玻璃是用什麼材料製成的
玻璃是用什麼材料製成的
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玻璃是用什麼材料製成的
玻璃是非晶無機非金屬材料，一般是用多種無機礦物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸鋇、石灰石、長石、純鹼等)為主要原料，另外加入少量輔助原料製成的。它的主要成分為二氧化矽和其他氧化物。
普通玻璃的化學組成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等，主要成分是矽酸鹽複鹽，是一種無規則結構的非晶態固體。廣泛應用於建築物，用來隔風透光，屬於混合物。另有混入了某些金屬的氧化物或者鹽類而顯現出顏色的有色玻璃，和透過物理或者化學的方法制得的鋼化玻璃等。有時把一些透明的塑膠（如聚甲基丙烯酸甲酯）也稱作有機玻璃。
發展歷史
世界最早的玻璃製造者為古埃及人。玻璃的出現與使用在人類的生活裡已有四千多年的歷史，從4000年前的美索不達米亞和古埃及的遺蹟裡，都曾有小玻璃珠的出土。
公元12世紀，出現了商品玻璃，並開始成為工業材料。18世紀，為適應制望遠鏡的需要，製出光學玻璃。1874年，比利時首先製出平板玻璃。1906年，美國製出平板玻璃引上機，此後，隨著玻璃生產的工業化和規模化，各種用途和各種效能的玻璃相繼問世。現代，玻璃已成為日常生活、生產和科學技術領域的重要材料。
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。由於海水落潮，商船擱淺了，於是船員們紛紛登上沙灘。有的船員還抬來大鍋，搬來木柴，並用幾塊“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。他們正準備收拾一下登船繼續航行時，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、閃閃發光的東西！”
船員們把這些閃爍光芒的東西，帶到船上仔細研究起來。他們發現，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生化學反應而產生的物質，這就是最早的玻璃。後來腓尼基人把石英砂和天然蘇打和在一起，然後用一種特製的爐子熔化，製成玻璃球，使腓尼基人發了一筆大財。
大約在4世紀，古羅馬人開始把玻璃應用在門窗上，到1291年，義大利的玻璃製造技術已經非常發達。
就這樣，義大利的玻璃工匠都被送到一個與世隔絕的`孤島上生產玻璃，他們在一生當中不準離開這座孤島。
1688年，一名叫納夫的人發明了製作大塊玻璃的工藝，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，相當於此方之水精（晶）。
漢譯作水晶，有紫、白、紅、碧四色。
《玄應音義》曰："頗黎，西國寶名也，此雲水玉，或雲白珠。"
《大論》雲："此寶出山石窟中，過千年，冰化為頗黎珠。"
《慧苑音義》雲此寶：“形如水精，光瑩精妙於水精，有黃、碧、紫、白四色差別。”
明代李時珍《本草綱目》：“玻璃，本作頗黎”。頗黎國名也。其瑩如水，其堅如玉，故名水玉。與水精同名。
幾百年來，人們一直認為玻璃是綠色的，是無法改變的。後來發現綠色來自原料中少量的鐵，二價鐵的化合物使得玻璃顯綠色。在加入二氧化錳以後，原來的二價鐵變成三價鐵顯黃色，而四價錳被還原成三價錳呈紫色。光學上，黃色和紫色在一定程度上可以互補，混合在一起成為白光。不過若干年後，三價錳被空氣繼續氧化，黃色會逐漸增強，所以那些古老房屋的窗玻璃會略微帶點黃色。
通性玻璃是一種無規則結構的非晶態固體（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程有序的排列，而近似於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。
效能特性
此外，玻璃按效能特點又分為：鋼化玻璃、多孔玻璃（即泡沫玻璃，孔徑約40nm，用於海水淡化、病毒過濾等方面）、導電玻璃（用作電極和飛機風擋玻璃）、微晶玻璃、乳濁玻璃（用於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則的，其分子在空間中具有統計上的均勻性。在理想狀態下，均質玻璃的物理、化學性質（如折射率、硬度、彈性模量、熱膨脹係數、導熱率、電導率等）在各方向都是相同的。
無固定熔點
因為玻璃是混合物，非晶體，所以無固定熔沸點。玻璃由固體轉變為液體是一定溫度區域（即軟化溫度範圍）內進行的，它與結晶物質不同，沒有固定的熔點。軟化溫度範圍Tg~T1，Tg為轉變溫度，T1為液相線溫度，對應的黏度分別為1013.4dPa·s、104~6dPa·s。
亞穩性
玻璃態物質一般是由熔融體快速冷卻而得到，從熔融態向玻璃態轉變時，冷卻過程中黏度急劇增大，質點來不及做有規則排列而形成晶體，沒有釋出結晶潛熱，因此，玻璃態物質比結晶態物質含有較高的內能，其能量介於熔融態和結晶態之間，屬於亞穩狀態。從力學觀點看，玻璃是一種不穩定的高能狀態，比如存在低能量狀態轉化的趨勢，即有析晶傾向，所以，玻璃是一種亞穩態固體材料。
漸變性可逆性
玻璃態物質從熔融態到固體狀態的過程是漸變的，其物理、化學性質的變化也是連續的和漸變的。這與熔體的結晶過程明顯不同，結晶過程必然出現新相，在結晶溫度點附近，許多性質會發生突變。而玻璃態物質從熔融狀態到固體狀態是在較寬溫度範圍內完成的，隨著溫度逐漸降低，玻璃熔體黏度逐漸增大，最後形成固態玻璃，但是過程中沒有新相形成。相反玻璃加熱變為熔體的過程也是漸變的。