），粘度很小，必須降溫至200300，以增加粘度，使其適合于成型需要。 全電玻璃熔爐全電玻璃熔爐 復(fù)合式加熱電熔爐復(fù)合式加熱電熔爐 4.7 玻璃的基本性能玻璃的基本性能 強(qiáng)度強(qiáng)度 脆性材料，抗張強(qiáng)度較低，抗壓強(qiáng)度為抗脆性材料，抗張強(qiáng)度較低，抗壓強(qiáng)度為抗張強(qiáng)度的十幾倍張強(qiáng)度的十幾倍 硬度硬度 比一般的金屬硬，不能用普通的刀具進(jìn)行比一般的金屬硬，不能用普通的刀具進(jìn)行切削切削 光學(xué)性能光學(xué)性能 高透明性，具有吸收或透過紅外線、高透明性，具有吸收或透過紅外線、紫外線、感光等重要光學(xué)性能紫外線、感光等重要光學(xué)性能 電學(xué)性能電學(xué)性能 電的不良導(dǎo)體，高溫時升高，熔

23、融狀電的不良導(dǎo)體，高溫時升高，熔融狀態(tài)下為電的良導(dǎo)體態(tài)下為電的良導(dǎo)體 熱性質(zhì)熱性質(zhì) 熱的不良導(dǎo)體，一般承受不了溫度的急熱的不良導(dǎo)體，一般承受不了溫度的急劇變化劇變化 化學(xué)穩(wěn)定性化學(xué)穩(wěn)定性 較穩(wěn)定較穩(wěn)定 耐酸腐蝕，耐堿腐蝕能力差，耐酸腐蝕，耐堿腐蝕能力差，也易受大氣和雨水的浸蝕，表面失去光澤也易受大氣和雨水的浸蝕，表面失去光澤熱熔玻璃耗材（機(jī)制高溫紙）熱熔玻璃耗材（機(jī)制高溫紙） 4.8 玻璃的加工工藝玻璃的加工工藝4.8.1 玻璃的成型加工玻璃的成型加工 壓制成型、吹制成型、拉制成型、壓延成型（1）壓制成型 在模具中加人玻璃熔料后加壓成型。一般用于加工容易脫模的造型，如較為扁平的盤和形狀規(guī)整的玻

24、璃磚，圖413（2）吹制成型 先壓制成雛形，再吹。 圖414（3）拉制成型 分為垂直拉制和水平拉制，主要用于加工平板玻璃、玻璃管、玻璃纖維等 圖415 厚度和均勻度較難控制（4）壓延成型 利用金屬輥的滾動將玻璃熔體壓制成板狀制品、壓花玻璃（5）其它 浮法玻璃成型浮法玻璃成型第一步第一步 積聚熔化的玻璃積聚熔化的玻璃第二步第二步 形成玻璃球狀形成玻璃球狀第三步第三步 吹制成所需大小吹制成所需大小第四步第四步 形成裂紋形成裂紋(藝術(shù)處理藝術(shù)處理) 放入冷水中形成裂紋放入冷水中形成裂紋意大利全電熔爐技術(shù)及意大利全電熔爐技術(shù)及日本自動吹泡機(jī)生產(chǎn)日本自動吹泡機(jī)生產(chǎn) 高硼料耐高溫咖啡壺高硼料耐高溫咖啡壺冷

25、熱沖擊冷熱沖擊160180 壓制成型的玻璃果盤壓制成型的玻璃果盤 浮法玻璃成形原理浮法玻璃成形原理 玻璃在高溫下是一種粘滯性的液體。任何液玻璃在高溫下是一種粘滯性的液體。任何液體在其自身重力作用下，使液體具有最低位體在其自身重力作用下，使液體具有最低位能的趨勢；同時，任何液體都具有表面張力能的趨勢；同時，任何液體都具有表面張力的特性，這種特性力圖使液體的表面收縮，的特性，這種特性力圖使液體的表面收縮，以使液體具有最小的表面積。以使液體具有最小的表面積。 在高溫下在高溫下(t1000)的玻璃液，在光滑的錫的玻璃液，在光滑的錫液面上，不受外力作用，在其重力和表面張液面上，不受外力作用，在其重力和表

26、面張力相互作用下力相互作用下(重力使玻璃液攤開，而表面張重力使玻璃液攤開，而表面張力使玻璃表面收縮力使玻璃表面收縮)達(dá)到平衡形成的厚度，稱達(dá)到平衡形成的厚度，稱為自然平衡厚度為自然平衡厚度Processing scheme for float glasses. (Source: .)錫液槽錫液槽冷卻韌化爐冷卻韌化爐 我國上世紀(jì)我國上世紀(jì)70年代末，由洛陽玻璃廠率先引進(jìn)英年代末，由洛陽玻璃廠率先引進(jìn)英國皇家浮法玻璃生產(chǎn)線。國皇家浮法玻璃生產(chǎn)線。 它是在錫槽里，玻璃浮在錫液的表面上出來它是在錫槽里，玻璃浮在錫液的表面上出來的。因此，這種玻璃首先是平度好，沒有水波紋。的。因此，這種玻璃首先是平度好，

