玻璃世界与化学
化学先生 / 2019-05-22
我们的祖先在3000多年前就已经能够制造玻璃了，在距今3000多年的西周就已将白色穿孔的玻璃珠作为装饰品了。在古埃及的遗迹古墓中掘出了距今550年的玻璃珠。
玻璃最早是由砂子和天然碱制成的，是由人工制造成的复杂的硅酸盐混合物，一般的玻璃可用Na20·CaO·6S02表示。玻璃不是品体，也不是液体，而是一种过冷的液体，或者是一种未结品的黏液体，称作玻璃态物质。玻璃没有确定的熔点，在一定的温度范围内逐渐软化，在软化时，可以将玻璃加工成各种形状。
制造玻璃的原料有石英(或长石)、石灰石、纯碱。炼制过程中还要加轴料，如为了消除玻璃中的气泡，要加入“澄请剂”，常用的澄清剂有砒霜、芒硝。这些物质受热分解产生很多气体，这些气体形成大气泡可以将玻璃中的小气泡带走。制造特种玻璃还要加不同的原料。
玻璃具有许多特殊的性质。玻璃的化学性质稳定，除氧氟酸和热的确酸外，玻璃几平耐任何酸、碱的腐蚀。在食品工业和医药工业中多采用它作包装。
皆通的玻璃受急热或急冷会炸裂，这是个缺点，但是我们也可利用这个性质来切割玻璃。生产中，玻璃管子从炉池中用拉管机不断地拉出来，在末端切割成一段一段的，只需用随水的金属去刘一下刚拉出来的热的玻璃管子，就会受急冷而裂断。石英玻璃的膨胀系数小，所以急热和急冷不会炸裂。
玻璃的硬度仅次于金刚石、碳化在等料，比一般的金属硬，玻璃硬度虽然很大，但是很脆，不耐冲击，所以在出土文物中玻璃制品较少。
玻璃的透光性能好。光在玻璃中会发生折射，因此制造光学仪器和设备的玻璃不是一般的普通玻璃，而要用特殊制造的光学玻璃。制造光学玻璃时，原料中不能含有铁之类的杂质。有时要加入稀土原料，如氧化镧等。熔炼过程中要不停地搅拌，防止气泡产生。有些高级光学玻璃要用比黄金还要贵重的白金坩埚熔炼。炼制中还要退火，即加热到一定温度，再逐渐降低温度，使玻璃的各部分均匀。
玻璃种类很多，如制造光学仪器的铅玻璃，制造化学仪器的酸盐玻璃，耐冲击的钢化玻璃等。
常用的有色玻璃是在原料中加金属的氧化物或金属。如氯化钻使玻显红色，加人氧化亚铜显深红色，二氧化锰使玻璃显紫色，微量的络的化合物使玻璃显绿色。
夏天人们常常戴一副有色眼镜来保护眼睛免受阳光的强烈刺激。什么镜片好呢?戴黄绿色的看东西最清楚;绿色和茶色镜片都能吸收紫外线和红外线;灰色镜片的玻璃是中性玻璃，它既能阻挡耀眼的阳光，又不改变外界景物的颜色;变色镜片是在玻璃中加进金属鹵化物制成的。
有人推崇水晶眼镜，说水晶不伤眼睛，使人感到清凉，这是没有根据的。水晶对紫外线和红外线均无吸收本领，这两种有害的射线可以畅行无阻地透过镜片进入眼睛里，水晶比玻璃容易传热，实际上应该说是戴水晶眼镜“烧”眼睛。
除了常见玻璃外，人们为了满足各种不同的需要，通过改变玻璃的成分和结构，制造出各种各样、性能各异的玻璃。如感光玻璃、玻璃纤维光导纤维、微晶玻璃等。
微晶玻璃的强度比一般的玻璃高出几倍以至几十倍，比一些金属、岩石、不锈钢的强度都高。密度比铝还小，耐高温，加热到1000℃0以上也不变软，迅速冷却到5℃也不会炸裂。微晶玻璃用途十分广泛，可做汽轮机叶片、喷气发动机喷嘴、导弹头部防护罩等。今后，玻璃的用途将有更大的发展。
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