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玻璃的成份与历史
发布于:2016-05-10转载自互联网
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成份普通玻璃的成分主要是二氧化矽SiO2,即石英,砂的主要成分。而纯矽土熔点为摄氏2000度,因此制造玻璃时一般会加入碳酸钠Sodium Carbonate,Na2CO3 ,即苏打粉与碳酸钾Potash,钾碱,这样矽土溶点将降至摄氏1000度左右。但是碳酸钠会使玻璃溶於水中,因此通常还要加入适量的氧化钙CaO使玻璃不溶於水。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,所以对波长短於400奈米|nm的紫外线并不透明。如果要让紫外线穿透,玻璃必须以纯正的二氧化矽制造,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,又称铅玻璃是在玻璃内加入铅,令玻璃的折射系数增加,产生更为眩目的折射。 至於派热克斯玻璃Pyrex,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则可以加入铁,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,接著这个方法传入罗马,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。1827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,於是在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。宋朝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,并不属於现代所说的「玻璃」。在中国古书文献有用到「玻璃」一词的例子有: 元朝的全真教道人丘处机一说是明朝的吴承恩所著作的《西游记》中的第一百回径回东土 五圣成真有写到:「沙悟净,汝本是卷帘大将。先因蟠桃会上打碎玻璃盏,贬汝下界,汝落於流沙河,伤生吃人造孽。」
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