玻璃是非晶無(wú)機(jī)非金屬材料,一般是用多種無(wú)機(jī)礦物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸鋇、石灰石、長(zhǎng)石、純堿等)為主要原料,另外加入少量輔助原料制成的。
它的主要成分為二氧化硅和其他氧化物。普通玻璃的化學(xué)組成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等,主要成分是硅酸鹽復(fù)鹽,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)物理或者化學(xué)的方法制得的鋼化玻璃等。
發(fā)展歷史
世界最早的玻璃制造者為古埃及人。玻璃的出現(xiàn)與使用在人類的生活里已有四千多年的歷史,從4000年前的美索不達(dá)米亞和古埃及的遺跡里,都曾有小玻璃珠的出土。?[3-4]?
公元12世紀(jì),出現(xiàn)了商品玻璃,并開始成為工業(yè)材料。18世紀(jì),為適應(yīng)制望遠(yuǎn)鏡的需要,制出光學(xué)玻璃。1874年,比利時(shí)首先制出平板玻璃。1906年,美國(guó)制出平板玻璃引上機(jī),此后,隨著玻璃生產(chǎn)的工業(yè)化和規(guī)?;鞣N用途和各種性能的玻璃相繼問(wèn)世?,F(xiàn)代,玻璃已成為日常生活、生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的重要材料。
3000多年前,一艘歐洲腓尼基人的商船,滿載著晶體礦物“天然蘇打”,航行在地中海沿岸的貝魯斯河上。由于海水落潮,商船擱淺了,于是船員們紛紛登上沙灘。有的船員還抬來(lái)大鍋,搬來(lái)木柴,并用幾塊“天然蘇打”作為大鍋的支架,在沙灘上做起飯來(lái)。
船員們吃完飯,潮水開始上漲了。他們正準(zhǔn)備收拾一下登船繼續(xù)航行時(shí),突然有人高喊:“大家快來(lái)看啊,鍋下面的沙地上有一些晶瑩明亮、閃閃發(fā)光的東西!”
船員們把這些閃爍光芒的東西,帶到船上仔細(xì)研究起來(lái)。他們發(fā)現(xiàn),這些亮晶晶的東西上粘有一些石英砂和融化的天然蘇打。原來(lái),這些閃光的東西,是他們做飯時(shí)用來(lái)做鍋的支架的天然蘇打,在火焰的作用下,與沙灘上的石英砂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的物質(zhì),這就是最早的玻璃。后來(lái)腓尼基人把石英砂和天然蘇打和在一起,然后用一種特制的爐子熔化,制成玻璃球,使腓尼基人發(fā)了一筆大財(cái)。
大約在4世紀(jì),古羅馬人開始把玻璃應(yīng)用在門窗上,到1291年,意大利的玻璃制造技術(shù)已經(jīng)非常發(fā)達(dá)。
就這樣,意大利的玻璃工匠都被送到一個(gè)與世隔絕的孤島上生產(chǎn)玻璃,他們?cè)谝簧?dāng)中不準(zhǔn)離開這座孤島。
1688年,一名叫納夫的人發(fā)明了制作大塊玻璃的工藝,從此,玻璃成了普通的物品。
玻璃:此為梵語(yǔ)音,非當(dāng)今所謂之玻璃。又作頗黎,新譯作頗置迦、娑頗致迦、塞波致迦等,相當(dāng)于此方之水精(晶)。
漢譯作水晶,有紫、白、紅、碧四色。
《玄應(yīng)音義》曰:“頗黎,西國(guó)寶名也,此云水玉,或云白珠?!?/p>
《大論》云:“此寶出山石窟中,過(guò)千年,冰化為頗黎珠。”
《慧苑音義》云此寶:“形如水精,光瑩精妙于水精,有黃、碧、紫、白四色差別?!?/p>
明代李時(shí)珍《本草綱目》:“玻璃,本作頗黎。頗黎國(guó)名也。其瑩如水,其堅(jiān)如玉,故名水玉。與水精同名?!?/p>
幾百年來(lái),人們一直認(rèn)為玻璃是綠色的,是無(wú)法改變的。后來(lái)發(fā)現(xiàn)綠色來(lái)自原料中少量的鐵,二價(jià)鐵的化合物使得玻璃顯綠色。在加入二氧化錳以后,原來(lái)的二價(jià)鐵變成三價(jià)鐵顯黃色,而四價(jià)錳被還原成三價(jià)錳呈紫色。光學(xué)上,黃色和紫色在一定程度上可以互補(bǔ),混合在一起成為白光,玻璃就不偏色了。不過(guò)若干年后,三價(jià)錳被空氣繼續(xù)氧化,黃色會(huì)逐漸增強(qiáng),所以那些古老房屋的窗玻璃會(huì)略微帶點(diǎn)黃色。
通性玻璃是一種無(wú)規(guī)則結(jié)構(gòu)的非晶態(tài)固體(從微觀上看,玻璃也是一種液體),其分子不像晶體那樣在空間具有長(zhǎng)程有序的排列,而近似于液體那樣具有短程有序。玻璃像固體一樣保持特定的外形,不像液體那樣隨重力作用而流動(dòng)。
應(yīng)用
有石英玻璃、硅酸鹽玻璃、鈉鈣玻璃、氟化物玻璃、高溫玻璃、耐高壓玻璃、防紫外線玻璃、防爆玻璃等。通常指硅酸鹽玻璃,以石英砂、純堿、長(zhǎng)石及石灰石等為原料,經(jīng)混和、高溫熔融、勻化后,加工成形,再經(jīng)退火而得。廣泛用于建筑、日用、藝術(shù)、醫(yī)療、化學(xué)、電子、儀表、核工程等領(lǐng)域。
是非晶無(wú)機(jī)非金屬材料,一般是用多種無(wú)機(jī)礦物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸鋇、石灰石、長(zhǎng)石、純堿等)為主要原料,另外加入少量輔助原料制成的。它的主要成分為二氧化硅和其他氧化物。
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