玻璃的介紹

玻璃是由沙子和其他化學(xué)物質(zhì)熔融在一起形成的（主要生產(chǎn)原料為：純堿、石灰石、石英）。在熔融時(shí)形成連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，冷卻過(guò)程中粘度逐漸增大并硬化而不結(jié)晶的硅酸鹽類非金屬材料。普通玻璃的化學(xué)組成是Na₂O·CaO·6SiO₂，主要成分是二氧化硅，是一種無(wú)規(guī)則結(jié)構(gòu)的非晶態(tài)固體。廣泛應(yīng)用于建筑物，用來(lái)隔風(fēng)透光，屬于混合物。另有混入了某些金屬的氧化物或者鹽類而顯現(xiàn)出顏色的有色玻璃，和通過(guò)特殊方法制得的鋼化玻璃等。有時(shí)把一些透明的塑料（如聚甲基丙烯酸甲酯）也稱作有機(jī)玻璃。

玻璃的生產(chǎn)工藝

主要包括：①原料預(yù)加工。將塊狀原料（石英砂、純堿、石灰石、長(zhǎng)石等）粉碎，使潮濕原料干燥，將含鐵原料進(jìn)行除鐵處理，以保證玻璃質(zhì)量。②配合料制備。③熔制。玻璃配合料在池窯或坩堝窯內(nèi)進(jìn)行高溫（1550~1600度）加熱，使之形成均勻、無(wú)氣泡，并符合成型要求的液態(tài)玻璃。④成型。將液態(tài)玻璃加工成所要求形狀的制品，如平板、各種器皿等。⑤熱處理。通過(guò)退火、淬火等工藝，消除或產(chǎn)生玻璃內(nèi)部的應(yīng)力、分相或晶化，以及改變玻璃的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。

磨砂玻璃加工方法:先將需要加工的平板玻璃平放在墊有粗呢或棉毯的工作臺(tái)上，再在玻璃面上堆放適量的細(xì)金剛砂，用粗瓷碗反扣住金剛砂，用雙手輕壓碗底轉(zhuǎn)圈推動(dòng)。也可使用較高號(hào)水磨石地面用的磨石研磨。研磨操作應(yīng)從四周邊角開(kāi)始逐步移向中間，直至把玻璃面研磨呈均勻的乳白色，達(dá)到透光不透視即可。

銀光刻花玻璃加工方法:先把平板玻璃用清水洗凈晾干后滿涂石蠟，然后在石蠟上刻掉成各種花紋，用1:5濃度的氫氟酸溶液腐蝕玻璃面。最后倒去氫氟酸清除石蠟，用水把玻璃清洗干凈為止。

其他如彩色玻璃可采用裱貼或噴涂方法加工，具體方法從略。在地面和立墻上彈線，令做好下部墻體結(jié)構(gòu)、骨架立柱橫梁的固定，玻璃加工裁割安裝上部及全部木(金屬)骨架，玻璃安裝，鑲邊油漆及清理。

玻璃的特性

根據(jù)種類不同，玻璃有不同的特性。下面按照建筑玻璃分類方法分別介紹如下：

鏡片

1、良好的透視、透光性能（3mm、5mm厚的鏡片玻璃的可見(jiàn)光透射比分別為87%和84%）。對(duì)太陽(yáng)光中近紅外熱射線的透過(guò)率較高，但對(duì)可見(jiàn)光折射至室內(nèi)墻頂?shù)孛婧图揖?、織物而反射產(chǎn)生的遠(yuǎn)紅外長(zhǎng)波熱射線卻有效阻擋，故可產(chǎn)生明顯的“暖房效應(yīng)”。凈片玻璃對(duì)太陽(yáng)光中紫外線的透過(guò)率較低；

2、隔聲、有一定的保溫性能；

3、抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)小于抗壓強(qiáng)度，是典型的脆性材料；

4、有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，通常情況下，對(duì)酸堿鹽及化學(xué)試劑盒氣體都有較強(qiáng)的抵抗能力，但長(zhǎng)期遭受侵蝕性介質(zhì)的作用也能導(dǎo)致變質(zhì)和破壞，如玻璃的風(fēng)化和發(fā)霉都會(huì)導(dǎo)致外觀破壞和透光性能降低；

