玻璃的成分

各种“玻璃”的成分
（1）普通玻璃（Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O•CaO•6SiO2）
（2）石英玻璃（以纯净的石英为主要原料制成的玻璃，成分仅为SiO2）
（3）钢化玻璃（与普通玻璃成分相同）
（4）钾玻璃（K2O、CaO、SiO2）
（5）硼酸盐玻璃（SiO2、B2O3）
（6）有色玻璃在（普通玻璃制造过程中加入一些金属氧化物。

Cu2O——红色；CuO——蓝绿色；CdO——浅黄色；CO2O3——蓝色；Ni2O3——墨绿色；MnO2——紫色；胶体A u——红色；胶体Ag——黄色）
（7）变色玻璃（用稀土元素的氧化物作为着色剂的高级有色玻璃）
（8）光学玻璃（在普通的硼硅酸盐玻璃原料中加入少量对光敏感的物质，如AgCl、AgBr 等，再加入极少量的敏化剂，如CuO等，使玻璃对光线变得更加敏感）
（9）彩虹玻璃（在普通玻璃原料中加入大量氟化物、少量的敏化剂和溴化物制成）
（10）防护玻璃（在普通玻璃制造过程加入适当辅助料，使其具有防止强光、强热或辐射线透过而保护人身安全的功能。

如灰色——重铬酸盐，氧化铁吸收紫外线和部分可见光；蓝绿色——氧化镍、氧化亚铁吸收红外线和部分可见光；铅玻璃——氧化铅吸收X射线和r
射线；暗蓝色——重铬酸盐、氧化亚铁、氧化铁吸收紫外线、红外线和大部分可见光；加入氧化镉和氧化硼吸收中子流。

（11）微晶玻璃（又叫结晶玻璃或玻璃陶瓷，是在普通玻璃中加入金、银、铜等晶核制成，代替不锈钢和宝石，作雷达罩和导弹头等）。

（12）玻璃纤维（由熔融玻璃拉成或吹成的直径为几微米至几千微米的纤维，成分与玻璃相同）
（13）玻璃丝（即长玻璃纤维）
（14）玻璃钢（由环氧树脂与玻璃纤维复合而得到的强度类似钢材的增强塑料。

）
（15）玻璃纸（用粘胶溶液制成的透明的纤维素薄膜）
（16）水玻璃（Na2SiO3）的水溶液，因与普通玻璃中部分成分相同而得名）
（17）金属玻璃（玻璃态金属，一般由熔融的金属迅速冷却而制得）
（18）萤石（氟石）（无色透明的CaF2，用作光学仪器中的棱镜和透光镜）
（19）有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）
注：（14）——（19）为类玻璃。

制造玻璃原理----主要反应是：
Na2CO3+SiO2＝Na2SiO3+CO2↑
CaCO3+SiO2＝CaSiO3+CO2↑
玻璃，中国古代亦称琉璃，是一种透明、强度及硬度颇高，不透气的物料。

