
玻璃的生产工艺主要包括配料、熔制、成形和退火等步骤。配料阶段,根据预先设计好的料方单,精确称量石英砂、石灰石、长石、纯碱、硼酸等原料,并在混料机中混合均匀。熔制阶段,将这些原料置于熔窑中,在高温下进行复杂的物理和化学反应,形成均匀无气泡的玻璃液。熔窑主要有两种类型:坩埚窑和池窑。前者玻璃料盛于坩埚内,后者玻璃料则在窑池内熔制,这两种熔窑的温度大多在1300至1600摄氏度之间。
成形阶段,将熔制好的玻璃液转化为具有固定形状的固体制品。成形在一定温度范围内进行,是一个冷却过程,玻璃从液态转变为可塑态,再转变为固态。成形方法分为人工成形和机械成形。人工成形包括吹制、拉制、压制和自由成形等,而机械成形则有压延法、浇铸法、离心浇铸法和烧结法等,这些方法逐渐取代了人工成形,因为机械成形效率更高、质量更稳定。
退火阶段,玻璃在成形过程中经历了剧烈的温度变化和形状变化,这种变化在玻璃中留下了热应力,导致玻璃强度和热稳定性下降。为了消除这种热应力,玻璃制品在成形后需要进行退火处理,即在某一温度范围内保温或缓慢降温,以降低或消除玻璃中的热应力。此外,某些玻璃制品还可以通过物理刚化或化学刚化来增强强度,物理刚化通过淬火实现,适用于较厚的玻璃杯和桌面玻璃;化学刚化通过离子交换实现,适用于手表表蒙玻璃和航空玻璃,这些处理方法能在玻璃表面层产生压应力,从而增加其强度。