当前课程知识点:材料学概论 > 第8讲 玻璃材料及玻璃的应用 > 8.1 玻璃的发展简史 > 8.1.2 古代玻璃与现代玻璃的组成惊人地相似
玻璃的成型方法
它是什么成型方法
就是把沙子 把石灰 把苏打
石灰是碳酸钙
苏打是碳酸钠
沙子放在一个炉子里边加热
加热到1400度左右
变成熔融的玻璃
熔融的玻璃
一般要有一个澄清阶段
澄清到多少度
到1600度 最后成型
成型达到具有所需要形状的制品
这就是玻璃的生产
那么古代的玻璃的成型办法
有铸造法 有模型玻璃法
有模型吹制法
有玻璃吹制法
还有染色法等等
情况不太一样
最简单最开始的
像玻璃板 玻璃球
就是用的铸造法
那么模芯玻璃法
后来发展到唐那法
我们再说
模型垂直 中间加个芯
或者是有阴模的 有阳模的
进行吹制法
这是古代玻璃的制造方法
这典型的唐那法
唐那法在中间有个芯
中间有个芯
芯里边冲进空气去
冲进空气去
冲进空气做玻璃管用
做玻璃管用
就是将熔融玻璃
由沟槽注射流向旋转的
空芯芯棒上
打砣的同时要吹孔
由此形成外径较粗的管坯
再经拉伸形成
所需要直径的玻璃管
这是唐那法
注意 我刚才讲了
现在的玻璃跟古代的玻璃
成分没有太大的差别
没有太大的差别
你们看
那么从古代的玻璃的成分
中东 地中海 西洋
美索不达米亚
埃及 罗马 波兰
整个的西方的玻璃
都是石灰苏打玻璃
当然有一些个铅玻璃
这是后来发展的结果
中国的玻璃 古代的玻璃
就是铅玻璃
中国的铅玻璃
它主要是源于中国的炼丹术
因为过去有权有势的人
他想长寿
结果他就炼丹
那么当时炼丹是什么
要么是含铅的
要么是含砒霜的
这些东西吃了以后肯定是短命的
所以据推算
在有些国家里边
王公贵族
有些个西方的有些王公贵族
他好多都是断子绝孙的
他为什么说
因为他吃了这些毒药
寿命也短
那么日本玻璃
全部都是从我们东方传
西方传过去的
因此它也有铅玻璃
也有石灰苏打玻璃
我刚才讲了古代玻璃
我们就是说现在
今天的玻璃的成分
跟古代玻璃的成分
它没有太大的差别
还是两个系列
还是两个系列
你看古代埃及的石灰苏打玻璃
公元前1400年前
这是无色透明玻璃
它的成分是什么
注意 二氧化硅63%
氧化钠26% 氧化钙9%
也就是说百分之六十几
百分之二十几 百分之十左右
这三种
百分之六十几的二氧化硅
20%的氧化钠 10%的氧化钙
三大主要成分
其它成分有的是添加进去的
有的是自然存在着的
我们再看看中国的铅玻璃
它主要成分是什么
主要成分氧化铅43.2% 氧化铅
氧化钡12.6% 二氧化硅34%
所以它三大主要成分是什么
氧化铅 氧化钡 二氧化硅
因此把它叫做富含钡的铅玻璃
就是这个道理
这是古代两大系列
我们再看看今天的玻璃
今天的玻璃我们说苏打石灰玻璃
大部分窗玻璃都是苏打石灰玻璃
那么苏打石灰玻璃
你们看看现在的成分
二氧化硅70% 氧化钠14%
氧化钙百分之十几
那么还加了一些别的了
当然加了三氧化二铝
氧化钾加了一些
还是这三大主要成分
那么铅玻璃也是
应该说也是三大主要成分
一种是三氧化二铝
一种是什么
氧化铅 氧化钡和二氧化硅
那么为什么现在的成分
跟过去的成分基本上一样
首先说古人发明玻璃
也是经过无数次的
实践过程当中摸到的
另外这个成分
它透明性非常好
溶解温度不是很高
工艺上比较方便
因此就保留到现在
我们知道我们中学里面
都学到水玻璃
水玻璃是什么
就是主要两种成分
一种是二氧化硅
一种是氧化钠
氧化钠30%
其它70%是二氧化硅
这个也是透明的
注意它做玻璃就不行
它为什么不行
如果把水玻璃放在桌子上
三天以后回头看
它变成粉末了
变成粉末了
