玻璃深加工工藝培訓(xùn)講義ppt課件.ppt

1 玻璃深加工工藝培訓(xùn)講義 2 玻璃的定義與通性 玻璃的定義廣義 玻璃 GLASS 是呈現(xiàn)玻璃轉(zhuǎn)變現(xiàn)象的非晶態(tài)固體 狹義 玻璃是一種在凝固時(shí)基本不結(jié)晶的無機(jī)熔融物 即通常所說的無機(jī)玻璃 最常見的為鈉鈣硅玻璃 3 玻璃的基本特性 玻璃的密度玻璃單位體積的質(zhì)量稱為玻璃密度 它主要取決于構(gòu)成玻璃的原子的質(zhì)量 也與原子堆積的緊密程度及其配位數(shù)有關(guān) 是表示玻璃結(jié)構(gòu)的一個(gè)標(biāo)志 玻璃密度與成分的關(guān)系十分密切 平板玻璃和瓶玻璃的密度為2 50 2 52kg m3 硼硅酸鹽玻璃密度為2 2 2 3kg m3 玻璃的電學(xué)性質(zhì)玻璃的電學(xué)性質(zhì)主要是電導(dǎo) 介電性和半導(dǎo)性 普通硅酸鹽玻璃屬絕緣體 具有離子導(dǎo)電性 4 脆性 即缺少塑性的性能 一般來說 隨著強(qiáng)度或硬度增加 脆性趨勢(shì)提高 玻璃的最大弱點(diǎn)是脆性大 多數(shù)非晶態(tài)金屬呈現(xiàn)塑性變形 玻璃 陶瓷 微晶玻璃則呈現(xiàn)脆性 其根本原因在于材料內(nèi)部原子間鍵性不同 金屬鍵結(jié)合呈現(xiàn)塑性 共價(jià)鍵結(jié)合 離子鍵結(jié)合則呈現(xiàn)脆性 玻璃的脆性是由其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定的 玻璃的遠(yuǎn)程無序性使其沒有屈服極限階段 而玻璃的近程有序性使其在低溫下裂紋擴(kuò)展而不產(chǎn)生塑性變形 呈現(xiàn)典型的脆性 在一定條件下 裂紋尖端處產(chǎn)生較大拉應(yīng)力出現(xiàn)脆性斷裂 5 硬度 硬度是表示物體抵抗其他物體侵入的能力 可以用莫氏硬度 顯微硬度 研磨硬度和刻劃硬度表示 玻璃硬度為壓入硬度 金剛石正方錐壓入試樣 量得壓痕的對(duì)角線 代入 H 1 854P L2得到玻璃硬度H 約5 7之間 根據(jù)玻璃組成不同而不同 玻璃的硬度決定于化學(xué)成分 石英玻璃和含有10 12 的硼酸鹽玻璃硬度最大 含鉛或堿性氧化物的玻璃硬度較小 各種氧化物組分對(duì)提高玻璃硬度的作用大致是 SiO2 B2O3 MgO ZnO BaO Ai2O3 Fe2O3 K2O NaO PbO 6 1 光吸收光入射到玻璃上時(shí) 玻璃中的各組分以不同方式吸收紫外光 可見光 近紅外光和紅外光能量 轉(zhuǎn)移至高能態(tài) 前三種吸收使玻璃組分電子能級(jí)發(fā)生變化 紅外光的吸收伴隨著離子振動(dòng)能級(jí)的變化 2 折射率玻璃折射率可以理解為電磁波在玻璃中傳播速度的降低 這是由于光通過玻璃時(shí) 光波引起玻璃內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的極化變形 光波損失部分能量 使光速降低 玻璃的熱歷史不同 則折射率不同 淬火樣品和退火樣品在620 保溫時(shí) 折射率趨向平衡的典型變化曲線 玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性玻璃抵抗表面變質(zhì)或破壞的能力稱為玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性 玻璃幾乎不會(huì)與除HF外的其他化學(xué)物質(zhì)起反應(yīng) 