27、沒有水波紋。用于制鏡、汽車玻璃。不發(fā)臉，不走形，這是它用于制鏡、汽車玻璃。不發(fā)臉，不走形，這是它的一大優(yōu)點(diǎn)。的一大優(yōu)點(diǎn)。 其次是浮法玻璃選用的礦石石英砂，原料好。其次是浮法玻璃選用的礦石石英砂，原料好。生產(chǎn)出來的玻璃純凈、潔白，透明度好。明亮、生產(chǎn)出來的玻璃純凈、潔白，透明度好。明亮、無色。沒有玻璃疔，氣泡之類。無色。沒有玻璃疔，氣泡之類。 第三是結(jié)構(gòu)緊密、重，手感平滑，同樣厚第三是結(jié)構(gòu)緊密、重，手感平滑，同樣厚度每平方米比平板比重大，好切割，不易破損。度每平方米比平板比重大，好切割，不易破損。 這種玻璃是民用建筑的最好玻璃。它的價格，這種玻璃是民用建筑的最好玻璃。它的價格，同等厚度相比，僅比

28、平板玻璃每平方米高同等厚度相比，僅比平板玻璃每平方米高4元左元左右。右。 “洛陽浮法”是世界三大浮法玻璃工藝生產(chǎn)廠家之一 是目前國內(nèi)唯一一家同時具備0.5525生產(chǎn)能力的大型玻璃制造企業(yè)，公司現(xiàn)擁有13條現(xiàn)代化的浮法玻璃生產(chǎn)線，年產(chǎn)多種色調(diào)、多種規(guī)格的優(yōu)質(zhì)浮法玻璃2000多萬重量箱。 產(chǎn)品包括車用安全玻璃、建筑安全玻璃、裝飾玻璃等系列，年綜合加工能力1000萬平方米。公司具有國家一級資質(zhì)幕墻施工資格。浮法彩色玻璃是采用本體著色工藝制浮法彩色玻璃是采用本體著色工藝制得的吸熱玻璃產(chǎn)品。該產(chǎn)品良好的吸得的吸熱玻璃產(chǎn)品。該產(chǎn)品良好的吸熱功能，可降低太陽光的直接透射比，熱功能，可降低太陽光的直接透射比，

29、收到一定的節(jié)能效果；顏色的多彩性，收到一定的節(jié)能效果；顏色的多彩性，賦予現(xiàn)代建筑愉悅的裝飾功能。該產(chǎn)賦予現(xiàn)代建筑愉悅的裝飾功能。該產(chǎn)品又可作為鍍膜玻璃的優(yōu)良基板。品又可作為鍍膜玻璃的優(yōu)良基板。 4.8.2 玻璃的熱處理 消除內(nèi)部的熱應(yīng)力，降低產(chǎn)品的強(qiáng)度和增加熱穩(wěn)定性，包括淬火和退火兩種： 退火退火 消除內(nèi)部的熱應(yīng)力 使內(nèi)部的結(jié)構(gòu)均勻 淬火淬火 在玻璃表面形成一個有規(guī)律、均勻分布的壓應(yīng)力層，提高玻璃制品的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。 淬火是生產(chǎn)鋼化玻璃的方法4.8.3 玻璃的二次加工玻璃的二次加工成型后的二次加工改善表面性質(zhì)、外觀質(zhì)量、外觀效果（1）成型加工切割、鉆孔等用砂輪、金剛石、SiC砂輪新技術(shù)：

30、激光切割、水壓切割（2）表面處理為了獲得所需的表面效果。包括：消除表面缺陷的研磨、拋光、磨邊形成特殊效果的噴沙、車刻、蝕刻、彩飾、涂層 研磨研磨磨除凹凸部分磨除凹凸部分 拋光拋光光滑、平整表面光滑、平整表面 磨邊磨邊邊緣棱角、粗糙表面邊緣棱角、粗糙表面 噴沙噴沙形成花紋形成花紋 車刻車刻用砂輪在玻璃制品表面刻磨圖案用砂輪在玻璃制品表面刻磨圖案 蝕刻蝕刻在表面涂覆石蠟等保護(hù)層并刻上圖案，再腐在表面涂覆石蠟等保護(hù)層并刻上圖案，再腐蝕，去除保護(hù)層蝕，去除保護(hù)層 彩飾彩飾利用彩色釉料對玻璃表面進(jìn)行裝飾，有如下利用彩色釉料對玻璃表面進(jìn)行裝飾，有如下方法：方法： 描繪描繪直接用筆圖繪直接用筆圖繪 噴花噴花