所以水玻璃
它透明性好 有玻璃的性质
也不行
它遇到空气以后
就发生化学反应
它就发生变化
那么为什么要加10%的氧化钙
窗玻璃
加氧化钙的目的
就是说克服水玻璃
那种容易发生氧化的那种缺点
另外加上氧化钙强度会提高
那么说了
我氧化钙加到20%行不行
不行 为什么说
氧化钙如果加到20%
透明性就差了
所以现在玻璃的成分
就是这几样
我刚才讲了
20%左右的氧化钠
10%左右的氧化钙
70%左右的二氧化硅
把这种叫做石灰苏打玻璃
为什么叫石灰苏打玻璃
那里边没有石灰
那里边没有苏打
我利用的是碳酸钙 这是石灰
利用的是苏打
那么在窑里边一反应
二氧化碳跑了 二氧化碳跑了
最后剩下氧化钙 剩下氧化钠
再加上氧化硅
那么流动性非常好
也非常透明
化学性质也非常稳定
而且这个料随时都可以有
到处都可以有这个料
当然现在加点氧化钾
加点三氧化二铝
等等这些东西
三氧化二铝可以提高强度
加上氧化铁以后它可以
比方说 啤酒瓶
有点颜色
加点东西
那么铅玻璃
铅玻璃 我刚才讲了
它的含铅量是百分之多少
百分之四十几
那么含钡量是12%
为什么要做铅玻璃
铅玻璃它的最大的特点
折射率非常高
它的折射率非常高
因此把铅玻璃叫水晶
一般铅玻璃叫水晶
我们说装饰品有好多水晶
它闪闪发光的
晶莹剔透的
它主要是折射率很高
因此它采取铅玻璃
当然铅玻璃
还有其它的好多用途了
防辐射等等这些东西
所以玻璃的成分
注意 玻璃的成分
它是什么
它是先人通过无数试验摸到的
而且成分本身它又透明
化学性能又稳定
熔点温度又高
又比较便宜
成型又比较方便
这些当然决定成分
就是这么个成分
那么我们知道自然界
天然的会不会有玻璃存在
我们知道有些矿石
有些矿物好多是
我们自然界会不会有玻璃存在
应该讲在自然界
天然存在的玻璃是很少的
道理在什么地方
道理就是说
玻璃本身
它是个非晶态的东西
它本身从相对而言
它比晶体的稳定性要差
即使有 经过时间以后
它可能就变成晶态的东西了
发生晶化
变成晶态的东西了
我们说天然的玻璃
有没有 也有
比方说有黑耀石
有撞击岩 有熔融石
甚至还有月球上的玻璃
那么黑耀石是什么东西
就是火山喷发的过程当中
它温度比较高
地下岩喷射出来以后
经冷却固化
形成的这种玻璃
那么在火山地带
可以出现这种
这种应该说它是岩浆
跟岩浆的成分应该是一样的
岩浆的成分是一样的
那么还有撞击岩
陨石撞下来了形成的
那么在利比亚发现了
利比亚沙漠里边发现一些玻璃
玻璃它有个特点是什么
它的二氧化硅含量非常高
98%以上的都是二氧化硅
二氧化硅
跟利比亚附近沙漠的
二氧化硅的含量是一样的
因此断定它是什么
它是陨石掉在沙漠上
使沙漠融化
变成了无色氧化硅的玻璃
还有宇宙飞来的
从月球上掉下来的
等等这些东西
当然有说
但是这些量都不是很大
好了我们说玻璃刚才讲了
我们玻璃
玻璃用它的最主要的特点
是什么 透光性
最主要的用途是透光性
因为光电子学
光学本身
这一二十年来
包括以后发展的非常快
因此利用玻璃的最大的特点
就是透光性
那么玻璃的主要缺点是什么
它比较脆
玻璃比较脆
我记住玻璃的特点
那么透光性
既然它是透光的
我们就得来研究玻璃以前
对光有所了解
那么这张表当中
就列出来了
光从短波长到长波长列出来了
它的波长是多少
它叫什么名字
它有什么特点
它会产生什么作用
产生什么效应
希望对这个 比较明确一下
发光过程要注意
光是怎么发生的
怎么发生
光的产生根源需要激发
激发本身不发光
它从较低的能级
升到较高的能级
它本身叫做激发不发光
只有从较高的能级
返回到较低的能级
才发出光来
光线一定等于什么
