玻璃工艺学第十章

1.2切割、喷砂、钻孔和切削
（一）切割
利用玻璃的脆性和残余应力，在切割点加一 刻痕造成应力集中，使之易于折断。
激光切割——高能量激光，产生局部应力，端口不需打磨，圆滑。 但切割前仍需机械预先刻痕。成品率高。
自动注油切割刀——随切割的进行，自动将油涂抹于切痕内，加 速切割，减小次品率。
高压水刀——高压水达380MPa，钻孔、切割，造型圆滑、多变。
第十章 玻璃制品的加工
成形后的玻璃制品，除了极少（如瓶 罐）能直接符合使用要求外，大多数还 需加工，以得到符合使用要求的制品。
玻璃制品的加工分类：
Hale Waihona Puke 冷加工； 热加工； 表面处理。1.玻璃制品的冷加工


冷加工的定义： 在常温下，通过机械的方法，来改变玻璃制 品的外形和表面状态的过程。 冷加工的基本方法： 研磨抛光 切割 喷砂、钻孔和切削
3）化学理论：英国人普莱斯顿——磨光过
程中，不仅仅是机械作用，还存在着物理、化 学的作用，是以上理论的综合。
分为：研磨机理和抛光机理。
研磨机理：
磨盘与玻璃作相对运动，磨料在玻璃表面产生划痕与剥离 的机械作用，同时在玻璃上产生微裂纹； 所用的水既起冷却作用，又与新生表面产生水解作用，生 成硅胶，有利于剥离； 如此反复，玻璃表面形成一层凹陷的毛面，并带有一定深 度的裂纹层。
古代磨光玻璃
佛教七宝，指七种珍宝， 又称七珍。七宝指的是砗磲、 玛瑙、水晶、珊瑚、琥珀、珍 珠、麝香这七种。 中国第一座琉璃博物馆，上海 琉璃工房琉璃艺术博物馆。
2.2研磨抛光的原理（三个假设）
磨削理论 流动层理论 化学理论
1）磨削理论：最早。1965年虎克提出— —磨光纯粹是机械作用。这一理论延续了 几百年，直至十九世纪末。 2）流动层理论：英国学者雷莱、培比— —抛光时，表面有一层流动层，也称可塑 层。可塑层的流动，把毛面的研磨玻璃填 平。
1.1研磨和抛光
研磨的目的——是将制品粗糙不平或成形时 余留部分的玻璃磨去，得到所需形状和尺寸、 平整的面。
粗磨料研磨→逐级细磨料→毛面状态变细致 →抛光材料→表面光滑、透明、光泽。
研磨、抛光两个工序结合起来就是磨光。
获得的玻璃称为磨光玻璃。
琉璃被誉为中国五大名器之首 （金银、玉翠、琉璃、陶瓷、青 铜）、佛家七宝之一，到了明代 已基本失传，只在传说与神怪小 说里有记载，西游记中的沙僧就 是因为打破一只琉璃盏而被贬下 天庭的。
抛光机理
抛光过程相对较为复杂。通常认为，抛光过程是 复杂的物理、化学过程。 比如，同样会发生水解作用，在玻璃表面生成硅 胶薄膜；抛光过程发生塑性流动，被抛光的玻璃发 生分子转移，使凹陷面平整光滑。等等。 但是，由于抛光过程要把研磨过程的凹陷层和裂 纹层全部抛除，所以其效率就要比研磨过程低。
研磨、抛光材料
1、研磨材料 要求：磨料的硬度大于玻璃的硬度，莫氏硬 度6～10 分类： 天然磨料（石英砂、刚玉、金刚石等） 人造磨料（电熔刚玉、碳化硅、碳化硼、金 刚石、红粉等）
2、抛光材料
要求：较高的抛光能力；磨料的硬度小于玻璃的 硬度，莫氏硬度1～5、 6 ～7 分类： 红粉（Fe2O3）、氧化铈（CeO2）、氧化锆 （ZrO2）、氧化钍（ThO2） 还有长石粉
玻璃
磨盘
mSiO2· nH2O mSiO2· nH2O mSiO2· nH2O
通常认为，由研磨导致的凹陷层的平均 深度h，取决于磨料性质（研磨常数K1）和 磨料颗粒的直径D： h=K1D 这时产生的裂纹层的平均深度f与凹陷层平 均深度h的关系为： f=2.3h
磨料种类 K1 石英砂 0.17 石榴石 0.22 刚 玉 0.27 碳化硅 0.28 碳化硼 0.33
（二）喷砂 利用高速气流带动粒度很小的石英砂或金刚 砂等喷吹到玻璃表面，使其表面组织不断受到 砂粒的冲击破坏，形成毛面。有时还可以进行 钻孔。
透光不透视
（三）钻孔与切削 1.研磨钻孔——用铜或黄铜棒压在玻璃上转 动，通过碳化硅等磨料的研磨作用使玻璃形成 所需的孔。 2.钻床加工——与金属钻孔类似，但是钻孔 速度比金属要慢。 3.超声波钻孔——利用超声波发生器使工具 发生震动，同时加入含有磨料的加工液，使玻 璃穿孔。