玻璃在日常环境中呈化学惰性，亦不会与生物起作用，故此用途非常广泛。

玻璃一般不溶于酸（例外：氢氟酸与玻璃反应生成SiF4，从而导致玻璃的腐蚀）；但溶于强碱，例如氢氧化铯。

玻璃是一种非晶形过冷液体。

融解的玻璃迅速冷却，各分子因为没有足够时间形成晶体而形成玻璃。

成份
普通玻璃主要是以二氧化硅灰石碳酸钠为原料的非晶形过冷液体二氧化硅(SiO2)，亦即石英，或砂的化学成分。

纯正的硅土溶点为摄氏2000度。

因此制造玻璃时一般会加入两种材料：碳酸钠(Sodium Carbonate,Na2CO3 ，即苏打粉)及碳酸钾(Potash，钾碱)。

这样硅土溶点将降至1000度左右。

但是因为碳酸钠会令玻璃溶于水中，因此通常还要加入适量的氧化钙CaO，使玻璃不溶于水。

对可见光透明是玻璃最大的特点。

一般的玻璃因为制造时加进了碳酸钠，所以对波长短于4 00纳米的紫外线并不透明。

若果要让紫外线穿透，玻璃必须以纯正的二氧化硅制造。

这种玻璃成本较高，一般被称为石英玻璃。

纯玻璃对红外线亦是透明的，可以造成数公里长，作通讯用途的玻璃纤维。

常见的玻璃通常亦会加入其他成份。

例如看起来十分闪烁曜眼的水晶玻璃（Lead glass)，是在玻璃内加入铅,令玻璃的折射系数增加，产生更为眩目的折射。

至于派热克斯玻璃(Pyre x)，则是加入了硼，以改变玻璃的热及电性质。

加入钡亦可增加折射指数。

制造光学镜头的玻璃则是加入钍的氧化物来大幅增加折射指数。

倘若要玻璃吸收红外线，可以加入铁。

例如放映机内便有这种隔热的玻璃。

玻璃加入铈则会吸收紫外线。

在玻璃中加入各种金属和金属氧化物亦可以改变玻璃的颜色。

例如少量锰可以改变玻璃内因铁造成的淡绿色。

多一点锰则可以造成淡紫色的玻璃。

硒亦有类似的效果。

少量钴可以造成蓝色的玻璃。

锡的氧化物及砷氧化物可造成不透明的白色玻璃。

这种玻璃好像是白色的陶瓷。

铜的氧化物会造成青绿色的玻璃。

以金属铜则会造成深红色、不透明的玻璃，看起来好像是红宝石。

镍可以造成蓝色、深紫色、甚至是黑色的玻璃。

钛则可以造成棕黄色。

微量的金(约0.001%)造成的玻璃是非常鲜明，像是红宝石的颜色。

铀(0.1 至2%)造成的玻璃是萤火黄或绿色。

银化合物可以造成橙色至黄色的玻璃。

改变玻璃的温度亦会改变这些化合物造成的颜色，但当中的化学原理相当复杂，至今仍然未被完全明解。

有时在火山溶岩中会出现天然的玻璃，称黑曜石或火山玻璃。

黑曜石可以用来造成简单的尖刀。

历史
人类相信自石器时代即已使用天然的火山玻璃。

古埃及在公元前二千年左右已有记载使用玻璃作器皿。

西元前200年，巴比伦发明了玻璃吹管制玻璃的方法，接着这个方法传入罗马，欧洲在公元一世纪左右罗马的波特兰瓶即是玻璃浮雕作品。

到了十一世纪，德国发明制造平面玻璃的技术。

先把玻璃吹成球状，然后造成圆筒型。

在玻璃仍热时切开，然后摊平。

这种技术在十三世纪的威尼斯得到了进一步改良。

十四世纪欧洲的玻璃制造中心是威尼斯，很多以玻璃造成的餐具、器皿等都是由威尼斯制作。

日后欧洲很多玻璃工匠都是师承威尼斯。

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827年发明的玻璃压印机器，开展了大规模生产廉价玻璃器具的道路。

玻璃上有时会以酸或其他腐蚀物料刻上艺术图案。

传统的造法是在吹或铸玻璃的时候由工匠刻作。

后来在1920年发明了可以在模具上加上雕刻的办法，亦可以使用不同颜色的玻璃，于是在1930年以后，大量生产的廉价玻璃器具逐渐出现。

中国在西周时亦已开始制造玻璃。

在西周时期的古墓中曾发现玻璃管、玻璃珠等物品。

南北朝以前，中国人多以琉璃称以火烧成，玻璃质透明物。

宋时则开始称之为玻璃。

到明清时，习惯以琉璃称呼低温烧成，不透明的陶瓷。

很多当时的“琉璃”严格上来说，并不属于现代所说的“玻璃”。

玻璃种类
浮法玻璃/退火玻璃
世上大约90%的平面玻璃都是使用1950年代由皮尔金顿玻璃公司(Pilkington)的阿士达·皮尔金顿爵士发明的“浮法玻璃”制成。

