2014-01-23 22:28:28楊元中

玻璃

玻璃是一種透明,不透氣,並具一定硬度的物料。玻璃在日常環境中呈化學惰性,亦不會與生物起作用。玻璃一般不溶於酸(例外:氫氟酸與玻璃反應生成SiF4,從而導致玻璃的腐蝕);但輕微溶於強鹼,例如氫氧化銫

狹義的玻璃定義為:熔融物在冷卻過程中不發生結晶的無機物質。根據這個定義,用熔融法以外的其他方法,如真空蒸發、放射線照射、凝膠加熱等方法製作的非晶態物質不能稱為玻璃。還有組成上不同於無機物質的非晶態金屬和非晶態高分子材料也不能稱為玻璃。然而,廣義的玻璃定義根據製成的材料狀態及性質等方法對玻璃進行科學的分類,若某種材料顯示出典型的經典玻璃所具有的各種特徵性質,那麼,不管其組成如何,都可以稱之為玻璃。

玻璃是一種無定形體。熔解的玻璃迅速冷卻(過冷),各分子因沒有足夠時間形成晶體而形成玻璃


強化玻璃淬火玻璃鋼化玻璃是由退火玻璃經過熱處理而製成。一般強化玻璃比退火玻璃的強度高4至6倍。原因是玻璃表面的輕微裂痕都會被應力所緊壓,而內層可能出現裂痕的可能性亦較低。但是強化玻璃亦有缺點。因為玻璃內的應力需要平衡,所以如果強化玻璃上出現任何損壞或裂痕,整塊玻璃都會碎成指甲大小、沒有尖角的碎片。所以對玻璃的切割及打磨處理需在強化工序前進行。而且與退火玻璃相比,強化玻璃的硬度較低,較容易被刮花。

1.一般玻璃

普通玻璃是將矽砂、蘇打及石灰石一起放在高溫爐子裡混合熔化而成的。其實,矽砂本身就可以做成玻璃,但是需要很高的溫度才能熔化它,加入蘇打則可以使它的熔點降低。矽砂和蘇打以製成一種能溶於水的玻璃。這種玻璃並不適合做成窗戶,須再加入石灰使玻璃不易溶解於水,且強化它的硬度,才能製造出我們一般常用的硬質玻璃。

2.強化玻璃

當考慮到安全的重要性時,強化玻璃便應運而生了。製作這種玻璃時,首先須將玻璃切割成適當的大小,然後再經過熱處理來加強其韌度。一旦這種玻璃破了,它只會變成小小的碎粒而不會留下有失色的碎片。其他的強化玻璃還包括了絡網玻璃和特別厚的防彈玻璃。

強化玻璃破裂的原因:
強化玻璃表面是一層壓縮應力層,內部則有引張應力層與之對應而保持平衡狀態。當表面的傷延伸到內部引張應力層時,就會造成破裂。這種傷痕可分為幾種:

1.
硬物碰傷、熔接時的火花、飛來物體等引起的傷痕。
2.
搬運及儲存時玻璃撞傷。
3.
嵌裝時玻璃的損傷。
4.
熱應力及系統應力的破壞。
5.
外力撞擊。
6.
在玻璃中偶然存在的雜質所引起的傷痕。
7.
不明原因。
強化玻璃破裂時的特徵
強化玻璃只要局部受損破裂,就會失去應力的平衡,而引起全面碎裂。碎片有的是成粒粒碎片飛散,有的卻仍附著在一起,成為一片碎片聚合塊。發生破裂時,在其附近的人物,可能會受到與點般顆粒的敲打,也可能會遭受大塊碎片聚合塊的撞擊。如碎片聚合塊夠大,可能會傷及人體。
強化玻璃的削型或鑽孔
玻璃經削型或鑽孔後,其週邊組織的強度會大大地削弱,在承受外力的部位,應儘量避免此類加工,如非加工不可,則須選用強化膠合玻璃。

二氧化矽化學式SiO2)是一種酸性氧化物,對應水化物矽酸H2SiO3)。二氧化矽是矽最重要的化合物。地球上存在的天然二氧化矽約佔地殼質量的12%,其存在形態有結晶形和無定形兩大類,統稱矽石。

製造玻璃時一般會加入碳酸鈉(Na2CO3,即蘇打)與碳酸鉀(Potash,K2CO3鉀鹼,這樣矽土熔點將降至攝氏1000度左右。但是碳酸鈉會使玻璃溶於中,因此通常還要加入適量的氧化鈣(CaO)使玻璃不溶於水。

可見光透明是玻璃最大的特點,一般的玻璃因為製造時加進了碳酸鈉,所以對波長短於400nm紫外線並不透明。如果要讓紫外線穿透,玻璃必須以純正的二氧化矽製造,這種玻璃成本較高,一般被稱為石英玻璃。純玻璃對紅外線亦是透明的,可以造成數公里長,作通訊用途的玻璃纖維

玻璃的主要成份為石英

玻璃通常亦會加入其他成份。 例如看起來十分閃爍曜眼的水晶玻璃(Lead glass,又稱鉛玻璃)是在玻璃內加入,令玻璃的折射係數增加,產生更為眩目的折射。 至於派熱克斯玻璃(Pyrex),則是加入了,以改變玻璃的熱及電性質。 加入亦可增加折射指數。 製造光學鏡頭的玻璃則是加入氧化物來大幅增加折射指數。 倘若要玻璃吸收紅外線則可以加入鐵,放映機內便有這種隔熱的玻璃。 玻璃加入則會吸收紫外線。

有時在火山溶岩中會出現天然的玻璃,稱黑曜石火山玻璃。黑曜石可以用來造成簡單的尖刀


二氧化矽與其它化合物在高溫下熔融,快速冷卻可以製得玻璃。它也是沙子石英的主要成分。在半導體和太陽能板等應用中,是目前主要的原料。


碳酸鈣,俗稱灰石石灰石石粉大理石方解石,是一種化合物化學式CaCO3,呈鹼性,基本上不溶於,溶於酸。

碳酸鉀(化學式:K2CO3, 英文名:Potassium carbonate),呈無色結晶或白色顆粒,能吸濕,可溶於。其溶液呈弱性。不溶於。可由氫氧化鉀二氧化碳反應得到。

氧化鈣,俗稱生石灰石灰化學式CaO,是常見的無機化合物。氧化鈣通常從石灰石貝殼獲取,將含有碳酸鈣的物質加熱至900℃,使它分解成氧化鈣二氧化碳。這是少數史前已為人所知的化學反應。

乾燥劑是指能除去潮濕物質中水分的物質,常分為兩類:化學乾燥劑,如硫酸鈣氯化鈣等,透過與水結合生成水合物進行乾燥;物理乾燥劑,如矽膠與活性氧化鋁等,透過物理吸附水進行乾燥。