玻璃的光學(xué)性質(zhì) 7 水對(duì)硅酸鹽玻璃的侵蝕始于玻璃中的堿離子與水溶液中的氫離子的交換 其反應(yīng)為 Si O Na H Si OH Na 硅酸鹽玻璃表面形成SiO2保護(hù)膜 以后侵蝕速度變得特別慢 硅酸鹽玻璃一般不耐堿 其侵蝕是通過OH 離子破壞硅氧骨架 使Si O Si鍵斷裂 增加了非橋氧的數(shù)目 被破壞的SiO2骨架溶解到溶液中 發(fā)生下列反應(yīng) Si O Si OH Si OH O Si 8 攝氏450度 徐冷點(diǎn)攝氏600度 玻璃有下墜現(xiàn)象攝氏700度 可烤彎玻璃會(huì)粘在一起攝氏800度 熔合像麥牙糖一樣會(huì)流動(dòng)攝氏850度 脫蛻鑄造攝氏900度 吹制攝氏1000度 拉絲攝氏1150度 胚心成形攝氏1300度 壓模成形接近水一樣柔軟攝氏1450度 熔融點(diǎn)沸點(diǎn)起泡 玻璃的溫度特性 9 玻璃的原料玻璃的原料主要是硅砂與其他化學(xué)物質(zhì)的結(jié)合 加熱熔融而成 一般玻璃是硅酸 成分含有硅 鈉 鈣 硼 鋁等氧化物 經(jīng)過高溫熔化形成 呈現(xiàn)出晶瑩剔透的質(zhì)感 三種組成及內(nèi)容特性效用1 玻璃形成物組織 含硅砂 硼酸等 2 玻璃助熔物組織 增加助熔 降低熔融溫度 低化學(xué)耐久性 3 玻璃穩(wěn)定物組織 增加化學(xué)耐久性 與助熔物組織調(diào)配以控制玻璃的工作特性 粘度等 原料分析及功能硅砂 火成巖經(jīng)崩壞作用而瓷土化所生 內(nèi)含石英粒 為玻璃主要原料 玻璃屑 碎玻璃 制作玻璃時(shí) 玻璃配料投入熔融窯爐 會(huì)產(chǎn)生大量氣體 加入玻璃屑的功用 在于防止粉末飛散 降低玻璃熔融溫度 約占30 70 批量 硼酸 或硼砂 降低玻璃熔融溫度使玻璃具有低澎漲性 化學(xué)耐久性 耐熱等優(yōu)點(diǎn) 石灰 降低玻璃之熔融溫度并稍加化學(xué)耐久性 純堿 顯著降低玻璃之熔融溫度 但會(huì)增加玻璃的澎漲性 并降低化學(xué)耐久性 其他 含鎂 鉀 鋅 鋁等腰三角形氧化物成分之原料 10 從前的原料中常含有不純物 所制造的玻璃或多或少會(huì)帶有顏色 所以有色玻璃比無鈀玻璃的制造歷史更為悠久 今日科技已更了解玻璃如何著色 并更致力于玻璃色彩的研究開發(fā) 許多金屬氧化物可以使玻璃著色 不同種類及性質(zhì)的玻璃 如鉛玻璃 硼硅酸玻璃等 對(duì)著色的效果也有所差異 氧化鐵 呈橄欖綠 黃綠 綠 氧化錳 呈紫色 鈉 石灰玻璃 且在強(qiáng)氧化狀態(tài)下形成 氧化鈷 非常低的含量即會(huì)著色 鉀含量多的玻璃 呈現(xiàn)純藍(lán)色 鈉或硼含量多的玻璃 呈現(xiàn)有帶紅的藍(lán)色氧化銅 鈉石灰玻璃成藍(lán)綠色鉛玻璃中呈藍(lán)綠色氧化亞銅 呈寶石紅硒 鉀 石灰玻璃中呈鮮粉紅色 鈉 石灰玻璃中呈帶有棕色之粉紅 鉛玻璃中呈帶金之琥珀色 玻璃的色彩 11 建筑玻璃基本分類 開介玻璃電子玻璃家私玻璃鋼化玻璃夾層玻璃鍍膜玻璃中空玻璃工藝玻璃 12 開介玻璃 切割開介經(jīng)切割處理 呈現(xiàn)一定規(guī)格形狀的玻璃制品 生產(chǎn)流程切割包裝磨邊開介經(jīng)切割 磨邊處理 具有相應(yīng)形狀和一定安全性的玻璃制品生產(chǎn)流程切割磨邊包裝 13 電子玻璃 廣泛應(yīng)用于電子稱 顯示屏等電子儀器上的玻璃制品 外觀質(zhì)量要求較高 生產(chǎn)流程 切割磨邊鋼化全檢包裝 14 家私玻璃 一種用于戶 內(nèi)外裝飾 裝潢領(lǐng)域的玻璃制品 其特點(diǎn)是外觀精美 