5、熱穩(wěn)定性較差，極冷極熱易發(fā)生炸裂。

裝飾

1、彩色平板玻璃 可以拼成各類團(tuán)，并有耐腐蝕抗沖刷、易清洗等特點(diǎn)。

2、釉面玻璃具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和裝飾性。

3、壓花玻璃、噴花玻璃、乳花玻璃、刻花玻璃、冰花玻璃根據(jù)各自制作花紋的工藝不同，有各種色彩、觀感、光澤效果，富有裝飾性。

安全

1、鋼化玻璃 機(jī)械強(qiáng)度高、彈性好、熱穩(wěn)定性好、碎后不易傷人、不易發(fā)生自爆。

2、夾絲玻璃 受沖擊或溫度驟變后碎片不會(huì)飛散；可短時(shí)防止火焰蔓延；有一定的防盜、防搶作用。

3、夾層玻璃 透明度好、抗沖擊性能高、夾層PVB膠片粘合作用保護(hù)碎片不散落傷人，耐久、耐熱、耐濕、耐寒性高。

裝飾性

1、著色玻璃 有效吸收太陽(yáng)輻射熱，達(dá)到蔽熱節(jié)能效果；吸收較多可見(jiàn)光，使透過(guò)的光線柔和；較強(qiáng)吸收紫外線，防止紫外線對(duì)室內(nèi)影響；色澤艷麗耐久，增加建筑物外形美觀。

2、鍍膜玻璃 保溫隔熱效果較好，易對(duì)外面環(huán)境產(chǎn)生光污染。

3、中空玻璃光學(xué)性能良好、保溫隔熱性能好、防結(jié)露、具有良好的隔聲性能。

玻璃在燈具中的應(yīng)用

玻璃定義

一種由熔融液體冷卻硬化而不結(jié)晶制得的固體物質(zhì)，不管其化學(xué)成分如何，冷凝溫度范圍多大，統(tǒng)稱為玻璃。分有機(jī)玻璃、無(wú)機(jī)玻璃。

無(wú)機(jī)硅酸鹽玻璃：一種由硅酸鹽類熔融態(tài)液體冷卻硬化而不結(jié)晶而制得的透明的固體物質(zhì)。

玻璃的組成

主要原料：玻璃生成體：能形成玻璃結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)而成為玻璃的骨架的氧化物，如SiO₂、B₂O₃、GeO₂、As₂O₃、P₂O₅等

玻璃中間體：能與生成體氧化物一起進(jìn)入結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)或處于網(wǎng)絡(luò)以外的氧化物，如Al₂O₃、Ga₂O₃、MgO、ZnO、Sb₂O₃、TiO₂等

網(wǎng)絡(luò)外體：以孤立的原子（離子）處在玻璃結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)以外的氧化物：如Na₂O、K₂O、CaO、SrO、BaO、Y₂O₃、In₂O₃、ZrO₂、HfO₂、ThO₂、Ta₂O₅、Nb₂O₅等

輔助原料：澄清劑、助熔劑、著色劑和脫色劑、乳濁劑。

燈具用玻璃材料

按用途分類

燈具窗口透輻射玻璃：鋼化玻璃、高硼硅玻璃。

電光源玻璃：根據(jù)用途（泡殼、芯柱、電弧管、氣密封接）不同，采用不同組分、不同性質(zhì)的玻璃。

鋼化玻璃

將平板玻璃或其他玻璃制品經(jīng)過(guò)物理的或化學(xué)的方法處理，使玻璃表面層產(chǎn)生均勻分布的永久應(yīng)力，從而獲得高強(qiáng)度和高熱穩(wěn)定性的玻璃深加工方法稱為玻璃的鋼化。

鋼化方法：

物理鋼化法：將玻璃加熱至一定的溫度，然后將玻璃迅速冷卻，使玻璃內(nèi)部產(chǎn)生很大的永久應(yīng)力，從而提高玻璃的強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，該方法又稱熱鋼化法，或稱淬火。

化學(xué)鋼化法：通過(guò)改變玻璃表面的組成來(lái)提高玻璃的強(qiáng)度。主要有表面脫堿、涂覆熱膨脹系數(shù)小的玻璃、堿金屬離子交換法。

