玻璃是用什么材料制成的
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玻璃是用什么材料制成的
玻璃是非晶無機(jī)非金屬材料，一般是用多種無機(jī)礦物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸鋇、石灰石、長(zhǎng)石、純堿等)為主要原料，另外加入少量輔助原料制成的。它的主要成分為二氧化硅和其他氧化物。
普通玻璃的化學(xué)組成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等，主要成分是硅酸鹽復(fù)鹽，是一種無規(guī)則結(jié)構(gòu)的非晶態(tài)固體。廣泛應(yīng)用于建筑物，用來隔風(fēng)透光，屬于混合物。另有混入了某些金屬的氧化物或者鹽類而顯現(xiàn)出顏色的有色玻璃，和通過物理或者化學(xué)的方法制得的鋼化玻璃等。有時(shí)把一些透明的塑料（如聚甲基丙烯酸甲酯）也稱作有機(jī)玻璃。
發(fā)展歷史
世界最早的玻璃制造者為古埃及人。玻璃的出現(xiàn)與使用在人類的生活里已有四千多年的歷史，從4000年前的美索不達(dá)米亞和古埃及的遺跡里，都曾有小玻璃珠的出土。
公元12世紀(jì)，出現(xiàn)了商品玻璃，并開始成為工業(yè)材料。18世紀(jì)，為適應(yīng)制望遠(yuǎn)鏡的需要，制出光學(xué)玻璃。1874年，比利時(shí)首先制出平板玻璃。1906年，美國(guó)制出平板玻璃引上機(jī)，此后，隨著玻璃生產(chǎn)的工業(yè)化和規(guī)�；鞣N用途和各種性能的玻璃相繼問世�，F(xiàn)代，玻璃已成為日常生活、生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的重要材料。
3000多年前，一艘歐洲腓尼基人的商船，滿載著晶體礦物“天然蘇打”，航行在地中海沿岸的貝魯斯河上。由于海水落潮，商船擱淺了，于是船員們紛紛登上沙灘。有的船員還抬來大鍋，搬來木柴，并用幾塊“天然蘇打”作為大鍋的支架，在沙灘上做起飯來。
船員們吃完飯，潮水開始上漲了。他們正準(zhǔn)備收拾一下登船繼續(xù)航行時(shí)，突然有人高喊：“大家快來看啊，鍋下面的沙地上有一些晶瑩明亮、閃閃發(fā)光的東西！”
船員們把這些閃爍光芒的東西，帶到船上仔細(xì)研究起來。他們發(fā)現(xiàn)，這些亮晶晶的東西上粘有一些石英砂和融化的天然蘇打。原來，這些閃光的東西，是他們做飯時(shí)用來做鍋的支架的天然蘇打，在火焰的作用下，與沙灘上的石英砂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的物質(zhì)，這就是最早的玻璃。后來腓尼基人把石英砂和天然蘇打和在一起，然后用一種特制的爐子熔化，制成玻璃球，使腓尼基人發(fā)了一筆大財(cái)。
大約在4世紀(jì)，古羅馬人開始把玻璃應(yīng)用在門窗上，到1291年，意大利的玻璃制造技術(shù)已經(jīng)非常發(fā)達(dá)。
就這樣，意大利的玻璃工匠都被送到一個(gè)與世隔絕的`孤島上生產(chǎn)玻璃，他們?cè)谝簧?dāng)中不準(zhǔn)離開這座孤島。
1688年，一名叫納夫的人發(fā)明了制作大塊玻璃的工藝，從此，玻璃成了普通的物品。
玻璃：此為梵語音，非當(dāng)今所謂之玻璃。又作頗黎，新譯作頗置迦、娑頗致迦、塞波致迦等，相當(dāng)于此方之水精（晶）。
漢譯作水晶，有紫、白、紅、碧四色。
《玄應(yīng)音義》曰："頗黎，西國(guó)寶名也，此云水玉，或云白珠。"
《大論》云："此寶出山石窟中，過千年，冰化為頗黎珠。"
《慧苑音義》云此寶：“形如水精，光瑩精妙於水精，有黃、碧、紫、白四色差別。”
