玻璃的成份与历史
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/26 13:53:11
玻璃的成份与历史
玻璃的成份与历史
玻璃的成份与历史
成份
普通玻璃的成分主要是二氧化矽（SiO2,即石英,砂的主要成分）.而纯矽土熔点为摄氏2000度,因此制造玻璃时一般会加入碳酸钠（Sodium Carbonate,Na2CO3 ,即苏打粉）与碳酸钾（Potash,钾碱）,这样矽土溶点将降至摄氏1000度左右.但是碳酸钠会使玻璃溶於水中,因此通常还要加入适量的氧化钙（CaO）使玻璃不溶於水.
对可见光透明是玻璃最大的特点,一般的玻璃因为制造时加进了碳酸钠,所以对波长短於400奈米｜nm的紫外线并不透明.如果要让紫外线穿透,玻璃必须以纯正的二氧化矽制造,这种玻璃成本较高,一般被称为石英玻璃.纯玻璃对红外线亦是透明的,可以造成数公里长,作通讯用途的玻璃纤维.
常见的玻璃通常亦会加入其他成份.例如看起来十分闪烁曜眼的水晶玻璃（Lead glass,又称铅玻璃）是在玻璃内加入铅,令玻璃的折射系数增加,产生更为眩目的折射.至於派热克斯玻璃（Pyrex）,则是加入了硼,以改变玻璃的热及电性质.加入钡亦可增加折射指数.制造光学镜头的玻璃则是加入钍的氧化物来大幅增加折射指数.倘若要玻璃吸收红外线则可以加入铁,放映机内便有这种隔热的玻璃.玻璃加入铈则会吸收紫外线.
在玻璃中加入各种金属和金属氧化物亦可以改变玻璃的颜色.例如少量锰可以改变玻璃内因铁造成的淡绿色,多一点锰则可以造成淡紫色的玻璃.硒亦有类似的效果.少量钴可以造成蓝色的玻璃.锡的氧化物及砷氧化物可造成不透明的白色玻璃,这种玻璃好像是白色的陶瓷.铜的氧化物会造成青绿色的玻璃.以金属铜则会造成深红色、不透明的玻璃,看起来好像是红宝石.镍可以造成蓝色、深紫色、甚至是黑色的玻璃.钛则可以造成棕黄色.微量的金（约0.001%）造成的玻璃是非常鲜明,像是红宝石的颜色.铀（0.1%至2%）造成的玻璃是萤火黄或绿色.银化合物可以造成橙色至黄色的玻璃.改变玻璃的温度亦会改变这些化合物造成的颜色,但当中的化学原理相当复杂,至今仍然未被完全明解.
有时在火山溶岩中会出现天然的玻璃,称黑曜石或火山玻璃.黑曜石可以用来造成简单的尖刀.
历史
人类相信自石器时代即已使用天然的火山玻璃.古埃及在公元前二千年左右已有记载使用玻璃作器皿.西元前200年,巴比伦发明了玻璃吹管制玻璃的方法,接著这个方法传入罗马,欧洲在公元一世纪左右罗马的波特兰瓶即是玻璃浮雕作品.到了十一世纪,德国发明制造平面玻璃的技术.先把玻璃吹成球状,然后造成圆筒型.在玻璃仍热时切开,然后摊平.这种技术在十三世纪的威尼斯得到了进一步改良.十四世纪欧洲的玻璃制造中心是威尼斯,很多以玻璃造成的餐具、器皿等都是由威尼斯制作.日后欧洲很多玻璃工匠都是师承威尼斯.1827年发明的玻璃压印机器,开展了大规模生产廉价玻璃器具的道路.
玻璃上有时会以酸或其他腐蚀物料刻上艺术图案.传统的造法是在吹或铸玻璃的时候由工匠刻作.后来在1920年发明了可以在模具上加上雕刻的办法,亦可以使用不同颜色的玻璃,於是在1930年以后,大量生产的廉价玻璃器具逐渐出现.
中国在西周时亦已开始制造玻璃.在西周时期的古墓中曾发现玻璃管、玻璃珠等物品.南北朝以前,中国人多以琉璃称以火烧成,玻璃质透明物.宋朝时则开始称之为玻璃.到明清时,习惯以琉璃称呼低温烧成,不透明的陶瓷.很多当时的「琉璃」严格上来说,并不属於现代所说的「玻璃」.
在中国古书文献有用到「玻璃」一词的例子有:元朝的全真教道人丘处机(一说是明朝的吴承恩)所著作的《西游记》中的第一百回(径回东土 五圣成真)有写到:「沙悟净,汝本是卷帘大将.先因蟠桃会上打碎玻璃盏,贬汝下界,汝落於流沙河,伤生吃人造孽.」