玻璃的生產過程

現代的玻璃大部份為鈉、鈣玻璃,用於生產平板

玻璃、各種容器和燈泡。運用

最的是二氧化矽,常和石灰石、碳酸鈉依不同比

例混合。

    在玻璃工廠中,先把混合好的原料倒入容量約

100公噸的儲槽內。然後,再將

原料加熱,直到原料融化至白熱化為止。這些玻璃須再經適當的處理,如用兩

很重的滾軸壓製成片狀之玻璃,倒入鋼桌上做成平版玻璃,或用機器將熔化的

玻璃壓入模型以做成碟子;或將玻璃放入模子中吹製成燈泡。

    吹製燈泡是歷史最悠久的玻璃製造技術之一。為要吹製玻璃,吹製師必須使

用一長吹管,在吹管的一端放上熔融的玻璃,再吹成一玻璃泡。利用玻璃泡的

旋轉及各種工具以造型,可隨心所欲吹成任何想要的東西,如:酒杯、花瓶及各

種特殊的玻璃器材

    玻璃是一種非常熟悉的陶瓷材料,包括各式容器、窗戶、鏡片和玻璃纖維等

均是典型的代表性應用。如已提到過的,它們是非晶質矽酸鹽包含其他的氧化

物所構成,這些氧化物包括CaO,Na2O,K2OAl2O3等,它們的含量與組成種類會

影響玻璃的性質。典型的鈉灰石玻璃是由大約70wt%SiO-2及其他Na2OCaO氧化

物等所組成。這些材料的兩種主要特徵是它們的光學透明度和相當容易的製造性。

 
()玻璃性質
        玻璃化或非晶形材料的固化並不同於結晶結構材料。冷卻時,玻璃會隨著溫

度的降低以連續的方式變得愈來愈黏稠,且液體變態成固體時,並不像結晶材料

一樣具有一個固定的溫度。事實上,對玻璃化材料而言,體積會隨溫度下降而連

續地變小。在曲線斜率稍為降低時稱之為玻璃轉換溫度(glass transition temperature)。低於此溫度,材料可

視為玻璃;高於此溫度,開始時是

過冷液相

最後會成為液體。

 
(二)玻璃成形                                                
       

           玻璃是藉由加熱原料到超過熔

點的高溫而製成,多數商業化玻璃是矽酸鹽//灰石組成的變化。矽酸鹽通常是用

常見的石英砂(SiO2),而Na2OCaO用來當做鈉灰(Na2CO3)及來姆石(CaCO3)

加。常用四種不同的成形方法包括(1)壓製;(2)吹製;(3)抽絲及纖維成形。

(1)壓製是用於製作具厚壁的物件 ,如板及盤等。玻璃物件的成形是靠壓力施加於

一個具有所要形狀且鍍上石墨的鑄鐵模具而產生的;模具經常須經加熱以確保均

熱的表面。

(2)吹製是將玻璃原始材料靠機械壓縮在一個模子中成形的,此材料埋入吹製模具

中並以吹入的空氣迫使模具確實受壓力而使之成形。

(3)抽絲是用於具有相同截面的長條形玻璃物品,如薄板、棒、管和纖維的成形。

連續的玻璃纖維是以相當複雜的抽絲過程來成形。熔融玻璃預先裝在一個白金加

熱室內並藉由通過裝置室內的許多小孔抽絲而成形,其中玻璃的黏度是靠裝置室

及小孔的溫度來控制。

 
三)玻璃熱處理
 
Ⅰ、退火(Annealing
 
        當玻璃材料從高溫冷卻下來,由於表面和內部區域的冷卻速率及熱收縮不同

玻璃會產生內應力,又稱為熱應力。這些熱應力會弱化材料,並可能在不預期的

情況下會導致破裂,此現象稱為熱震(thermal shock)。正常之下,應避免熱應力

產生,可藉由足夠緩慢速率冷卻玻璃材料而達成,此稱為退火處理。

 
Ⅱ、玻璃回火(Glass Tempering
 
        玻璃材料的強度可藉由壓縮殘留表面應力而強化,這可藉由熱回火(thermal tempering)的熱處理程序完成之。使用此種技術時,玻璃材料須加熱到溫度高於

玻璃轉換區域但低於軟化點的溫度。

 
 
 
四)玻璃陶瓷
 
        大多數的無機玻璃可藉適當的高溫熱處理使非晶質狀態轉換成結晶狀態。此

過程叫做去玻璃質化(devitrification),其產物為一種細晶粒的多晶材料經常稱為

玻璃陶瓷(glass-ceramic),可應用於半導體材料精煉坩堝表層之製造。

二氧化矽的塵粒,其直徑大部分在10μ以下,便有產生矽土沉著病的可能。如果矽

土塵埃的數量在每一立方呎空氣之中超過五百萬顆,而工人們在這樣的環境下工

作十年以上,矽土沉著病便會發生,塵埃量越大,則誘發疾病的時間越短

 
 
冷工製作技法:
 
