無機非金屬工藝學(xué)8-玻璃制品加工

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1、 成 形 后 的 玻 璃 制 品 ， 除 了 極 少 （ 如 瓶 罐 ） 能 直 接符 合 使 用 要 求 外 ， 大 多 數(shù) 還 需 加 工 ， 以 得 到 符 合 使 用要 求 的 制 品 。 玻 璃 制 品 分 類 ： 冷 加 工 熱 加 工 表 面 處 理 加 工 的 目 的 ： 冷 加 工 ； 熱 加 工 ； 表 面 處 理 冷 加 工 的 定 義 ： 在 常 溫 下 ， 通 過 機 械 的 方 法 ， 來 改 變 玻 璃 制 品 的 外 形 和表 面 狀 態(tài) 過 過 程冷 加 工 的 基 本 方 法 ： 研 磨 拋 光 切 割 噴 砂 、 鉆 孔 和 切 削 研 磨 和 拋 光研

2、磨 、 拋 光 的 目 的研 磨 、 拋 光 的 關(guān) 系一 、 研 磨 拋 光 的 原 理 （ 三 個 假 設(shè) ）磨 削 理 論流 動 層 理 論化 學(xué) 理 論 1、 玻 璃 的 研 磨 機 理 英 國 學(xué) 者 弗 蘭 奇 （ 1917） 英 國 學(xué) 者 普 萊 斯 頓 （ 1929） 前 蘇 聯(lián) 學(xué) 者 格 列 賓 希 科 夫 （ 1937） 特 威 曼 和 德 拉 代 玻 璃 的 研 磨 過 程 ， 首 先 是 磨 盤 與 玻 璃 做 相 對 運 動 ， 自 由磨 料 在 磨 盤 負(fù) 載 下 對 玻 璃 表 面 進(jìn) 行 劃 痕 與 玻 璃 的 機 械 作 用 ，同 時 在 玻 璃 表 面

3、上 產(chǎn) 生 微 裂 紋 ， 磨 料 所 用 的 水 既 起 著 冷 卻 的作 用 也 與 玻 璃 的 新 生 表 面 產(chǎn) 生 水 解 作 用 形 成 硅 膠 ， 有 利 于 剝離 ， 具 有 一 定 的 化 學(xué) 作 用 。 如 此 重 復(fù) 進(jìn) 行 ， 玻 璃 表 面 就 形 成了 一 層 凹 陷 的 毛 面 并 帶 有 一 定 深 度 的 裂 紋 層 。 前 蘇 聯(lián) 學(xué) 者 卡 恰 洛 夫 ： 凹 陷 層 的 平 均 深 度 h h=K1D 裂 紋 層 的 平 均 深 度 f f=2.3h 最 大 裂 紋 深 度 F F=3.7 4.0h 磨 料 種 類 石 英 砂 石 榴 石 剛 玉 碳 化

4、 硅 碳 化 硼K1 0.17 0.22 0.27 0.28 0.33表 16-1 各 種 磨 料 的 研 磨 系 數(shù) 2、 玻 璃 的 拋 光 機 理 英 國 學(xué) 者 雷 萊 、 培 比 英 國 學(xué) 者 包 登 （ 1936 1937） 德 國 學(xué) 者 雷 默 （ 1951） 、 美 國 學(xué) 者 勃 立 奇 （ 1951） 前 蘇 聯(lián) 學(xué) 者 格 列 賓 希 科 夫 （ 1937） 玻 璃 拋 光 機 理 的 認(rèn) 識 ， 存 在 著 不 同 的 見 解 ， 有 些 見 解 還帶 有 假 說 性 質(zhì) ， 有 待 于 進(jìn) 一 步 證 實 。 目 前 用 化 學(xué) 、 物 理 化 學(xué)作 用 的 概

5、念 來 解 釋 對 拋 光 的 生 產(chǎn) 效 率 及 拋 光 表 面 質(zhì) 量 的 影 響還 是 比 較 確 切 的 。 二 、 研 磨 、 拋 光 材 料1、 研 磨 材 料要 求 ： 磨 料 的 硬 度 大 于 玻 璃 的 硬 度 ， 莫 氏 硬 度 6 10分 類 ： 天 然 磨 料 （ 石 英 砂 、 剛 玉 、 金 剛 石 、 石 榴 石 等 ） 人 造 磨 料 （ 電 熔 剛 玉 、 碳 化 硅 、 碳 化 硼 、 金 剛 石 、紅 粉 等 ） 2、 拋 光 材 料要 求 ： 較 高 的 拋 光 能 力 磨 料 的 硬 度 小 于 玻 璃 的 硬 度 ， 莫 氏 硬 度 1 5、 6

6、7分 類 ： 紅 粉 （ Fe2O3） 、 氧 化 鈰 （ CeO2） 、 氧 化 鋯 （ ZrO2） 、氧 化 釷 （ ThO2） 還 有 長 石 粉 三 、 影 響 玻 璃 研 磨 過 程 的 主 要 工 藝 因 素1、 磨 料 的 性 質(zhì) 和 硬 度2、 磨 料 懸 浮 液 的 濃 度 和 給 料 量3、 磨 盤 轉(zhuǎn) 速 和 壓 力4、 磨 盤 的 材 料5、 玻 璃 的 組 成 四 、 影 響 玻 璃 拋 光 過 程 的 主 要 工 藝 因 素1、 拋 光 材 料 的 性 質(zhì) 、 濃 度 和 給 料 量2、 拋 光 盤 轉(zhuǎn) 速 和 壓 力3、 周 圍 空 間 溫 度 和 玻 璃 溫 度

