玻璃是一種有良好的光學(xué)性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、機(jī)械性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)等許多優(yōu)良性質(zhì)的材料。玻璃的品種很多,分類方法也有多種。
1.按主要化學(xué)成分分類這是一種較嚴(yán)密的分類方法,其特點(diǎn)是從名稱上直接反映了玻璃的主要和大概的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)范圍、按組成可將玻璃主要分為元素玻璃、氧化物玻璃、非氧化物玻璃三大類。也有加上氧氮化合物玻璃分為四類的。
?。?)氧化物玻璃指借助氧橋形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的玻璃,氧化物玻璃又分為硅酸鹽玻璃、硼酸鹽玻璃、磷酸鹽玻璃等。它包含了當(dāng)前已了解的大部分玻璃品種,這類玻璃在實際應(yīng)用和理論研究上最為重要。其中硅酸鹽玻璃指基本成分為SiO2的玻璃,其品種多,用途廣。通常按玻璃中SiO2以及堿金屬、堿土金屬氧化物的含量不同,又分為以下幾種。①石英玻璃。SiO2含量大于99.5%,熱膨脹系數(shù)低,耐高溫,化學(xué)穩(wěn)定性好,透紫外光和紅外光,熔制溫度高、黏度大,成型較難。多用于半導(dǎo)體、電光源、光導(dǎo)通信、激光等技術(shù)和光學(xué)儀器中。②高硅氧玻璃。SiO2含量約96%,其性質(zhì)與石英玻璃相似。③鈉鈣玻璃。以SiO2含量為主,還含有15%的Na2O和16%的CaO,其成本低廉,易成型,適宜大規(guī)模生產(chǎn),其產(chǎn)量占實用玻璃的90%??缮a(chǎn)玻璃瓶罐、平板玻璃、器皿、燈泡等。④鉛硅酸鹽玻璃。主要成分有SiO2和PbO,具有獨(dú)特的高折射率和高體積電阻,與金屬有良好的浸潤性,可用于制造燈泡、真空管芯柱、晶質(zhì)玻璃器皿、火石光學(xué)玻璃等。含有大量PbO的鉛玻璃能阻擋X射線和γ射線。⑤鋁硅酸鹽玻璃。以SiO2和Al2O3為主要成分,軟化變形溫度高,用于制作放電燈泡、高溫玻璃溫度計、化學(xué)燃燒管和玻璃纖維等。
?。?)非氧化物玻璃非氧化物玻璃品種和數(shù)量很少,主要有硫系玻璃和鹵化物玻璃。鹵化物玻璃結(jié)構(gòu)中連接橋是鹵族元素。研究較多的是氟化物玻璃和氯化物玻璃,鹵化物玻璃的折射率低,色散低,多用作光學(xué)玻璃。硫系化合物玻璃結(jié)構(gòu)中的連接橋是第Ⅵ族元素中除氧以外的其他各元素。例如,硫化物玻璃,硒化物玻璃等。硫系玻璃的陰離子多為硫、硒、碲等,可截止短波長光線而通過黃、紅光,以及近、遠(yuǎn)紅外光,其電阻低,具有開關(guān)與記憶特性。(4)氧氮化合物玻璃氮取代氧形成硅鋁氧氮玻璃、鈣鋁氧氮玻璃、釔硅鋁氧氮玻璃。
?。?)按光學(xué)特性:光敏玻璃、聲光玻璃、光色玻璃、高折射率玻璃、低色散玻璃、反射玻璃、半透過玻璃。
?。?)按電學(xué)特性:高絕緣玻璃、導(dǎo)電玻璃、半導(dǎo)體玻璃、高介電性玻璃、超導(dǎo)玻璃。
?。?)力學(xué)性能:高強(qiáng)度玻璃、耐磨玻璃。(5)化學(xué)穩(wěn)定性:耐酸玻璃、耐堿玻璃。
?。?)傳統(tǒng)玻璃指以天然礦物和巖石為主要原料,以熔體冷取法大批量生產(chǎn)的玻璃材料和制品。
3)儀器玻璃包括高鋁玻璃 (Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%~35%,用于燃燒管、高壓水銀燈、鍋爐水表等),高硅氧玻璃 (SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于96%,用以代替石英玻璃制作玻璃儀器),高硼硅玻璃 (用于耐熱玻璃儀器、化工反應(yīng)器、管道、泵等)。
4)電真空玻璃包括石英玻璃、鎢組玻璃、鉬組玻璃、鉑組玻璃、中間玻璃、焊接玻璃等,主要用于電子工業(yè),制造玻殼、芯柱、排氣管,或作為玻璃封接材料。