这种玻璃亦称退火玻璃，方法是把玻璃溶液倒进一缸溶解的锡内，玻璃浮上锡面后自然形成两边平滑的表面，慢慢冷却及成长带状离开锡缸。

之后经过火打磨便成为接近完全平的玻璃。

通常玻璃会以标准的厚度生产，分为2、3、4、5、6、8、10、12、15、19和22毫米。

把普通退火玻璃用在建筑上会构成潜在危险，因为当这种玻璃破裂时，会成为大块，锋利的碎片，可以造成严重的人员伤亡。

多数地方的建筑条例会禁止在玻璃可能被打破的地方使用普通退火玻璃。

例如：浴室、玻璃门、落地式玻璃窗、走火通道等等都不可使用这种玻璃。

在浮法玻璃发明以前，退火玻璃亦会以吹、卷压法生产。

这些方法很难制成全平的玻璃，除非加以成本很高的机械打磨。

强化玻璃
强化玻璃、淬火玻璃或钢化玻璃(Tempered Glass)是由退火玻璃经热处理而成。

退火玻璃先被切割成所需的大小，打磨好边缘或钻好洞，然后进行强化处理。

玻璃被放在滚筒桌上，推入超过退火温度摄氏600度的焗炉，然后以空气迅速冷却。

玻璃表面被冷却至退火温度以下，快速硬化及收缩；而玻璃内部则在短时间内仍作流动。

当玻璃内部收缩，会在表面造成压应力，玻璃内部则成张应力。

一般强化玻璃比退火玻璃强四至六倍。

原因是玻璃表面的轻微裂痕都会被应力所紧压，而内层可能出现裂痕的可能性亦较低。

但是强化玻璃亦有缺点。

因为玻璃内的应力需要平衡，所以如果强化玻璃上出现任何损坏或裂痕，整块玻璃都会碎成指甲大小，没有尖角的碎片。

所以强化玻璃要在进行强化处理前事先切割及打磨。

而且与退火玻璃相比，强化玻璃的硬度较低，较容易被刮花。

强化玻璃在建筑上的用途甚多，很多无框组件如玻璃门，玻璃幕场等都经常使用强化破璃。

需要负重的玻璃亦会采用强化玻璃。

强化玻璃碎裂时形成的碎片细小及呈圆型，令人受伤的机会较少。

故此被视为安全玻璃之一。

但是强化玻璃在受撞击时,会有可能出现突然爆裂，所以强化玻璃不适用于某些场合下。

强化玻璃在数百年前已被发现，但当时并不知道其原理。

十七世纪时，英国的鲁伯特王子把熔解的玻璃液滴进水内造成玻璃珠。

这种泪滴形的玻璃非常坚硬，就算以槌敲打也不会破碎。

但是只要把玻璃滴尾部弄破，它便会突然爆碎成粉末。

这种玩意还被带到朝庭上，用来戏弄人，称为“鲁伯特水滴”(Rupert's drop)。

夹层玻璃
夹层玻璃是1903年由法国化学家爱德华·班尼迪克特斯（Edouard Benedictus)发明。

他在做实验的时候无意在玻璃瓶内铺上一层硝化赛璐珞(Cellulose nitrate）,之后发现玻璃瓶跌在地上时裂而不破。

他想把有塑胶夹层的玻璃应用在汽车的挡风玻璃上，以减少汽车意外所造成的伤亡。

最初汽车生产对他的发明不太感兴趣，最先使用这种发明的反而是第一次世界大战时所生产的防毒面具。

到了1936年改良使用聚乙烯醇缩丁醛(Polyvinvl butyral PVB)作为夹层后，夹层玻璃才在汽车上大行其道，之后更成为政府强制的安全标准。

现代的夹层玻璃是以两层或更多层的普通退火玻璃造成，中间的夹层多数仍是PVB。

