玻璃

玻璃（Glass）（四）
臺北市立第一女子高級中學化學科何鎮揚老師/國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

彩色玻璃
彩色玻璃往往是通過添加著色劑實現的，玻璃中的著色劑能對投射到玻璃上的白光進行選擇性的吸收，從而改變了透過玻璃光線的光譜組成，使玻璃顯示出各種顏色。在光學、光化學上，還可利用具有截止波長（cut-off wavelength）的有色或近似無色玻璃來濾除某些不需要波段的光，如紫外光濾光片等。顯色的強弱與著色劑的種類及數量有關，也與工藝制度有關，根據著色劑在玻璃中的狀態，可把著色劑分為離子著色劑和膠體著色劑兩類。部分著色劑與對應玻璃的顏色關系如下表所示。離子著色劑主要包括一些有色金屬氧化物和鹽。 

 

玻璃（Glass）（三）
臺北市立第一女子高級中學化學科何鎮揚老師/國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

特殊玻璃
一、特種玻璃
1. 鋼化玻璃
鋼化玻璃是一種表面增強的高強度玻璃。位於玻璃表面的缺陷是使其產生一般低強度的決定因素，這些缺陷降低了材料所能承受的張應力。如果能在玻璃表面層中產生“永久性”壓應力，就可使玻璃製品的強度比常規狀態高。要使這樣的製品發生斷裂，就需要較高的張應力。這是因為在使這類表面缺陷承受張應力之前，必須先克服表面的壓應力。經過處理而使表面處於壓應力狀態的玻璃被稱為鋼化玻璃。

使玻璃表面層產生壓應力可以用熱處理或化學處理的辦法。在熱處理鋼化方法中，將玻璃成品放入電爐中加熱至接近軟化點的溫度然然後從爐中取出，用多管式空氣噴槍進行快速冷卻。這種處理稱為風冷淬火。另外，矽油、石蠟、樹脂焦油也可作為淬火介質，為液冷淬火。也還有用鹽類做淬火介質的。這後兩類介質常用於厚度小於2.5~3 mm的玻璃製品，此時玻璃表面層迅速變硬，但表面的初期熱收縮引起了仍處於接近軟化點的中間層中的黏流，當中間層最終冷到能發生明顯的黏滯弛豫溫度之下時，在玻璃的厚度方向將出現一個溫度梯度。直到玻璃體在室溫中達到熱平衡狀態時，這個溫度梯度才得以消除，而在這個過程中，較熱的中間層必將比接近表面的部分發生較大的收縮。這個收縮差將導致內應力，該應力在接近表面處為壓應力，在中間層則為張應力。

玻璃 (Glass)（二）
臺北市立第一女子高級中學化學科何鎮揚老師/國立臺灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

玻璃的種類
玻璃通常按主要成分分為氧化物玻璃和非氧化物玻璃。非氧化物玻璃品種和數量很少，主要有硫系玻璃和鹵化物玻璃。硫系玻璃可截止短波長光線而通過黃、紅光，以及近、遠紅外光，其電阻低，具有開關與記憶特性。鹵化物玻璃的折射率低，色散低，多用作光學玻璃。氧化物玻璃又有石英玻璃、矽酸鹽玻璃、鈉鈣玻璃、氟化物玻璃之分。產量最大、品種最多的是矽酸鹽玻璃。

玻璃（Glass）（一）
臺北市立第一女子高級中學化學科何鎮揚老師/國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

玻璃通常是以石英砂、純鹼、長石及石灰石為主要原料，在高溫爐內熔融，發生複雜的物理變化、化學反應後，形成無機氧化物的熔融混合物，如氧化矽、氧化鋁、氧化鉀/氧化鈉、氧化硼等，高溫熔化成氧化物的連續網絡結構，冷卻過程中黏度逐漸增大並硬化形成非結晶矽酸鹽類的無機非金屬材料，它們並沒有特有的固定的組成，非結晶性是其區別於陶瓷、水泥材料最顯著的結構特徵。

不同種類的玻璃，其化學成分各不相同，但含量最高的還是非晶二氧化矽，一般為50%~80%，在石英玻璃中更高達98%以上。SiO₂在玻璃中構成骨架，賦予玻璃良好的化學穩定性、熱穩定性、透明性、較高的軟化溫度、硬度和機械強度。但含量增大時，熔融溫度升高，玻璃液黏度增大。SiO₄^4-四面體結構為其基本構築單元。普通玻璃還含有氧化鉀/氧化鈉、氧化鈣等其他氧化物。