31、先制作所要圖案的鏤空型板，將其緊貼在玻先制作所要圖案的鏤空型板，將其緊貼在玻璃制品表面，然后用噴槍噴出釉料璃制品表面，然后用噴槍噴出釉料 貼花貼花用彩色釉料在特殊紙上印刷所需圖案，再將用彩色釉料在特殊紙上印刷所需圖案，再將花紙貼到制品表面花紙貼到制品表面 印花印花采用絲網(wǎng)印刷用釉料在表面印出圖案采用絲網(wǎng)印刷用釉料在表面印出圖案4.9 工業(yè)設(shè)計(jì)中常用的玻璃材料工業(yè)設(shè)計(jì)中常用的玻璃材料4.9.1 中空玻璃中空玻璃 兩片以上的玻璃用鋁制空心邊框框住，用膠結(jié)或焊接密封，中間形成自由空間隔熱、隔音、防霜、防凍4.9.2 夾層玻璃夾層玻璃 兩片以上玻璃用有機(jī)膠粘合在一起，強(qiáng)度增加，一邊破裂時，另一邊只形成

32、輻射狀裂紋，碎片不至于飛出生產(chǎn)方法：生產(chǎn)方法：膠片法(干法)、灌漿法（濕法）防彈玻璃、電制變色玻璃、電磁屏蔽玻璃、防火玻璃、天線玻璃、電熱玻璃、防盜報(bào)警玻璃功能：玻璃膠4.9.3 鋼化玻璃鋼化玻璃 退火玻璃切割成型加熱軟化快速均勻冷卻 表面壓應(yīng)力，內(nèi)部張應(yīng)力，抗彎強(qiáng)度高、抗沖擊能力提高4倍以上 破碎后無刀狀的尖角 區(qū)域鋼化玻璃破碎后，玻璃的裂紋仍然可以保持一定的清晰度，駕駛員視野不受影響4.9.4 防火玻璃防火玻璃兩層以上的玻璃用防火透明膠粘結(jié) 玻璃為非晶體材料，主要由玻璃為非晶體材料，主要由 SiOSiO2 2和一些金屬氧化物質(zhì)組和一些金屬氧化物質(zhì)組成。汽車用玻璃屬于安全性玻璃，包括夾層玻璃

33、、鋼化成。汽車用玻璃屬于安全性玻璃，包括夾層玻璃、鋼化玻璃和防彈玻璃等。夾層玻璃用玻璃和防彈玻璃等。夾層玻璃用2-32-3片玻璃用膠粘接成；片玻璃用膠粘接成；鋼化玻璃即淬火玻璃，加熱至軟化點(diǎn)（鋼化玻璃即淬火玻璃，加熱至軟化點(diǎn)（650650）驟冷；）驟冷；防彈玻璃是一種特制玻璃。防彈玻璃是一種特制玻璃。 汽車前后玻汽車前后玻 璃的安全性要璃的安全性要求求 與兩側(cè)玻璃有與兩側(cè)玻璃有所所 不同。不同。4.9.5 鍍膜玻璃鍍膜玻璃 熱反射玻璃鍍上一層或多層Cr、Ti、不銹鋼等金屬或合金 低輻射玻璃鍍上多層銀、銅、錫 導(dǎo)電膜玻璃氧化錫、銦 生產(chǎn)方法：真空磁控濺射、真空蒸發(fā)、CVD(化學(xué)氣相沉積化學(xué)氣相沉積)、溶膠凝膠法4.9.6 鑲嵌玻璃鑲嵌玻璃 小片異形玻璃用精美的金屬條鑲嵌成一副美麗的圖案，兩邊再鑲玻璃，構(gòu)成整體4.9.7 微晶玻璃微晶玻璃 結(jié)晶體在玻璃形成過程中析出對光線漫反射白、米、灰三個色系搭配出豐富的色彩，硬度非常高4.9.8 U型玻璃型玻璃 像槽鋼一樣的形狀4.9.9 玻璃馬賽克玻璃馬賽克 石英、長石、純堿、氟化物制成 形狀尺寸：2020mm，2525mm4.9.10 噴雕、彩繪玻璃噴雕、彩繪玻璃 融藝術(shù)和技術(shù)為一體的裝飾產(chǎn)品，可在玻璃表面上雕刻出有層次的花鳥、山水等各種圖案，用于制作玻璃家具、工藝品隔斷、屏風(fēng)、壁畫等4.9.11 防彈玻璃防彈