把PV B 放在两层玻璃之间，加热至摄氏70度左右，然后以滚轴把中间的空气压出，让PVB把两层玻璃紧黏在一起。

一般的夹层玻璃是以两层3毫米的玻璃，中间夹上0.38毫米的夹层。

总厚度为6.38毫米。

亦可以用更多层、更厚的玻璃来增加强度。

例如防弹玻璃即是用多层厚的玻璃夹成，总厚度可达50毫米。

当夹层玻璃上的玻璃被碎裂时，夹层仍然会把两层玻璃黏着，避免整块玻璃碎成可以伤人的碎片。

夹层玻璃亦被称为安全玻璃。

夹层玻璃中间的PVB层亦令玻璃的隔音效果增加，且可阻隔99%以上的紫外线。

汽车的档风玻璃都是夹层玻璃。

但车上大部分其他的玻璃，例如侧面及后面的玻璃则是强化玻璃。

如果留心看，便会发现汽车的挡风玻璃遇碰撞后只会裂而不破。

其他玻璃则会碎成小粒。

调光玻璃
调光玻璃也叫Polyvision隐私玻璃，亦称电控液晶玻璃、电控调光玻璃或PDLC玻璃，也称作魔法玻璃或变色玻璃。

当电控产品关闭电源时，调光里面的液晶分子会呈现不规则的散
布状态，使光线无法射入，让调光玻璃呈现不透明的乳白色外观；通电后，里面的液晶分子呈现整齐排列，光线可以自由穿透，此时电控液晶玻璃呈现透明状态。

调光玻璃最早由肯特州立大学发明，并由美国Polytronix,Inc公司于1990年最早实现商业化量产，距今已有20几年的历史；由于制造成本居高不下，所以，目前大多应用于高档酒店，别墅，各类高级商业场所及各类隐私保护领域等。

由于Polytornix,Inc旗下的电控调光玻璃品牌名称为Polyvi sion隐私玻璃，所以，在业界，[Polyvision]也被视作是调光玻璃的代名词。

自洁玻璃
这是一种由皮尔金顿公司发明的新科技玻璃，主要应用在建筑物、汽车上。

玻璃外层表面涂上约50纳米厚的钛氧化物，在紫外光下会催化玻璃上的有机物分解。

此外玻璃表面的亲水性协助下雨时在玻璃上形成一层水膜，可以把分解的有机物冲走且不留水迹，达到自洁效果。

LED玻璃
LED玻璃是由台湾宝创科技股份公司独创的高科技光电玻璃产品，它是一种将LED光源崁入玻璃里形成各种样式、图案的专利产品。

设计师利用LED玻璃的光亮特性可开发出众所瞩目的展示产品，LED本身还拥有出色的亮度及节能的特性。

LED玻璃科技可令玻璃表面看不见线路，适用于各式平板以及弯曲玻璃，满足各种设计应用需求。

镭射玻璃
镭射玻璃也称作全息玻璃或激光玻璃，是一种将激光全息图样与玻璃相结合的专利技术产品。

镭射玻璃使图形能拥有色彩变化万端、影像立体且引人注目的特性，可广泛应用于各类家居设计，家居及商业场所装潢或各类家电面板装饰等领域。

夜光玻璃
夜光玻璃可在夜里散发出独特的荧光效果，令应用夜光玻璃的地方充满浪漫的氛围，夜光玻璃在夜里可起到指引方向或充当光源的作用。

这是一种把发光技术应用在玻璃领域的全新尝试，这种创新的产品将引领玻璃制造技术迈向新时代。

主要适用于商业场所及家居室内设计，装潢，门窗，产品展示柜，家具等领域。

该项技术由台湾宝创科技股份有限公司发明。