玻璃发展史.doc

玻璃发展史(李家治)

玻璃和陶瓷一样，具有悠久的HYPERLINK"http://www.chinabaike.com/article/1/"\t"_blank"历史。它们都是人类通过高温把天然物质转变为人工合成新物质的最早创造。几千年来玻璃从未间断地被人类使用着。从日用玻璃器皿到光电子技术玻璃，都深深地影响着人类的社会活动，而高新技术的发展也继续对玻璃提出许多新的要求。玻璃正在取代那些资源并不丰富，而又价格昂贵的材料。
世界玻璃发展概况约在公元前2500年，埃及和美索不达米亚(今伊拉克)出现了最早的玻璃。埃及开始用粘土制成的实心模型制造玻璃珠和小型器皿。公元前1500年左右，埃及的玻璃制造技术得到发展:将一个陶瓷制的模芯插入到熔融玻璃体中，并使玻璃熔体粘附在模芯上，从而第一次制成有用的中空器皿，用以盛放油和药膏等。相传最早的玻璃配方是由亚述人的楔形文字记载的，即玻璃是由60分砂、180分海生植物灰和5分白噩制成的。从这个配方所记述的玻璃成分看，它实际上是钾(钠)钙硅酸盐玻璃。玻璃中砂含量很少，说明它的熔制温度较低。在中世纪纯碱工业兴起之前，欧洲的玻璃组成中的碱金属氧化物都来自植物灰。例如常用的山毛棒树，其主要成分为CaO和K2O，以及一定量的5102和P2O5，还有少量Fe203和MnO2。随着时代的发展，玻璃制造工艺也得到发展和传播。在尼罗河流域，在伊拉克和叙利亚的底格里斯河和幼发拉底河之间，都有许多玻璃制造者。公元前1000年左右，在东地中海地区已能制造一些较大的瓶和碗等，并已掌握简单的浇铸和压制等工艺方法。
古代中国和希腊的玻璃制造是各自发展起来的。中国春秋战国时期(公元前770一前221年)，出现了高铅钡硅酸盐玻璃，这在世界上为中国独有，其制品有琉璃(中国古代玻璃的统称)璧、珠等。到公元前后的汉代，又出现了世界上少见的钾硅酸盐玻璃。中国的玻璃对其近邻朝鲜、日本等国产生过影响。玻璃自问世以来，在长达数千年的HYPERLINK"http://www.chinabaike.com/article/1/"\t"_blank"历史进程中一直在变化、发展着，从而达到今天这个状况:所用原料从纯天然矿物到人工合成的高纯原料;所含成分从各种氧化物到非氧化物以及元素;所用的合成方法从单柑祸熔制到多柑涡、熔池熔制，以及气相沉积和溶胶一凝胶法合成;所用成型方法从简单的浇铸、模压和用吹管吹制等手工成型到全部机械化和自动化的吹、压、拉、离心浇注，以及化学加工;应用范围从装饰、生活日用品到具有声、光、电、磁、热、力等各种性能的电子元器件。
玻璃的这些发展和变化，体现了玻璃的整个发展HYPERLINK"http://www.chinabaike.com/article/1/"\t"_blank"历史。玻璃制造工艺的变革玻璃制造工艺经历数次重大变革才发展到当今的水平。
玻璃吹管的出现约公元前200年，西顿和巴比伦地区在制备玻璃制品时，将一根长约100一150厘米、粗约1厘米的铁管子的一端伸入熔化的玻璃液中，使一定量的玻璃液粘附在铁管上，然后将铁管取出，并将铁管的另一端放在嘴中，根据模具的形状吹制成形状各异的器皿。玻璃吹管的使用是玻璃制造工艺的第一个变革，其在玻璃工艺史上的重大作用相当于陶瓷工艺史上陶轮的出现。这种极简单的原始工具传播到全世界，并一直沿用至今。玻璃吹管的出现不仅能制造出圆形、薄壁器皿，而且可利用木制模具制造出其他形状的器皿，并可使制出的玻璃器皿标准化、成套化。此外，还可利用玻璃吹管将玻璃吹制成长筒，然后将它剖开摊平而制成平板玻璃。在20世纪初直接从池炉中拉制平板玻璃工艺出现之前，窗玻璃就一直用这种方法制造。尽管窗玻璃尺寸有限，且质量不高，但它却使玻璃应用出现了新的领域，即从日用和观赏进入建筑领域。原料和燃料的变化玻璃制造技术的第二个变革是工艺中所使用的原料和燃料摆脱了对森林的依赖。罗马帝国时期，许多地方制造玻璃所用燃料为木材。玻璃配料中所需的助熔剂(碱金属氧化物)都使用木灰。木灰的主要成分是KZO，所以早期玻璃属于钾钙硅酸盐玻璃。由于对燃料和原料的需求，许多玻璃厂都必须开设在远离城市的山林地带。随着时间的推移，砍伐的树木越来越多，使得玻璃工厂离燃料和原料供应地也越来越远。这种状况迫切需要玻璃制造业进行变革。17世纪中叶，欧洲开始利用煤作嫩料熔制玻璃，并在玻璃配料中使用了工业纯碱(NaZCO3)。
早期的玻璃是钾钙硅酸盐玻璃，在玻璃中引入纯碱后就成为钠钙硅酸盐玻璃。由于后者的透明性、耐腐蚀性、良好的操作性和不含贵重氧化物等优点，使其至今仍然是平板玻璃和瓶罐玻璃的基础成分。
古代玻璃由于含有较多的氧化铁及其他杂质，因而总是带有暗绿色。约公元1世纪，埃及亚力山大港人为了制造无色玻璃，在玻璃中引入氧化锰作为补色剂。无色玻璃的