建筑玻璃及其深加工.ppt

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1、第六章 建筑玻璃及其深加工,6.1 玻璃马赛克 6.2 建筑用微晶玻璃 6.3 钢化玻璃 6.4 夹层玻璃 6.5 其他品种玻璃 6.6 几种特种玻璃简介,6.1 玻璃马赛克,玻璃马赛克是建筑材料中用料较大的内外墙市面材料。他是继陶瓷马赛克之后发展起来的一种玻璃墙体装饰材料，它色彩鲜艳、化学稳定性好、力学强度高、价格便宜且施工方面，而且对阳光的漫反射使色泽更加优雅，因而获得了广泛的应用。,玻璃马赛克是最适合现代家居风格的马赛克种类。它是马赛克家族中最具现代感的一种，时尚感很强，质感亮丽精细，纯度高，给人以轻松愉悦之感，色彩表现很有冲击力。玻璃马赛克比较适合用在浴室的墙身和地面，也可以当做装饰画

2、挂在墙上的玻璃马赛克。,6.1.1 熔 融 法 最常用的生产玻璃马赛克的方法是池窑熔融连续压延法，其特点是产量高、质量好、成本低，尤其是色泽稳定、色差小。,1.工艺流程,原 料,配 料,池窑融化,连续压延,退 火,折 断,挑 选,拼 装,粘贴纸皮,成 品,入 库,生产方法,2.原料及配方 玻璃马赛克所用原料可分为以下四类。主要原料 包括硅砂、石灰石、白云石、纯碱、硝酸钠、长石、三氧化砷等。着色原料 主要有重铬酸钾（黄绿色）、氧化钴（兰色）、氧化铜（湖兰色）、氧化锰（紫色）、硫化镉和淀粉（红色、橙色、黄色）、氧化镍（灰色）等，有时为了得到系列色彩，常采用组合着色剂。乳浊原料 主要有石英砂、氟化物

3、、氧化物、磷化物、骨灰、天然磷灰石等。,在玻璃配合料中加入一定量的着色剂就可熔制出是用于生产彩色玻璃马赛克的玻璃液，表6-1给出了玻璃马赛克的参考组成。,3.压延系统,压延机是生产玻璃马赛克的成型设备。当前采用的压延机主要是对辊式，如图6-1所示。熔制好的玻璃液经出料孔流入压机的第一对辊，把玻璃液压成规定厚度与宽度的玻璃带，进入第二对辊时，由辊上的辊切刀切成20mmm20mm或25mm25mm的正方形玻璃马赛克片，然后经过渡板进入网带传送机送入空间密闭的隧道式退火窑。最后经过折断、拼接、粘贴即成为成品玻璃马赛克。,6.1.2 烧 结 法 烧结法玻璃马赛克生产工艺流程如下：,1.玻璃粉制备 把碎

4、玻璃按颜色分类，用水进行冲洗后，送入球磨机粉碎，为提高粉碎效率与防尘，应往球磨机内加入30%-50%的水，球磨中球与玻璃的质量比为1时，研磨12小时出料，其细度为60目以下，经沉淀、干燥即成玻璃粉。2.配料与成型 所用粘合剂硅酸钠的水溶液，防泡剂是氧化锌和缩合剂是磷酸盐，填充剂主要是高岭土，其配方如下,3.着色剂的添加量,玻璃马赛克颜色白 色浅绿色粉红色黄 色黑 色绿 色,无机颜料添加剂 氧化钛兰色料0.5+黄色料0.1粉红色料0.2+氧化钛0.1黄色料0.5+氧化钛0.1 氧化钛0.2兰色料0.5+黄色料0.3,4.制品的烧成 制品的烧成温度为700-800，烧成时间为0.5h-4h.,补充

5、：,半煤气窑炉生产玻璃马赛克新工艺的探索 目前,国内外彩色玻璃马赛克(纸皮石)在建筑墙体装饰方面的应用越来越广。国内外生产玻璃马赛克的工艺绝大多数都是采用重油窑炉熔融延压法和电增锅熔融延压法,少数采用烧结法。为解决能源供应,确保正常生产,做到节能降耗和降低产品成本,198启年,我们自行设计了“半煤气窑炉生产玻璃马赛克”的新工艺。两年多来,我们成功地进行了“半煤气窑炉生产玻璃马赛克”新工艺的探索。该新工艺已于 1988年通过了省科委组织的鉴定。,“半煤气窑炉生产玻璃马赛克”新工艺的基木原理是以烟煤为燃料,在煤炉中产生煤气,然后与空气混合引入玻璃池窑燃烧,放出热量。其主要化学反应为:C+含0:=C

6、O+56.4千卡 2C0+o:=CO:+235.4千卡 玻璃马赛克配合料各组份在热的作用下,进行物理变化和化学变化后,由固相变成半固相的熔融液流出,经延压成型和退温后即为玻璃马赛克产品。,6.2 建筑用微晶玻璃,把加有晶核剂（或不加晶核剂）的特定组成的玻璃在有控条件下进行晶化热处理，使原单一的玻璃相形成了有微晶和玻璃相均匀分布的复合材料，称之为微晶玻璃。,6.2.1组成的选择 作为建筑用微晶玻璃装饰要求具有强度大、硬度 高、耐酸碱侵蚀、吸水率低及热膨胀系数小等性能。微晶玻璃的综合性能主动决定于析出晶相和种类、微晶体的尺寸与数量、残余玻璃相的性质与数量。第一项由所选组成决定，后四项主要由热处理制