物理鋼化法生產(chǎn)效率高，成本較低，能生產(chǎn)大規(guī)格產(chǎn)品;但對(duì)厚度薄、尺寸小、形狀復(fù)雜的玻璃制品卻不合適?；瘜W(xué)鋼化法則反之，雖生產(chǎn)效率較低，成本較高，然而對(duì)小件、薄壁、異型的玻璃制品卻是理想的鋼化方法。

鋼化玻璃的特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：(1)強(qiáng)度提高：鋼化后玻璃的機(jī)械強(qiáng)度、抗沖擊性、搞彎強(qiáng)度能夠達(dá)到普通玻璃的4-5倍。

(2)熱穩(wěn)定性提高：鋼化玻璃可以承受巨大的溫差而不會(huì)破損，抗拒變溫差能力是同等厚度普通浮法玻璃的3倍。

(3)安全性提高：鋼化玻璃受強(qiáng)力破損后，迅速呈現(xiàn)微小鈍角顆粒，從而最大限度地保證人身安全。

缺點(diǎn)：(1)鋼化后的玻璃不能再進(jìn)行切割和加工，只能在鋼化前就對(duì)玻璃進(jìn)行加工至需要的形狀，再進(jìn)行鋼化處理。

(2)鋼化玻璃強(qiáng)度雖然比普通玻璃強(qiáng)，但是鋼化玻璃不存在自爆的可能性。

(3)鋼化玻璃的表面會(huì)存在凹凸不平現(xiàn)象，有輕微的厚度變薄。

鋼化玻璃用于燈具

1、鋼化玻璃能耐200 °c以上急冷急熱的溫度變化（即熱劇變），正因?yàn)檫@一點(diǎn)，它廣泛用于大功率照明燈具的透明件；

2、不是所有的玻璃都能作鋼化處理，鋼化玻璃目前只有平板鋼化玻璃，彎鋼化玻璃（有一定弧彎）異形玻璃在淬冷時(shí)各部分溫度很難做到一致，因此只能作強(qiáng)化處理，即半鋼化；

3、燈具用的鋼化玻璃厚度一般在4-6mm，透光率在88-90%，如果厚度增加，透光率會(huì)略有下降，如10mm的鋼化玻璃透光率就在86%左右

高硼硅玻璃用于燈具

1、高硼硅玻璃耐熱性好，又稱耐熱玻璃；高硼硅玻璃機(jī)械強(qiáng)度要比鋼化玻璃差一些，為了提高強(qiáng)度，通常會(huì)作一定的強(qiáng)化處理，同時(shí)會(huì)加厚一些，一般厚度在6-10mm。

2、高硼硅玻璃不屬于安全玻璃，因?yàn)槠扑橹髸?huì)形成尖銳棱角；

3、高硼硅玻璃熱膨脹系數(shù)小，因此能耐150-200°c以上熱劇變，廣泛用于大功率照明燈具的透明件；

4、高硼硅玻璃一般用來(lái)制作異形玻璃，因此只能作強(qiáng)化處理，即半鋼化；

5、高硼硅玻璃用于燈具，厚度一般在8-10mm，透光率在85%以上。

電光源用玻璃的性質(zhì)需求

(1)好的透輻射性；

(2)良好的熱穩(wěn)定性，能耐受燈開(kāi)啟和關(guān)閉所引起的熱沖擊；

(3)良好的氣密性；

(4)一定的機(jī)械強(qiáng)度，能耐受在制燈和燈燃點(diǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的氣壓；

(5)良好的電氣絕緣性能；

(6)好的除氣特性，工作時(shí)不釋放出不希望出現(xiàn)的氣體；

(7)能與金屬（電流引線）形成氣密封接；

(8)良好的化學(xué)穩(wěn)定性，工作時(shí)不和周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不被燈內(nèi)填充氣體腐蝕，不和熒光粉發(fā)生作用，對(duì)熒光粉的發(fā)光無(wú)有害影響；

(9)熔制、成形方便，原料來(lái)源廣泛、價(jià)格低、加工性能良好。

玻管和玻殼的制備

電光源玻璃制品的成形是熔融的玻璃液轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂泄潭◣缀涡螒B(tài)制品的過(guò)程，它是利用玻璃的粘度和表面張力隨溫度降低而連續(xù)增加的特性來(lái)完成的。這里起主要作用的是熔融玻璃夜的粘度。因此，不論是吹制、拉制或壓制等成形，應(yīng)該將熔融玻璃液的溫度控制在一定的范圍之內(nèi)。