質(zhì)量要求超高 生產(chǎn)流程 切割磨邊鋼化包裝 15 16 17 生產(chǎn)設(shè)備 18 19 20 21 22 鋼化玻璃 鋼化玻璃的分類半鋼化平鋼化彩釉全鋼化普通鋼化玻璃壓花彎鋼化化學(xué)鋼化 23 物理鋼化玻璃 將玻璃加熱到一定的溫度 然后迅速冷卻 使玻璃內(nèi)形成均勻內(nèi)應(yīng)力 從而增加玻璃的強(qiáng)度與熱穩(wěn)定性的工藝 稱為玻璃的淬火 俗稱玻璃的鋼化處理 24 鋼化玻璃的性能 高強(qiáng)度退火玻璃通過高溫和淬冷 表層形成強(qiáng)大的壓應(yīng)力 使玻璃的機(jī)械強(qiáng)度數(shù)倍增加 即為鋼化玻璃 鋼化玻璃表面應(yīng)力為 69 168Mpa 熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性可提高到165 310 左右 安全性物理鋼化玻璃破碎后 碎片呈多邊形細(xì)小顆粒 相鄰兩邊夾角為鈍角 25 生產(chǎn)流程 普通鋼化玻璃切割磨邊鋼化包裝彩釉鋼化玻璃切割磨邊彩釉鋼化包裝 26 鋼化玻璃的自爆問題 產(chǎn)生的原因鋼化玻璃自爆是由玻璃中硫化鎳 NiS 相變引起的體積膨脹所導(dǎo)致 自爆率一般為2 左右 引起自爆的硫化鎳直徑在0 04 0 65mm之間 平均粒徑為0 2mm 硫化鎳在玻璃中一般位于張應(yīng)力區(qū) 大部分集中在板芯部位的高張應(yīng)力區(qū) 鋼化程度及鋼化均勻度都是通過影響臨界直徑數(shù)值繼而影響自爆率 解決自爆的對(duì)策控制鋼化應(yīng)力 均質(zhì)處理 HST 等 其中對(duì)玻璃進(jìn)行均質(zhì)處理是最有效且根本的辦法 27 澳大利亞研究人員對(duì)8幢建筑幕墻進(jìn)行了長達(dá)12年的跟蹤研究 1 在共計(jì)17760塊鋼化玻璃 共發(fā)生306例自爆 自爆率為1 72 廣義自爆一般定義為鋼化玻璃在無直接外力作用下發(fā)生自動(dòng)炸裂的現(xiàn)象 實(shí)際上 鋼化加工過程中的自動(dòng)爆裂與貯存 運(yùn)輸 使用過程中的自爆是二個(gè)完全不同的概念 二者不可混淆 前者一般由玻璃中的砂粒 氣泡等夾雜物及人為造成的缺口 刮傷 爆邊等工藝缺陷引起的 后者則主要由玻璃中硫化鎳 NiS 相變引起的體積膨脹所導(dǎo)致 2 只有后者才會(huì)引起嚴(yán)重的質(zhì)量問題及社會(huì)關(guān)注 所以一般提到的自爆均指后一種情況 28 均質(zhì)爐 均質(zhì)爐必須采用強(qiáng)制對(duì)流加熱的方式加熱玻璃 對(duì)流加熱靠熱空氣加熱玻璃 加熱元件布置在風(fēng)道中 空氣在風(fēng)道中被加熱 然后進(jìn)入爐內(nèi) 這種加熱方式可避免元件直接輻射加熱玻璃 引起玻璃局部過熱 對(duì)流加熱的效果依賴于熱空氣在爐內(nèi)的循環(huán)路線 因此均質(zhì)爐內(nèi)的氣體流股必須經(jīng)過精心設(shè)計(jì) 總的原則是盡可能地使?fàn)t內(nèi)氣流通暢 溫度均勻 即使發(fā)生玻璃破碎 碎片也不能堵塞氣流通路 只有全部玻璃的溫度達(dá)到至少280oC并保溫至少2小時(shí) 均質(zhì)處理才能達(dá)到滿意的效果 然而在日常生產(chǎn)中 控制爐溫只能依據(jù)爐內(nèi)的空氣溫度 因此必須對(duì)每臺(tái)爐子進(jìn)行標(biāo)定試驗(yàn) 找出玻璃溫度與爐內(nèi)空氣溫度之間的關(guān)糸 爐內(nèi)的測(cè)溫點(diǎn)必須足夠多 