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[冷知識分享]
玻璃是甚麼來的？
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作者:
wood121
時間:
2007-5-11 08:48 AM
標題:
玻璃是甚麼來的？
玻璃，中國古代亦稱琉璃，是一種透明、強度及硬度頗高，表面平滑及不透氣的物料。玻璃在化學上幾乎完全呈惰性，亦不會與生物起作用，故此用途非常廣泛。不過玻璃亦有容易碎成尖銳碎片的缺點，但這缺點可以透過加入其他物料，或以熱處理改良。玻璃是一種非晶形固體。溶解的玻璃迅速冷卻，各分子因為沒有足夠時間形成晶體而形成玻璃。例如若將原為晶體的砂糖以熱力溶解，然後倒在冷凍的表面上，所產生成的糖塊即為非晶形固體。
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普通玻璃主要是非晶的二氧化矽(SiO2)，亦即石英，或砂的化學成分。純正的矽土溶點為攝氏2000度。因此製造玻璃時一般會加入兩種材料：碳酸鈉 (Sodium Carbonate,Na2CO3 ，即蘇打粉)及碳酸鉀(Potash，鉀鹼)。這樣矽土溶點將降至1000度左右。但是因為碳酸鈉會令玻璃溶於水中，因此通常還要加入適量的氧化鈣CaO，使玻璃不溶於水。
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對可見光透明是玻璃最大的特點。一般的玻璃因為製造時加進了碳酸鈉，所以對波長短於400納米的紫外線並不透明。若果要讓紫外線穿透，玻璃必須以純正的二氧化矽製造。這種玻璃成本較高，一般被稱為石英玻璃。純玻璃對紅外線亦是透明的，可以造成數公里長，作通訊用途的玻璃纖維。
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常見的玻璃通常亦會加入其他成份。例如看起來十分閃爍曜眼的水晶玻璃（Lead glass)，是在玻璃內加入鉛,令玻璃的折射指數增加，產生更為眩目的折射。至於派來克斯玻璃(Pyrex)，則是加入了硼，以改變玻璃的熱及電性質。加入鋇亦可增加折射指數。製造光學鏡頭的玻璃則是加入釷的氧化物來大幅增加折射指數。倘若要玻璃吸收紅外線，可以加入鐵。例如放映機內便有這種隔熱的玻璃。玻璃加入鈰則會吸收紫外線。
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在玻璃中加入各種金屬和金屬氧化物亦可以改變玻璃的顏色。例如少量錳可以改變玻璃內因鐵造成的淡綠色。多一點錳則可以造成淡紫色的玻璃。硒亦有類似的效果。少量鈷可以造成藍色的玻璃。錫的氧化物及砷氧化物可造成不透明的白色玻璃。這種玻璃好像是白色的陶瓷。銅的氧化物會造成青綠色的玻璃。以金屬銅則會造成深紅色、不透明的玻璃，看起來好像是紅寶石。鎳可以造成藍色、深紫色、甚至是黑色的玻璃。鈦則可以造成棕黃色。微量的金(約0.001%)造成的玻璃是非常鮮明，像是紅寶石的顏色。鈾(0.1 至2%)造成的玻璃是螢火黃或綠色。銀化合物可以造成橙色至黃色的玻璃。改變玻璃的溫度亦會改變這些化合物造成的顏色，但當中的化學原理相當複雜，至今仍然未被完全明解。
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有時在火山溶岩中會出現天然的玻璃，稱黑曜石或火山玻璃。黑曜石可以用來造成簡單的尖刀。
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歷史
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人類相信自石器時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記載使用玻璃作器皿。西元前200年，巴比倫發明了玻璃吹管製玻離的方法，接著這個方法傳入羅馬，歐洲在公元一世紀左右羅馬的波特蘭瓶即是玻璃浮雕作品。到了十一世紀，德國發明製造平面玻璃的技術。先把玻璃吹成球狀，然後造成圓筒型。在玻璃仍熱時切開，然後攤平。這種技術在十三世紀的威尼斯得到了進一步改良。十四世紀歐洲的玻璃製造中心是威尼斯，很多以玻璃造成的餐具、器皿等都是由威尼斯製作。日後歐洲很多玻璃工匠都是師承威尼斯。1827年發明的玻璃壓印機器，開展了大規模生產廉價玻璃器具的道路。
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玻璃上有時會以酸或其他腐蝕物料刻上藝術圖案。傳統的造法是在吹或鑄玻璃的時候由工匠刻作。後來在1920年發明了可以在模具上加上雕刻的辦法，亦可以使用不同顏色的玻璃，於是在1930年以後，大量生產的廉價玻璃器具逐漸出現。
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中國在西周時亦已開始製造玻璃。在西周時期的古墓中曾發現玻璃管、玻璃珠等物品。南北朝以前，中文多以琉璃稱以火燒成，玻璃質透明物。宋時則開始稱之為玻璃。到明清時，習慣以琉璃稱呼低溫燒成，不透明的陶瓷。很多當時的「琉璃」嚴格上來說，並不屬於現代所說的「玻璃」。
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玻璃產品
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玻璃的強度及化學惰性使它成為非常有用的物料。很多家庭用品，例如杯子、碗碟、瓶子等等都是以玻璃製造。此外，燈泡、鏡、電腦顯示器（CRT）、電視機、窗等等需要使用玻璃。實驗室內大部分的器皿亦是玻璃造成，而且多數是較為耐高溫，和膨脹較少的派來克斯玻璃。對於要求高的應用，還會用上石英玻璃。品質好的手錶亦會用上石英玻璃的錶面。至於光學器材，更是離不開玻璃造的鏡頭。
作者:
ironeagle
時間:
2007-5-12 05:17 AM
good knowledge
作者:
e_kwock
時間:
2007-5-12 08:40 AM
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