这两个能级的差
都是常识
大家伙都知道
那么激发过程
应该说主要有三种
一个是热激发
一个是什么 光激发
再一个是电子激发
热激发 光激发 电子激发
那么热激发一般来讲
是产生的可见光
和红外 远红外 光激发
你要想使光激发发光
激发光的波长
必须比被激发的什么
要短 能量要高
那么电子激发
当然可以激发出深能级的来
比方说因为这里边讲
γ射线 X射线
极远 远 中 近 紫外线
然后可见光红外线
注意在这整个的光学当中
我们大家伙都知道
可见光占的范围是很小的
作为常识 γ射线怎么出来的
γ射线
γ射线肯定是核反应出来的
核反应才产生γ射线
不是核反应出不来γ射线
X射线必须拿电子激发
远紫外 近紫外 中紫外
这大部分都得用电子激发
是不是
就是说短波长的激发
产生的光线的波长
一定把激发的更长一些
-1.1 材料的定义和分类,选择材料的标准
-1.1 材料的定义和分类,选择材料的标准--作业
-1.2 材料的作用
--1.2.7 “制造材料者制造技术”,材料可以“以不变应万变”
-1.2 材料的作用--作业
-1.3 材料科学与工程四面体
-1.3 材料科学与工程四面体--作业
-1.4 材料与创新
--1.4.2 “9.11事件”世贸大厦垮塌和“3.11大地震”福岛核事故都涉 及材料
-1.4 材料与创新--作业
-本讲作业--作业
-2.1 元素在周期表中的位置决定于其核外电子排布
--2.1.3 原子的核外电子排布(1)——量子数和电子轨道
--2.1.4 原子的核外电子排布(2)——电子排布的三个准则
-2.1 元素在周期表中的位置决定于其核外电子排布--作业
-2.2 元素周期表反映元素的规律性
--2.2.1 核外电子排布的应用(1)——碳的sp3、sp2、sp杂化
--2.2.2 核外电子排布的应用(2)——四面体键的奇妙之处
--2.2.3 核外电子排布的应用(3)——电子授受及元素氧化数变化
--2.2.4 核外电子排布的应用(4)——过渡族元素和难熔金属
-2.2 元素周期表反映元素的规律性--作业
-2.3 过渡族元素、稀土元素和镧系元素
-2.3 过渡族元素、稀土元素和镧系元素--作业
-本讲作业--作业
-3.1 材料性能与组织结构的关系
-3.1 材料性能与组织结构的关系--作业
-3.2 从轨道能级到能带——绝缘体、导体和半导体
-3.2 从轨道能级到能带——绝缘体、导体和半导体--作业
-本讲作业--作业
-4.1 高炉炼铁和转炉炼钢
-4.1 高炉炼铁和转炉炼钢--作业
-4.2 金属材料的组织结构
-4.2 金属材料的组织结构--作业
-4.3 铸锭及其组织
-4.3 铸锭及其组织--作业
-本讲作业--作业
-5.1 金属材料的加工
-5.1 金属材料的加工--作业
-5.2 钢材的热处理
--5.2.4 钢的淬火(quenching)(1)——加热和急冷的选择
--5.2.5 钢的淬火(quenching)(2)——增加淬透性和防止淬火开裂
-5.2 钢材的热处理--作业
-5.3 钢的强化机制
--5.3.6 合金钢(2)——高速钢、不锈钢、弹簧钢和轴承钢
-5.3 钢的强化机制--作业
-本讲作业--作业
-6.1 粉体材料的性能
--6.1.1 粉体及其特殊性能(1)——小粒径和高比表面积
--6.1.2 粉体及其特殊性能(2)——易流动性和高分散性
--6.1.3 粉体及其特殊性能(3)——低熔点和高化学活性
--6.1.4 粉体的特性及测定(1)——粒径和粒径分布的测定
--6.1.5 粉体的特性及测定(2)——密度及比表面积的测定