7、度所决定。微晶玻璃的原始组成不同，其晶相的种类也不同。常见的晶相有-硅灰石、-石英、氟金云母、霞石、二硅酸里、铁酸钡、钙黄长石、青石等。各种晶相赋予微晶玻璃不同的性能。,符合建筑微晶玻璃性能要求的是-硅灰石晶相。为此常选用CaO-Al2O3-SiO2系统为该类微晶玻璃的玻璃系统，常见成分见表6-2。,6.2.2 建筑微晶玻璃的性能,由表6-3可以看出，含-硅灰石晶相的微晶玻璃 在材料尺寸稳定性、耐磨性、抗冻性、光泽度的持久性、强度等均优于天然石材的大理石及花岗岩。,6.2.3 微晶玻璃的生产工艺,建筑微晶玻璃的生产方法有两种，即压延法和烧结法，其工艺流程为,生产微晶玻璃时，一般都使用矿物原料和

8、化工原料。矿物原料主要有硅砂、石灰石、白云石、长石、重晶石等；化工原料主要有锌白、纯碱、钾碱、锑粉、硼酸以及各种着色剂。矿渣微晶玻璃原料以矿渣为主，如铁渣、矾矿渣等，它们的用量可达40%50%，另加硅砂、粘土、化工原料。所得颜色以黑色为主，若加锌可得灰白色微晶玻璃。为加速晶核形成，一般都加入晶核剂，当氧化钙含量较高时也可不加晶核剂。常用的晶核剂有硅氟酸钠、氟化钙、硫化锌、硫化镁、铁矿石等。所用着色剂与制造一般颜色玻璃相同。,原 料,玻璃熔制,工 艺 流 程,微晶玻璃成型课采用吹制、压制、拉制、压延、离心浇注、烧结、浮法等各种成型方法，但生产板状微晶玻璃目前以压延法和烧结法为主。采用压延法时，其

9、生产工艺与压延玻璃相同。玻璃经流槽直接进入两对压延辊压延成光面玻璃板。烧结法是是玻璃液以细流状进入水槽中淬冷而成颗粒玻璃。颗粒玻璃经干燥、分级，以一定级配装模，进热处理烧结与核化晶化而成板状微晶玻璃。,成 型,压延法的主要优点是玻璃板的表面与内部均无气泡，但 成品率低。烧结法的主要优点是成品率高，但玻璃板表面与内部气泡较多，尤其是表面气孔严重影响产品质量。,对比,玻璃经晶化热处理后，才能形成微晶玻璃。热处理制度对主晶相种类、大小、数量、制品的炸裂、弯板、气泡的量与大小、产量、燃料耗量、成本等均有重要的影响。,晶化热处理,在生产上热处理有两种制度，急阶梯式和等温式制度，如图6-2所示。,若采用烧

10、结法制造微晶玻璃，可以不加入晶核剂，而是利用颗粒表面德尔界面能的特点，咋子其界面诱发-硅灰石晶体，并由表及里地形成针状晶体，如图6-3所示。,采用压延法制造微晶玻璃通常都加入晶核剂。,6.3 钢化玻璃,玻璃是一种脆性材料，由于其抗张强度低，而是其应用受到一定的制约。为了提高玻璃的强度，最有效的办法是将玻璃钢化。,玻璃的钢化方法通常有热钢化与化学钢化两种。,6.3.1玻璃的热钢化1.钢化玻璃生产工艺流程 以下流程是生产平面钢化和曲面钢化玻璃的典型流程。,原板切裁,磨 边,洗 涤,干 燥,检 验,钢 化,热弯成型,风 冷,弯钢化,平 板,风 冷,平钢化,检 验,入 库,2.玻璃钢化设备,（1）钢化

11、加热炉 钢化加热炉暗器单项功能有电加热和燃气加热、吊挂式与卧式、间歇式与连续式、接触式与气垫式等。图6-4为挂式间歇电加热炉，她是目前生产一般平钢化玻璃的最常用设备。根据制品的的大小，其加热段分为一段、二段、三段或四段。,（2）玻璃的热弯,（3）风 栅,风栅是热钢化法的急冷设备，它可以分为箱式风栅和气垫式风栅两类。箱式风栅又分为手风琴式风栅、固定式风栅和旋转式风栅。,3.热钢化工艺制度的确定（1）炉壁温度的确定 玻璃对不同波长的射线具有不同的吸收能力，为此选择适宜的热源温度是必要的。,（2）钢化温度的确定,应用经验公式确定,Tc=Tg+80,（3）炉子温度的确定 常用下式确定,log(Tv-T

