浅谈玻璃材料的种类及特性

玻璃的主要成分是二氧化硅，玻璃质地硬且脆，是一种无色的透明材料，并可添加各种成分制成茶色玻璃、淡墨色玻璃、钴蓝色玻璃等。 玻璃按主要成分分类：

玻璃按主要成分可以分为非氧化物玻璃和氧化物玻璃。非氧化物玻璃品种和数量很少，主要有硫系玻璃和卤化物玻璃。氧化物玻璃又分为硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃等。氧化物玻璃通常按玻璃中二氧化硅以及碱金属、碱土金属氧化物的不同含量，又分为：

一、石英玻璃

石英玻璃的二氧化硅含量大于99.5％，其热膨胀系数低、耐高温、化学稳定性好、透紫外光和红外光、熔制温度高、粘度大、成型较难。石英玻璃多用于半导体、电光源、光导通信、激光等技术和光学仪器中。

二、钠钙玻璃

钠钙玻璃以二氧化硅含量为主，还含有15％的氧化钠和16％的氧化钙，其成本低廉、易成型，适宜大规模生产，其产量占实用玻璃的90％。钠钙玻璃可用于生产玻璃瓶罐、平板玻璃、器皿、灯泡等。

三、高硅氧玻璃

高硅氧玻璃的二氧化硅含量约96％，其性质与石英玻璃相似。

四、铅硅酸盐玻璃

铅硅酸盐玻璃主要成分有二氧化硅和氧化铅，具有独特的高折射率和高体积电阻，与金属有良好的浸润性，可用于制造灯泡、真空管芯柱、晶质玻璃器皿图（如图为JAZZ系列水晶餐具）、火石光学玻璃等

五、硼硅酸盐玻璃

又称耐热玻璃或硬质玻璃，以氧化硅和氧化钡为主要成分，具有良好的耐热性和化学稳定性，硼硅酸盐玻璃发明于1912年，其商标名为Pyrex。 它是第一种耐高温，有较好抗热冲击能力的玻璃材料（如图硼硅酸盐玻璃材料制作的玻璃珠宝）。硼硅酸盐玻璃可以用来制作咖啡壶、炉子、实验室用的玻璃器皿、吊灯（如图耐热玻璃制作的吊灯）及其它在高温环境中工作的设备。它抗酸和抗化学介质腐蚀的能力很强、热膨胀率很低，因此被用来制作天文望远镜的镜片和其它精密仪器。另外，硼硅酸盐玻璃还可以用作树脂的强化纤维。

六、铝硅酸盐玻璃

铝硅酸盐玻璃以二氧化硅和氧化铝为主要成分，软化变形温度高，用于制作放电灯泡、高温玻璃温度计、化学燃烧管和玻璃纤维等 。

七、磷酸盐玻璃

磷酸盐玻璃以五氧化二磷为主要成分，折射率低、色散低，用于光学仪器中。 玻璃的基本性能有如下几方面：

(A)强度

玻璃抗拉强度较弱，抗压强度较强。玻璃和陶瓷一样，也是脆性材料。

(B)电学性能

常温下玻璃是电的不良导体。而温度升高时，玻璃的导电性迅速提高，熔融状态时变为良导体。

(C)硬度

玻璃的硬度较高，比一般金属硬，不能用普通刀具进行切割。根据玻璃的硬度可以选择磨料、磨具和其它的加工方法。

(D)热性质

玻璃是热的不良导体，一般承受不了温度的急剧变化。

(E)光学特性

玻璃是一种高度透明的物质。如普通平板玻璃，能透过可见光线的80～90%，紫外线大部分不能透过，但红外线较易通过。

(F)化学稳定性

玻璃的化学性质较稳定。玻璃的耐酸腐蚀性较高，而耐碱腐蚀性较差。玻璃长期受大气和雨水的侵蚀，会在表面产生磨损，失去表面的光泽。尤其一些光学玻璃仪器易受到周围介质的作用，破坏玻璃的透光性，在使用和保存中应加以注意。 设计中常见的玻璃材料

玻璃是一种硬且脆的透明非晶体材料，具有良好的抗风化、抗化学介质腐蚀（氢氟酸、碱除外）性。下面介绍几种常用的玻璃材料：

1.平板玻璃是建筑玻璃中用量最大的一类，按表面状态可分为普通平板玻璃、磨光玻璃、磨砂玻璃、花纹玻璃等品种。

2.平板玻璃还可以通过着色、表面处理、复合等工艺制成具有不同色彩和各种特殊性能的制品，如热反射玻璃、真空玻璃、镭射玻璃、中空玻璃、钢化玻璃、夹丝网玻璃、夹层玻璃、颜色玻璃、低辐射镀膜玻璃等。

器皿玻璃具有清洁卫生、美观、透明、化学稳定性高、不透气、易于密封、保持盛装物品性质不变、可以多次周转使用、原料丰富、价格低廉等一系列优点，成为食品、医药、化学工业广泛采用的包装材料。玻璃瓶罐的主要缺点是机械强度低、易破损和盛装单位物品的重量大。

玻璃的热处理

玻璃制品的热处理，一般包括退火和淬火两种工艺。

1.退火

退火就是消除或减小玻璃制品中热应力的热处理过程。 为了消除玻璃中的永久应力，必须将玻璃加热到低于玻璃转变温度附近的某一温度进行保温均热，以消除玻璃各部分的温度梯度，使应力松弛。这个选定的保温均热温度，称为退火温度。

玻璃在退火温度下，由于黏度较大，应力虽然能够松弛，但不会发生可测得的变形。玻璃的最高退火温度是指在此温度下经过3分钟保温可消除95%的应力，一般相当于退火点的温度，也叫退火上限温度；最低退火温度是指在此温度下经3分钟保温只能消除5%的应力，也叫退火下限温度。最高退火温度至最低退火温度之间称为退火温度范围。 玻璃制品的退火工艺过程包括加热、保温、慢冷及快冷四个阶段。

光学玻璃和某些特种玻璃制品，对退火的要求十分严格，必须要通过退火，使玻璃结构均匀，以达到要求的光学性能，这种退火称为精密退火。薄壁制品（灯泡等）和玻璃纤维在成型后，由于热应力很小，除适当地控制冷却速度外一般不再进行退火。

2.淬火

淬火就是使玻璃表面形成一个有规律、分布均匀的压力层（表面），以提高玻璃制品的机械强度和热稳定性。

淬火玻璃同一般玻璃比较，其抗弯强度，抗冲击强度以及热稳定性等都有很大的提高。

信息来源：广东有机玻璃