明代李時(shí)珍《本草綱目》：“玻璃，本作頗黎”。頗黎國(guó)名也。其瑩如水，其堅(jiān)如玉，故名水玉。與水精同名。
幾百年來，人們一直認(rèn)為玻璃是綠色的，是無法改變的。后來發(fā)現(xiàn)綠色來自原料中少量的鐵，二價(jià)鐵的化合物使得玻璃顯綠色。在加入二氧化錳以后，原來的二價(jià)鐵變成三價(jià)鐵顯黃色，而四價(jià)錳被還原成三價(jià)錳呈紫色。光學(xué)上，黃色和紫色在一定程度上可以互補(bǔ)，混合在一起成為白光。不過若干年后，三價(jià)錳被空氣繼續(xù)氧化，黃色會(huì)逐漸增強(qiáng)，所以那些古老房屋的窗玻璃會(huì)略微帶點(diǎn)黃色。
通性玻璃是一種無規(guī)則結(jié)構(gòu)的非晶態(tài)固體（從微觀上看，玻璃也是一種液體），其分子不像晶體那樣在空間具有長(zhǎng)程有序的排列，而近似于液體那樣具有短程有序。玻璃像固體一樣保持特定的外形，不像液體那樣隨重力作用而流動(dòng)。
性能特性
此外，玻璃按性能特點(diǎn)又分為：鋼化玻璃、多孔玻璃（即泡沫玻璃，孔徑約40nm，用于海水淡化、病毒過濾等方面）、導(dǎo)電玻璃（用作電極和飛機(jī)風(fēng)擋玻璃）、微晶玻璃、乳濁玻璃（用于照明器件和裝飾物品等）和中空玻璃（用作門窗玻璃）等。
各向同性
玻璃的分子排列是無規(guī)則的，其分子在空間中具有統(tǒng)計(jì)上的均勻性。在理想狀態(tài)下，均質(zhì)玻璃的物理、化學(xué)性質(zhì)（如折射率、硬度、彈性模量、熱膨脹系數(shù)、導(dǎo)熱率、電導(dǎo)率等）在各方向都是相同的。
無固定熔點(diǎn)
因?yàn)椴Ａ腔旌衔铮蔷w，所以無固定熔沸點(diǎn)。玻璃由固體轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w是一定溫度區(qū)域（即軟化溫度范圍）內(nèi)進(jìn)行的，它與結(jié)晶物質(zhì)不同，沒有固定的熔點(diǎn)。軟化溫度范圍Tg~T1，Tg為轉(zhuǎn)變溫度，T1為液相線溫度，對(duì)應(yīng)的黏度分別為1013.4dPa·s、104~6dPa·s。
亞穩(wěn)性
玻璃態(tài)物質(zhì)一般是由熔融體快速冷卻而得到，從熔融態(tài)向玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)，冷卻過程中黏度急劇增大，質(zhì)點(diǎn)來不及做有規(guī)則排列而形成晶體，沒有釋出結(jié)晶潛熱，因此，玻璃態(tài)物質(zhì)比結(jié)晶態(tài)物質(zhì)含有較高的內(nèi)能，其能量介于熔融態(tài)和結(jié)晶態(tài)之間，屬于亞穩(wěn)狀態(tài)。從力學(xué)觀點(diǎn)看，玻璃是一種不穩(wěn)定的高能狀態(tài)，比如存在低能量狀態(tài)轉(zhuǎn)化的趨勢(shì)，即有析晶傾向，所以，玻璃是一種亞穩(wěn)態(tài)固體材料。
漸變性可逆性
玻璃態(tài)物質(zhì)從熔融態(tài)到固體狀態(tài)的過程是漸變的，其物理、化學(xué)性質(zhì)的變化也是連續(xù)的和漸變的。這與熔體的結(jié)晶過程明顯不同，結(jié)晶過程必然出現(xiàn)新相，在結(jié)晶溫度點(diǎn)附近，許多性質(zhì)會(huì)發(fā)生突變。而玻璃態(tài)物質(zhì)從熔融狀態(tài)到固體狀態(tài)是在較寬溫度范圍內(nèi)完成的，隨著溫度逐漸降低，玻璃熔體黏度逐漸增大，最后形成固態(tài)玻璃，但是過程中沒有新相形成。相反玻璃加熱變?yōu)槿垠w的過程也是漸變的。
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