以滿足處理工藝的需要 29 化學(xué)鋼化玻璃 化學(xué)鋼化玻璃是利用鈉硅玻璃 一般的浮法玻璃 壓花玻璃等均屬于鈉鈣玻璃 以離子交換的方法使其玻璃表面形成鉀玻璃層 在冷卻時(shí)由于表面的鉀玻璃層收縮小 內(nèi)層的鈉玻璃收縮大 內(nèi)外層之間產(chǎn)生很強(qiáng)的應(yīng)力 從而制成的鋼化玻璃 性能耐熱強(qiáng)度和一般物理鋼化 即風(fēng)冷鋼化 想似 可提高耐熱溫度達(dá)150度以上 使用溫度可達(dá)200度 耐沖擊強(qiáng)度約為物理鋼化玻璃的3倍 因加工溫度低 故不會(huì)產(chǎn)生扭曲變形 表面平整度和處理前完全一樣 所以適合做夾層玻璃 化學(xué)鋼化玻璃破裂后 不會(huì)變成顆爛狀 其破裂后的情形與普通玻璃一樣 優(yōu)點(diǎn)強(qiáng)度超強(qiáng) 表面不變形 不會(huì)有波紋 易于作夾層玻璃加工 可加工的厚度 一般物理鋼化最大極限2 8mm以上 化學(xué)鋼化為0 5mm以上 不同尺寸 厚度 可同時(shí)進(jìn)行化學(xué)鋼化 可克服物理鋼化無法解決的問題 必要時(shí)鋼化后仍可切割 30 加工范圍不限形狀和厚度均可同時(shí)鋼化 其最大加工尺寸則依據(jù)所涉及的化學(xué)槽尺寸來確定 最小尺寸則無限制 突破傳統(tǒng)物理鋼化2 88MM的玻璃厚度極限 各種顏色的鈉鈣玻璃均可用化學(xué)鋼化方法加工 高鉀玻璃及高硼玻璃 化學(xué)鋼化的效果不佳 規(guī)格厚度 0 5 6mm尺寸 1800 2400mm以下任何尺寸及形狀 31 應(yīng)用領(lǐng)域 可單片直接使用或加工成夾層玻璃 廣泛用于復(fù)印機(jī) 潛水鏡 微波爐 烤箱 儀表蓋 鋼化夾層玻璃等 可加工成特殊用途夾層玻璃 用于軍車 高級(jí)車輛 火車 電車 工程車 航空 艦船及各種防彈玻璃等 32 生產(chǎn)設(shè)備 33 34 35 夾層玻璃 夾層玻璃就是在兩片或者多片玻璃之間夾上一種叫做PVB塑料中間膜的材料經(jīng)高溫高壓處理后制成的一種深加工玻璃 由于中間膜與玻璃之間的韌性粘接 使得夾層玻璃在受到外力的撞擊下 整塊玻璃會(huì)牢牢地粘附在PVB中間膜上 中間膜的韌性可以保持夾層玻璃的完整 在一段時(shí)間內(nèi)不會(huì)被穿透 因此 它的防盜性能大大優(yōu)于普通玻璃 36 夾層玻璃的性能 高安全性夾層玻璃由于玻璃被PVB粘合很緊 而PVB富有彈性及緩沖沖擊的能力 所以夾層玻璃被擊碎時(shí)碎片仍會(huì)與PVB膠片粘在一起 不會(huì)因碎玻璃掉落造成人體傷害或財(cái)產(chǎn)損失 隔音 隔熱夾層玻璃在整個(gè)聲波頻率范圍內(nèi)在降低噪音非常出色 抗紫外線夾層玻璃的隔紫外線率高達(dá)99 9 因此能夠保護(hù)家具和陳列品不退色 37 適用范圍 由于夾層玻璃具有很高抗沖擊強(qiáng)度和使用的安全性 因而適用于建筑物的門 窗 天花板 地板和隔墻 工業(yè)廠房的天窗 商店的櫥窗 幼兒園 學(xué)校 體育館 私人住宅 別墅 瘋?cè)嗽?