5)光學(xué)玻璃包括無色光學(xué)玻璃,用于顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡、照相機(jī)、電視機(jī)及各種光學(xué)儀器;有色光學(xué)玻璃,用于各種濾光片、信號燈、彩色攝影機(jī)及各種儀器顯示器。還包括眼鏡玻璃、變色玻璃以及激光玻璃、光子玻璃、光學(xué)纖維玻璃、非線性光學(xué)玻璃等特種光學(xué)玻璃。
?。?)特種玻璃 又稱為新玻璃,在成分、原料、制備、加工、功能和用途上與傳統(tǒng)玻璃有明顯的區(qū)別??煞譃橐韵聨最?。
1)信息用玻璃信息技術(shù)用玻璃材料和元件。①信息處理用玻璃 如摻雜半導(dǎo)體量子阱、量子線和量子點(diǎn)玻璃。②信息傳遞用玻璃 如石英玻璃光纖、氟化物光纖、硫化物光纖、硫鹵化合物光纖。③信息儲存用玻璃 如摻鍺玻璃光纖光柵,硫系玻璃儲存薄膜、磁盤和光盤基片。④信息傳感器用玻璃 如聲光玻璃、磁光玻璃、電光玻璃。⑤信息顯示器用玻璃 如等離子顯示器 (PDP)用基板和低熔點(diǎn)玻璃、液晶顯示器 (LCD)用玻璃基板、陰極射線管 (CRT)用玻璃屏和錐等。
2)生物玻璃指生物工程和生物醫(yī)用材料。①生物載體玻璃 如酶載體微孔玻璃、生物芯片玻璃。②基因傳感器載體玻璃 如DNA傳感器用玻璃光纖。③疾病治療玻璃 如靶向釋放藥物玻璃、靶向放射線玻璃、磁控加溫玻璃。④硬組織修復(fù)與骨組織工程玻璃 如玻璃人造骨、人工骨關(guān)節(jié)、人工金屬器官上的羥基磷石灰玻璃涂層。⑤口腔玻璃 如鑄造微晶玻璃烤瓷牙、玻璃離子水門汀、可切削微晶玻璃口腔植入材料。⑥緩釋降解玻璃 如玻璃緩釋肥料、玻璃緩釋飼料。⑦抗菌玻璃 載銀鋅等抗菌離子的硼硅酸鹽玻璃、磷酸鹽玻璃等。
3)能源和新能源用玻璃①固體燃料電池 如玻璃快離子導(dǎo)體。②太陽能電池 如太陽能電池玻璃基板、蓋板、太陽能光電池復(fù)合玻璃幕墻。③太陽能集熱器 如各種耐熱玻璃管。
4)航天、航空用玻璃①防熱用玻璃材料 如航天飛機(jī)上使用的燒結(jié)石英防熱瓦、石英玻璃纖維柔性隔熱毯等。②透波用玻璃 如火箭、導(dǎo)彈鼻錐部天線罩用透微波的微晶玻璃、透紅外玻璃。③吸波用玻璃 如玻璃纖維可用作構(gòu)型吸收雷達(dá)波材料;玻璃空心微珠復(fù)合吸波材料。④舷窗玻璃 如航空、航天器舷窗用高強(qiáng)、耐熱玻璃。⑤空間光學(xué)玻璃 低密度、光程不隨溫度變化,經(jīng)受電子、質(zhì)子、γ射線、中子及紫外線輻照,光學(xué)玻璃透光性不降低,成像質(zhì)量不變壞金沙集團(tuán)1862cc成色,機(jī)械強(qiáng)度高。
5)核技術(shù)用玻璃①核燃料玻璃 如含235 U的玻璃纖維。②反應(yīng)堆控制棒玻璃 如吸收中子的B2O3-CdO系統(tǒng)玻璃。③核探測玻璃 如檢測γ射線中子的閃爍玻璃。④防輻射玻璃 如吸收X射線玻璃、γ射線玻璃、吸收中子玻璃、吸收宇宙線玻璃。⑤核廢料固化處理玻璃 如將使用過的放射性核廢料加入玻璃形成物制成玻璃,以減少核污染。如硼硅酸鹽玻璃、鐵磷酸鹽玻璃等。
6)海洋科學(xué)和工程用玻璃①海水淡化玻璃 如反滲透膜用微孔玻璃。②海洋防污染用玻璃 如吸附油污用玻璃微珠、防海洋生物污染的玻璃涂層。③潛水器及潛水服用玻璃 如玻璃微珠增強(qiáng)塑料。新玻璃和傳統(tǒng)玻璃之間沒有明顯界限,隨時間的發(fā)展,過去的新玻璃到現(xiàn)在即為傳統(tǒng)玻璃,如微晶玻璃,20世紀(jì)還是新玻璃,今天有些微晶玻璃產(chǎn)品,如礦渣微晶玻璃已經(jīng)大量生產(chǎn)應(yīng)用;再如低膨脹微晶玻璃,過去用于火箭、導(dǎo)彈,目前作為耐熱炊具、炊具蓋板進(jìn)入千家萬戶。隨著科技的發(fā)展,將有很多新玻璃品種不斷地研制和開發(fā)出來。
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