電光源玻璃制品的成形方法基本上是拉制法、吹制法和壓制法。

玻管一般采用拉制法，玻殼基本采用吹制法和壓制法。

拉制法制備玻管

人工拉制：人工拉制生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、操作技術(shù)要求高，故只適用于生產(chǎn)數(shù)量不多，又有特殊要求的玻管。由于玻管直徑不同、壁厚各異的產(chǎn)品對(duì)料形均有嚴(yán)格的要求，挑料人員整理料形的好壞直接關(guān)系到拉制的成敗。因此，人工拉制玻管要求有較好的技術(shù)。除此之外，要求操作人員之間密切配合，尤其是挑料人員和拉制人員之間更要配合默契，否則就很難拉制出規(guī)格符合要求的產(chǎn)品。總的來(lái)說(shuō)，人工拉制玻管是一種集體性生產(chǎn)要求很高的操作形式。

機(jī)械拉制：機(jī)械拉制適合于生產(chǎn)數(shù)量大、規(guī)模較為單一的常規(guī)品種。主要包括丹納法拉制、維羅法拉制和垂直引拉管法拉制。

丹納法，又稱水平法，是我國(guó)目前生產(chǎn)薄壁玻管最為廣泛采用的方法。隨著旋轉(zhuǎn)管的逐漸大型化，由此法可以生產(chǎn)外徑2-100mm、壁厚0.4-3.0mm范圍內(nèi)各種規(guī)格的玻管，并具有較高的精度。

維羅法，又稱垂直水平法，它具有設(shè)備簡(jiǎn)單、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)和成本低的特點(diǎn)，適合于專業(yè)化的大規(guī)模生產(chǎn)，比水平拉管法的技術(shù)指標(biāo)（合格率、外徑、壁厚、橢圓度、壁厚的不均勻度和彎曲率等）要高?？衫聘鞣N成分的玻管，管徑范圍為0.6-63mm，最大出料量比水平法的要高出1倍以上。

垂直引上法有玻管成型尺寸精度高、橢圓度小、壁厚均勻，彎曲率比其他拉制法小的優(yōu)點(diǎn)。由此法可生產(chǎn)直徑4~40mm的薄壁玻管，也可生產(chǎn)大直徑、壁厚的玻管。此法的缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率低，引上速度一般為6~12m/min。

人工吹制：人工吹制常用于大功率燈泡和特種燈泡的玻殼。人工吹制的主要工序：挑料、滾料、吹小泡、吹制和打桿等。人工吹制的工藝過(guò)程為：將吹管的挑料端先在坩堝口熱，然后從坩堝內(nèi)蘸出所需的玻璃料，再將料滴在滾料鋼板上滾成一定的形狀；之后，舉起吹氣管，用嘴向管內(nèi)吹一口氣，再用手指按住吹氣口，讓氣在吹管內(nèi)自然膨脹，使?jié)L好的料滴臌成料泡；然后，根據(jù)料泡的情況進(jìn)行勻料，以防止玻殼厚薄不勻；勻料后，甩動(dòng)吹管，將料泡甩成長(zhǎng)梨形，再在模具內(nèi)吹成玻殼。人工吹制的工藝要點(diǎn)：1、挑料時(shí)左右手相距約13~16cm。吹管插入玻璃液中旋轉(zhuǎn)挑料時(shí)，應(yīng)原處下去，原處出來(lái)，否則會(huì)把周圍的結(jié)皮臟料挑出來(lái)；2、吹管插入玻璃液中要淺，料硬時(shí)挑成圓頭，料軟時(shí)可挑的尖些，料頭一定要收齊；3、料滴應(yīng)滾得均勻，呈饅頭形。滾料時(shí)不能往后拖或滾出料板外。滾料鋼板要潔凈，無(wú)灰塵和贓物。“打氣”時(shí)要注意料泡均勻；4、按料的軟硬程度掌握甩料的輕重。料軟甩重則使料長(zhǎng)；料硬甩輕則使料短而粗。一般來(lái)說(shuō)，料應(yīng)甩成長(zhǎng)梨形，甩料長(zhǎng)度約為玻殼長(zhǎng)度的80%，直徑約為泡模直徑的一半；5、料放入模具后，吹氣應(yīng)從小到大，開(kāi)關(guān)模具時(shí)，不允許進(jìn)出料與模具相碰。