銀行 珠寶店 郵局等保存貴重物品或玻璃易碎的建筑的門窗等 38 生產(chǎn)流程 開介夾層玻璃切割磨邊夾層包裝夾層切割磨邊包裝平 彎 鋼化夾層玻璃切割磨邊 彎 鋼化夾層包裝 39 防彈玻璃 防彈防盜玻璃由多片不同厚度的透明浮法玻璃和多片PVB膠片科學(xué)地組合而成 為了增強(qiáng)玻璃的防彈防盜性能 玻璃的厚度和PVB的厚度均增加了 由于玻璃和PVB膠片粘合得非常牢固 幾乎成為一個(gè)整體 且因玻璃具有較高的硬度而PVB膠片具有良好的韌性 當(dāng)子彈接觸到玻璃后 它們的沖擊能量被削弱到很低的程度乃至為零 所以不能穿透 同樣 金屬的撞擊也只能將玻璃擊碎而不能穿透 因此起到防彈防盜的效果 各單片玻璃的厚度和成品玻璃的總厚度視使用場(chǎng)所而定 防彈防盜玻璃可用作軍事防御 銀行柜臺(tái)的護(hù)衛(wèi)玻璃 珠寶玉器 金銀手飾等貴重物品展示柜以及其他特定的工作 生活場(chǎng)所 40 41 五 鍍膜玻璃 鍍膜玻璃是在玻璃表面涂鍍一層或多層金屬 合金或金屬化合物薄膜 以改變玻璃的光學(xué)性能 滿足某種特定要求 鍍膜玻璃按產(chǎn)品的不同特性 可分為以下幾類 熱反射玻璃 低輻射玻璃 Low E 導(dǎo)電膜玻璃等 42 熱反射玻璃一般是在玻璃表面鍍一層或多層諸如鉻 鈦或不銹鋼等金屬或其化合物組成的薄膜 使產(chǎn)品呈豐富的色彩 對(duì)于可見光有適當(dāng)?shù)耐干渎?對(duì)紅外線有較高的反射率 對(duì)紫外線有較高吸收率 因此 也稱為陽光控制玻璃 主要用于建筑和玻璃幕墻 低輻射玻璃是在玻璃表面鍍由多層銀 銅或錫等金屬或其化合物組成的薄膜系 產(chǎn)品對(duì)可見光有較高的透射率 對(duì)紅外線有很高的反射率 具有良好的隔熱性能 主要用于建筑和汽車 船舶等交通工具 由于膜層強(qiáng)度較差 一般都制成中空玻璃使用 導(dǎo)電膜玻璃是在玻璃表面涂敷氧化銦錫等導(dǎo)電薄膜 可用于玻璃的加熱 除霜 除霧以及用作液晶顯示屏等 43 生產(chǎn)流程 切割磨邊鋼化鍍膜包裝 44 生產(chǎn)設(shè)備 45 中空玻璃 中空玻璃是將兩片以上的平板玻璃用鋁制空心邊框框住 用膠結(jié)或焊接密封 中間形成自由空間 并充以干燥空氣 具有隔熱 隔音 防霜 防結(jié)露等優(yōu)良性能 是現(xiàn)代不可缺少的門窗構(gòu)件 也是新興的透明墻體材料 46 中空玻璃密封結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝流程 中空玻璃密封結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝流程室溫固化密封膠密封雙道密封產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 47 2 工藝流程 切割磨邊鋼化鍍膜清洗 除膜粘框 合片 平壓 打膠 修膠裁框 彎管 灌篩00風(fēng)干包裝 48 采用彎管機(jī)制成的連續(xù)間隔鋁框?qū)μ岣咧锌詹ＡУ拿芊庑砸财鸬搅朔浅７e極的作用 相對(duì)四角插角型的鋁間隔框 連續(xù)折成型的鋁間隔框不僅徹底解決了四個(gè)拐角處可能存在的密封隱患 充分保證了干燥劑應(yīng)有的使用壽命 而且大大地增加了鋁間隔框本身的整體穩(wěn)固性 這為鋁間隔框進(jìn)行丁基膠涂布 以及合片和平壓等后道工序處理打下了十分良好的基礎(chǔ) 遇到要求充惰性氣體的中空玻璃 連續(xù)鋁間隔框的作用則更為重要和明顯 與一度在美國流行的熱熔間隔膠條相比 鋁間隔框的堅(jiān)固性和垂直性都要好得多 自動(dòng)彎管的性能優(yōu)勢(shì) 49 50 51 52 53 工藝玻璃 通過表面噴砂 礞砂等手段 使玻璃表面形成一定花紋 圖案 以滿足相應(yīng)裝飾與遮光目的的玻璃制品 54 工藝產(chǎn)品分類 噴砂玻璃使用保護(hù)膜在制品表面雕刻成一定的圖案 通過高壓氣體將金剛砂噴射到玻璃表面 使制品表面在撞擊下產(chǎn)生均勻的凹凸 在光線照射下產(chǎn)生漫反射而具備的裝飾與遮光