--6.1.6 粉体的特性及测定(3)——折射率和附着力的测定
-6.1 粉体材料的性能--作业
-6.2 粉体的加工与处理
-6.2 粉体的加工与处理--作业
-6.3 粉体的应用
--6.3.3 粉体精细化技术——粒度精细化及粒子形状的改善
-6.3 粉体的应用--作业
-6.4 纳米材料
-6.4 纳米材料--作业
-本讲作业--作业
-7.1 陶瓷材料的定义和分类
-7.1 陶瓷材料的定义和分类--作业
-7.2 坯体成型
--7.2.2 陶瓷成型工艺(1)——旋转制坯成型和注浆成型
--7.2.3 陶瓷成型工艺(2)——干压成型、热压注成型和等静压成型
--7.2.4 陶瓷成型工艺(3)——挤压成型、注射成型和流延成型
-7.2 坯体成型--作业
-7.3 陶瓷烧结
-7.3 陶瓷烧结--作业
-7.4 陶瓷材料的结构
-7.4 陶瓷材料的结构--作业
-7.5 结构陶瓷
--7.5.1 结构陶瓷及应用(1)——Al2O3和Zr02
--7.5.2 结构陶瓷及应用(2)——TiO2、BeO和AlN
-7.5 结构陶瓷--作业
-7.6 功能陶瓷
--7.6.4 功能陶瓷及应用(3)——微波器件、传感器和超声波马达
-7.6 功能陶瓷--作业
-本讲练习--作业
-8.1 玻璃的发展简史
-8.2 玻璃的定义和特征
-8.3 玻璃的加工
-8.1-8.3 小节练习--作业
-8.4 建筑及高铁用玻璃
--8.4 建筑及高铁用玻璃--作业
-8.5 高技术玻璃
-8.5 高技术玻璃--作业
-本讲练习--作业
-9.1 何谓高分子和聚合物
-9.1 何谓高分子和聚合物--作业
-9.2 聚合物的合成
-9.2 聚合物的合成--作业
-9.3 从结构层次看聚合物
-9.3 从结构层次看聚合物--作业
-本讲练习--作业
-10.1 高分子材料性能与加工
--10.1.8 聚合物的成形加工及设备(1)——压缩模塑和传递模塑
--10.1.9 聚合物的成形加工及设备(2)——挤出成型和射出成型
--10.1.10 聚合物的成形加工及设备(3)——塑料薄膜和纤维丝制造
-10.1 高分子材料性能与加工--作业
-10.2 胶粘剂和涂料
-10.2 胶粘剂和涂料--作业
-本讲练习--作业
-11.1 复合材料的定义和分类
-11.1 复合材料的定义和分类--作业
-11.2 增强材料和基体材料
-11.2 增强材料和基体材料--作业
-11.3 复合材料的应用
-11.4 天然复合材料
-11.5 生物材料
-11.3-11.5 节练习--作业
-本讲练习--作业
-12.1 磁性的来源
--12.1.2 过渡金属元素3d壳层的电子结构与其磁性的关系
-12.1 磁性的来源--作业
-12.2 磁性材料的分类
-12.2 磁性材料的分类--作业
-12.3 磁畴和磁滞回线
-12.3 磁畴和磁滞回线--作业
-12.4 软磁材料与硬磁材料
-12.4 软磁材料与硬磁材料--作业
-本讲练习--作业
-13.1 薄膜的定义和薄膜形成的必要条件
-13.1 薄膜的定义和薄膜形成的必要条件--作业
-13.2 薄膜制备——PVD法
-13.2 薄膜制备——PVD法--作业
-13.3 薄膜制备——CVD法
-13.3 薄膜制备——CVD法--作业
-13.4 薄膜的加工
--13.4.2 反应离子刻蚀(RIE)和反应离子束刻蚀(RIBE)
-13.4 薄膜的加工--作业
-13.5 薄膜材料的应用
-13.5 薄膜材料的应用--作业
-本讲作业--作业