7、4、 拋 光 懸 浮 液 的 性 質(zhì)5、 拋 光 盤 的 材 料 切 割 、 噴 砂 、 鉆 孔 和 切 削 一 、 切 割二 、 噴 砂三 、 鉆 孔 和 切 削 16.1.1 玻 璃 制 品 的 熱 加 工 原 理 玻 璃 制 品 的 熱 加 工 原 理 與 玻 璃 制 品 的 成 形 原 理 相 似 ，主 要 是 利 用 玻 璃 粘 度 隨 溫 度 改 變 的 特 性 以 及 表 面 張 力 、導(dǎo) 熱 系 數(shù) 來 進(jìn) 行 。16.1.2 玻 璃 制 品 熱 加 工 的 主 要 方 法一 、 燒 口二 、 火 拋 光 、 火 切 割 或 鉆 孔三 、 真 空 成 形四 、 其 他 方 法

8、（ 槽 沉 、 塑 形 、 攤 平 、 燈 工 ） 從 清 潔 玻 璃 表 面 起 ， 直 到 制 造 各 種 涂 層 的 玻 璃 ， 表 面 技術(shù) 應(yīng) 用 很 廣 ， 使 用 的 材 料 和 方 法 也 是 多 種 多 樣 的 。 可 以 歸 結(jié)為 三 大 類 ： 1、 玻 璃 的 光 滑 面 和 散 光 面 的 形 成 ， 是 通 過 表 面 處 理 以 控制 玻 璃 表 面 的 凹 凸 2、 改 善 玻 璃 表 面 薄 層 的 組 成 ， 改 善 玻 璃 表 面 的 性 質(zhì) ， 以得 到 新 的 性 能 。 3、 在 玻 璃 表 面 上 用 其 他 的 物 質(zhì) 形 成 薄 層 從 而 得

9、 到 新 的 性質(zhì) 。 玻 璃 的 化 學(xué) 蝕 刻 玻 璃 的 化 學(xué) 蝕 刻 是 用 氫 氟 酸 溶 掉 玻 璃 表 面 層 的 硅 氧 ， 根據(jù) 殘 留 在 表 面 鹽 類 溶 解 度 的 不 同 而 得 到 有 光 澤 的 表 面 或 無 光澤 的 表 面 。 影 響 因 素 ： 1、 玻 璃 的 化 學(xué) 組 成 2、 蝕 刻 液 的 化 學(xué) 組 成16.3.2 玻 璃 的 化 學(xué) 拋 光 玻 璃 的 化 學(xué) 拋 光 的 原 理 與 玻 璃 的 化 學(xué) 蝕 刻 原 理 一 樣 ， 是利 用 氫 氟 酸 破 壞 玻 璃 原 有 的 硅 氧 膜 生 成 一 層 新 的 硅 氧 膜 來 使玻

10、璃 得 到 很 高 的 光 潔 度 與 透 光 度 。 影 響 因 素 ： 1、 玻 璃 的 化 學(xué) 組 成 ； 2、 氫 氟 酸 與 硫 酸 的 比 例 ； 3、 酸 液 的 溫 度 ； 4、 處 理 時 間 玻 璃 的 表 面 涂 層 玻 璃 表 面 上 涂 一 層 新 的 物 質(zhì) ， 稱 為 玻 璃 的 涂 層 。 按 涂 層 的 性 質(zhì) 分 類 ： 有 機 涂 層 無 機 涂 層 （ 金 屬 、 金 屬 氧 化 物 、 陶 瓷 （ 玻 璃 ） 涂 層 ） 按 表 面 涂 層 的 方 法 分 類 ： 物 理 法 （ 真 空 蒸 發(fā) 鍍 膜 、 陽 極 濺 射 法 、 真 空 電 子 槍

11、蒸 鍍 法 ） 化 學(xué) 法 （ 液 相 沉 積 法 、 氣 相 沉 積 法 ） 幾 種 表 面 涂 層 的 制 備 ： 1、 表 面 金 屬 涂 層 ； 2、 表 面 導(dǎo) 電 膜 ； 3、 表 面 憎 水 涂 層 ； 4、 表 面 著 色 涂 層 ； 5、 表 面 光 學(xué) 薄 膜 封 接 件 的 要 求 ： 1、 足 夠 的 機 械 強 度 和 熱 穩(wěn) 定 性 2、 必 須 氣 密 即 不 透 氣 性16.4.1 封 接 原 理一 、 玻 璃 與 金 屬 的 潤 濕 問 題二 、 玻 璃 與 金 屬 的 膨 脹 系 數(shù) 問 題 封 接 形 式1、 匹 配 封 接2、 非 匹 配 封 接3、 金 屬 焊 料 封 接4、 機 械 封 接