名稱:
過程:
彩繪
以彩繪顏料,在室溫下於玻璃物表面描繪圖畫,有些需加熱固定,有些則不需.
程中也可以加上金箔、銀箔熔成的金屬顏料,稱為飾金彩繪.
釉彩
是一種需要再加溫的彩繪的技法,在玻璃物表面,以釉彩顏料繪製圖樣,然後再置入熔爐加溫固定顏料,避免剝落. 
鑲嵌
以有凹槽之鉛條為線框,組合成千上萬片的彩色玻璃板的技法.需繪製小型平面圖,根據平面圖繪製等尺寸的草圖,確定每一種顏色的造形與尺寸,正確切割玻璃板,以鉛線熔銲成大塊面積.
版畫
無須加溫的冷作,利用噴砂或磨刻的技法,將圖刻印在玻璃板上,加以製版,以版畫機或滾筒上色,在棉紙或水彩紙上壓製成版畫.
浮雕
在雙層或多層顏色套料的玻璃,浮雕出立體圖案透露出底色,行成浮雕效果
切割
運用切割輪,在玻璃物上切割紋飾、塊面,線條等裝飾,或大面切割成造型,有時雙色套料玻璃,因表現內外不同的顏色的特殊效果.
磨刻
以鑽石或金屬雕刻,或雕刻筆等雕刻工具,在玻璃表面畫線裝飾花紋與圖樣的技法,因使用工具的不同,可分為輪刻、點刻、平科等各種技法.
酸蝕
 在玻璃板繪製圖形、勾勒線條,再以化學酸劑分階段侵蝕出深淺不同的圖案.
噴砂
先以膠帶黏滿整個玻璃物,在以刻刀鏤刻去掉圖案不要的部分,置入噴砂機,運用金剛砂的高噴射力,在玻璃上做出霧狀效果.
研磨
以旋轉輪盤為研磨台,混合水與金剛砂,磨平刨光玻璃作品.
刨光
以旋轉皮輪為平台,將玻璃至於其上,磨光刨光大塊平面.
火刨
將作品置入熔爐加溫,利用玻璃的特性,加熱融化表面產生亮度.
膠合
以接著劑將玻璃塊加以黏合成造型.
複合媒材
運用玻璃與其他材質組合創作.
 

有冷工當然有熱工

以下是熱工製作技法
名稱:
過程:
壓模法
將融熔的熱玻璃膏注入壓進已刻好的圖紋模中變成塊狀的同時花紋也壓製好了
砂模鑄造
將模型壓入溼度適中的砂噴灑乙炔避免砂模崩落,在將玻璃膏到入砂模內待玻
璃稍冷後再取出徐冷後再研磨加工
胚心成形
最早用來製作玻璃容器的技法之一先混合泥土和馬糞做成胚心包在金屬棒外再沾取熱玻璃膏成為容器主體,在外圍繞玻璃絲勾勒花紋,等徐冷完後挖出胚心就完成了
燈炬熱塑
以小型噴槍或燈炬加熱,故又稱為燈炬熱塑,只用各色硼玻璃色或鈉玻璃色棒,以拉長、扭曲、纏繞等技巧,連結組合成造型,適合微小精巧的表現,例如玻璃珠、動物及植物等。又因所使用玻璃棒不同區分為:實心、空心及拉絲熱塑,此外也可搭配彩繪增加作品的趣味性。
吹製
起源於西元元年羅馬帝國,到現在仍是玻璃技法中最重要,應用最廣,變化最多的製作法。吹製多以容器為主,過程是指以吹管沾取融熔玻璃膏,吹氣形成小泡
,再運用工具加以熱塑造型,再以另一吹管沾取少量玻璃作架橋接底動作,敲下作品徐冷。
脫臘鑄造法
用耐火石膏包住臘模後,在將玻璃原料與空模同時放入爐內加溫,在高溫下玻璃慢慢流入模內成型,放置在熔爐中脫臘,徐冷拆除石膏模,再進行研磨刨光加工完成。
粉末鑄造法
將玻璃塊與玻璃粉填入預先設計好的模型中,放進熔爐升溫熔融成整件玻璃作品。
爐內加溫設計法
是在750-850度之間加溫製作的技法
熱塑熔合
將先切好的玻璃或不同圖案的玻璃片組合在陶製平板上放入熔爐升溫成為一件玻璃版通常會再搭配其他技法加以變化
烤彎
將玻璃材料放入已先設計製作好造型的陶土模版上加溫玻璃漸漸變軟而開始下垂便可以自由落體成型
 

以下是玻璃在各溫度時的程序:                                        

     攝氏450 :徐冷點
     攝氏600 :玻璃有下墜現象
     攝氏700 :可烤彎玻璃會黏在一起
     攝氏800 :熔合像麥牙糖一樣會流動
     攝氏850 :脫蠟鑄造
     攝氏900 :吹製
     攝氏1000:拉絲
     攝氏1150:胚心成形
     攝氏1300:壓模成形接近水一樣柔軟
     攝氏1450:熔融點沸點起泡
 

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