12、c)=ct+log(Tv-Tr),（4）电炉的宽度 选择炉膛宽度应考虑玻璃能否均匀加热。其与玻璃和辐射原件间的距离，玻璃和炉膛砖之间的距离密切相关。,（5）风冷时间,玻璃过度冷却是使玻璃产生翘曲的愿意之一。一般采用先急冷、后缓冷的两段冷却法。6.3.2 玻璃的化学钢化 按压应力产生的原理可以分为以下几种类型。1.低温型处理工艺 2.高温型处理工艺 3.电辅助处理 使用电流以增大玻璃中离子迁移率。,机 理,玻璃表面离子的迁移,6.4 夹层玻璃,定义：夹层玻璃是由两片或两片以上的玻璃用合成树脂胶片（主要是聚乙烯醇缩丁醛薄膜）粘结在一起而制成的一种安全玻璃。,6.4.1 一般夹层玻璃的生产工艺流程,

13、6.4.2 抗贯穿性夹层玻璃（HPR）,该玻璃主要用于汽车风挡，它是采用两片3mm玻璃和一片0.76mm的高抗贯穿能力的胶片胶粘而成。6.4.3加天线的弯夹层玻璃 此种玻璃用于汽车前风挡玻璃。它是在中间膜中焊入0.10-1.10mm的铜线，再把此中间膜夹在玻璃板中间经热压而成。6.4.4电热线夹层玻璃 把夹层玻璃中的电热线通电加热后，使玻璃保持保持一定温度，从而防止玻璃表面在冬季结露、结雾等，多用于车船前风挡玻璃。6.4.5导电膜夹层玻璃 这种玻璃是在表面上喷涂四氯化锡溶液形成氯化锡导电膜而成为导电玻璃，而后按夹层玻璃生产方法制得导电膜夹层玻璃。,6.5 其他品种玻璃,6.5.1 中空玻璃 中

14、空玻璃是一种节约能源的玻璃制品，它主要用于采暖和空调的建筑中，特别适用于寒冷地区的建筑物使用，也可用于建筑物内部湿度很高而又必须防止凝结水的建筑物中。中空玻璃就是在两片玻璃之间周边镶有垫条，从而构成了一个充满干燥空气的整体。目前制造方法有三种：胶接法、焊接法、熔接法。,6.5.2 镀膜玻璃 采用镀膜法对窗用平板玻璃进行深加工是玻璃增添新的性质，拓宽新的用途的重要用途之一。玻璃镀膜可分为四种类型：从溶液中沉积薄膜、从化学蒸汽中沉积薄膜、从物理蒸汽中沉积薄膜、电化学沉积薄膜。,生产镀膜玻璃的方法,1.气溶胶法 2.溶胶凝胶法 3.蒸发镀膜 4.阴极溅射法镀膜 5.离子镀法镀膜 6.电浮法镀膜,6.

15、6 几种特种玻璃简介,在特种玻璃领域中，目前比较典型的，发展比较迅速的主要有光电子功能玻璃、微晶玻璃、溶胶-凝胶玻璃、有机-无机玻璃、生物玻璃。6.6.1 光电子功能玻璃 光电子学是一门新兴科学，包括通信、存储、光计算机、激光等高科技。所使用的玻璃有通信光纤、传感光纤、电光、磁光、声光、激光玻璃、光盘及液晶显示，大规模集成电路板以及非线性光学玻璃、光导线路，二维矩阵透镜发展出来的灵巧玻璃。,氟化物光纤-二代光纤,1.通信光纤 光学纤维是利用光学波导原理，用低折射率玻璃做芯，外面为高折射率所包围，使光在纤维界面上全发射，达到远距离传输的目的。,2.基板玻璃,1张第10代玻璃基板经加工后可切割8块

16、57英寸液晶电视显示屏,3.激光及微光电子学玻璃 微光电子学玻璃是一种新发展起来的玻璃材料，它是近代光学利用微型透镜，列阵透镜和具有梯度折射率结合成的灵巧玻璃制品。通过玻璃基板表面镀膜及交换制成所需的光学元件，可用于液晶显示、光缆、光纤等高技术。6.2.2 微晶玻璃 微晶玻璃利用加入晶核剂或紫外辐照等方法使玻璃内形成晶核，再经热处理使晶核长大，成为一种受控结晶过程，形成玻璃与某些晶体共存的材料，能制成零膨胀，高强度及特定的电性质和机械性质的微晶玻璃，在航天、导弹、光学、电子学、热学等方面有着广泛的用途。,微晶玻璃板,微晶玻璃凹锅,6.6.3 Sol-gel 及ORMOSIL（溶胶-凝胶及有机-无机材料）与传统玻璃制备方法不同，这两类玻璃都利用硅、钛、锆及其它金属醇盐通过水解形成凝胶，加热除去OH根和有机溶液，使凝胶在较低温度下烧结成透明玻璃体。6.6.4 生物玻璃 生物玻璃是利用玻璃或玻璃陶瓷制成的人工骨、人工牙齿等，利用这类含磷酸钙羟基磷灰石的材料，也可以生物胶凝材料及涂层，使植入物与生物体牢固结合。,The End,