玻璃是用什么做的？

玻璃是什么呢？我們知道固體材料可以分為有機材料和無機材料兩大類。有機材料有木材、塑料、有機玻璃、棉布、羊毛、尼龍等等。無機材料按照結構可以分成單晶體、多晶體和玻璃三大類。單晶體有規則的外形和嚴格規則的結構，例如紅寶石是氧化鋁單晶，水晶是二氧化硅單晶，金剛鉆則是碳的單晶。多晶體是大量小單晶的集合體，各種陶瓷、金屬都是多晶材料。玻璃是經熔融、冷卻、固化而得到的非結晶固體。它的結構在原子、分子范圍內有一定規則（近程有序），但在宏觀范圍卻又沒有規則（遠程無序）。它可以依靠模具做成各種形狀。玻璃的這種無規則結構，決定了玻璃的下列特性：

1．各向同性，玻璃的質點排列總的說來是無規則的，但又是統計均勻的，因此，它的物理、化學性質在任何方向都是相同的。而晶體則是各向異性的。例：電阻率、導熱系數、透過率、折射率等。

2．無固定熔點，玻璃由固體轉變為液體是在一定溫度范圍內逐漸變化的。而晶體是有確定的熔點的，例如，冰（水的晶體）在0゜C融化。玻璃的這一特性使它可用吹、拉、壓等多種方法成形。

3．組成和性能的可調性，玻璃的性能可隨其成分在一定范圍內發生連續和逐漸的變化。而晶體則具有固定的成分和確定的性能。這樣，我們就可以調節玻璃的成分，使它的性能滿足使用的要求。

玻璃是如何生產出來的呢？玻璃的生產工藝包括：配料、熔制、成形、退火等工序。分別介紹如下：

1． 配料，按照設計好的料方單，將各種原料稱量后在一混料機內混合均勻。玻璃的主要原料有：石英砂、石灰石、長石、純堿、硼酸等。

2．熔制，將配好的原料經過高溫加熱，形成均勻的無氣泡的玻璃液。這是一個很復雜的物理、化學反應過程。玻璃的熔制在熔窯內進行。熔窯主要有兩種類型：一種是坩堝窯，玻璃料盛在坩堝內，在坩堝外面加熱。小的坩堝窯只放一個坩堝，大的可多到20個坩堝。坩堝窯是間隙式生產的，現在僅有光學玻璃和顏色玻璃采用坩堝窯生產。另一種是池窯，玻璃料在窯池內熔制，明火在玻璃液面上部加熱。玻璃的熔制溫度大多在1300~1600゜C。大多數用火焰加熱，也有少量用電流加熱的，稱為電熔窯。現在，池窯都是連續生產的，小的池窯可以是幾個米，大的可以大到400多米2。

3． 成形，是將熔制好的玻璃液轉變成具有固定形狀的固體制品。成形必須在一定溫度范圍內才能進行，這是一個冷卻過程，玻璃首先由粘性液態轉變為可塑態，再轉變成脆性固態。成形方法可分為人工成形和機械成形兩大類。

A．人工成形。又有（1）吹制，用一根鎳鉻合金吹管，挑一團玻璃在模具中邊轉邊吹。主要用來成形玻璃泡、瓶、球（劃眼鏡片用）等。（2）拉制，在吹成小泡后，另一工人用頂盤粘住，二人邊吹邊拉主要用來制造玻璃管或棒。（3）壓制，挑一團玻璃，用剪刀剪下使它掉入凹模中，再用凸模一壓。主要用來成形杯、盤等。（4）自由成形，挑料后用鉗子、剪刀、鑷子等工具直接制成工藝品。

B．機械成形。因為人工成形勞動強度大，溫度高，條件差，所以，除自由成形外，大部分已被機械成形所取代。機械成形除了壓制、吹制、拉制外，還有（1）壓延法，用來生產厚的平板玻璃、刻花玻璃、夾金屬絲玻璃等。（2）澆鑄法，生產光學玻璃。（3）離心澆鑄法，用于制造大直徑的玻璃管、器皿和大容量的反應鍋。這是將玻璃熔體注入高速旋轉的模子中，由于離心力使玻璃緊貼到模子壁上，旋轉繼續進行直到玻璃硬化為止。（4）燒結法，用于生產泡沫玻璃。它是在玻璃粉末中加入發泡劑，在有蓋的金屬模具中加熱，玻璃在加熱過程中形成很多閉口氣泡這是一種很好的絕熱、隔音材料。此外，平板玻璃的成形有垂直引上法、平拉法和浮法。浮法是讓玻璃液流漂浮在熔融金屬（錫）表面上形成平板玻璃的方法，其主要優點是玻璃質量高（平整、光潔），拉引速度快，產量大 。

4．退火，玻璃在成形過成中經受了激烈的溫度變化和形狀變化，這種變化在玻璃中留下了熱應力。這種熱應力會降低玻璃制品的強度和熱穩定性。如果直接冷卻，很可能在冷卻過程中或以后的存放、運輸和使用過程中自行破裂（俗稱玻璃的冷爆）。為了消除冷爆現象，玻璃制品在成形后必須進行退火。退火就是在某一溫度范圍內保溫或緩慢降溫一段時間以消除或減少玻璃中熱應力到允許值。

此外，某些玻璃制品為了增加其強度，可進行剛化處理。包括：物理剛化（淬火），用于較厚的玻璃杯、桌面玻璃、汽車擋風玻璃等；和化學剛化（離子交換），用于手表表蒙玻璃、航空玻璃等。剛化的原理是在玻璃表面層產生壓應力，以增加其強度。