玻殼的吹制

機(jī)械吹制

機(jī)械吹制適合于生產(chǎn)數(shù)量大、規(guī)格單一的常規(guī)品種。主要有多模圓盤(pán)式吹制法和履帶式吹制法兩種方法。

多模圓盤(pán)式吹制：多模圓盤(pán)式吹制是若干個(gè)玻殼吹制結(jié)構(gòu)按不同運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)作的要求被等分地安裝在一個(gè)圓盤(pán)式機(jī)架上，它們都繞主軸同步公轉(zhuǎn)。外模圓盤(pán)式吹泡機(jī)適合于中型企業(yè)的玻殼生產(chǎn)。多模圓盤(pán)式吹制法又分為滴料式、吸料式和壓餅式三種。

履帶式吹制：履帶式吹制是一種連續(xù)化生產(chǎn)玻殼的高效率成形機(jī)械。這種吹泡機(jī)的吹制管、帶圓孔的承接板和模具分別安置在三條同步連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的履帶上。當(dāng)進(jìn)入吹泡工作位置時(shí)，三個(gè)部件的中心同處在一條軸線上，吹制管履帶上的吹氣頭先將在承接板上形成的雛形料泡吹成梨形雛泡，梨形雛泡再在模具履帶上的模具內(nèi)吹成玻泡。履帶式吹制的工藝流程為：供料-載料-吹氣-進(jìn)模-吹泡-冷卻-落泡-退火-檢驗(yàn)。履帶式吹制的優(yōu)點(diǎn)是效率高，每小時(shí)可達(dá)5萬(wàn)只;缺點(diǎn)是玻璃料的利用率較低，僅為38左右，而且調(diào)換品種不方便。

玻殼的壓制：壓制法一般只用于制備少數(shù)投光要求較高的反射形燈泡殼。

壓制法具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)玻殼的反射面具有很好的一致性，反射面不但可以壓制光面，還可以壓制成由許多棱形面構(gòu)成的多棱面。(2)燈絲能夠準(zhǔn)確地裝在反射面的焦點(diǎn)位置，每只燈泡的透光性能一到致，具備互換性。(3)玻殼厚，機(jī)械強(qiáng)度高。壓制法生產(chǎn)玻殼的工藝流程：供料-壓形-冷卻-出模-退火。

石英電弧管的吹制

主要步驟如下：(1)用激光切割厚壁石英管，激光束與管軸成60°角，這樣在一端形成喇叭形，以便能在吹氣成形時(shí)將這頭塞住。將激光切割時(shí)蒸發(fā)到管子內(nèi)表面的石英等霧狀物清除掉，否則它還會(huì)吸附水、氧等雜質(zhì)。（見(jiàn)圖 a）

(2)裝上微型玻璃車床，并通以高純氬氣流能將石英受熱時(shí)釋放出的揮發(fā)性氣體雜質(zhì)帶走。（見(jiàn)圖 b）

(3)加厚石英管的中間部位，并具按模子吹制成泡形。（見(jiàn)圖 c）

(4)成形后再用火加熱整個(gè)泡殼和邊桿，并用氬氣進(jìn)一步驅(qū)除水汽和其他雜質(zhì)。(見(jiàn)圖 d)

(5)先以藥丸的形式充入金屬鹵化物，并緩慢加熱，使其剛好熔化，等冷卻至室溫，再充入汞。（見(jiàn)圖 e）

(6)將兩電極先后送到準(zhǔn)確的位置上。在上述整個(gè)過(guò)程中一直用高純氬氣沖洗。（見(jiàn)圖 f）

(7)將出氣的一頭先燒死，并開(kāi)始抽氣。（見(jiàn)圖 g）

(8)抽至合適的壓力后，用液氮冷卻電弧管，并將進(jìn)氣端的鉬箔封牢。（見(jiàn)圖 h）

(9)再將另一端的鉬箔封牢。（見(jiàn)圖 i）

(10)最后去除；兩邊多余的石英玻璃，就做成電弧管。（見(jiàn)圖 j)

的制燈過(guò)程中，泡殼的尺寸和電極的位置可用成像法來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。為防止折射的影響，用X射線法測(cè)量更為可靠。