1、几类特种玻璃简介鸟 巢水立方体育馆世博馆几类特种玻璃简介 在特种玻璃领域中，目前比较典型的，发展比较迅速的主要有光电子功能玻璃、微晶玻璃、溶胶-凝胶玻璃、有机-无机玻璃、生物玻璃、太阳能玻璃、防火玻璃。几类特种玻璃简介特种玻璃光电子功能玻璃微晶玻璃溶胶-凝胶玻璃有机-无机玻璃生物玻璃太阳能玻璃防火玻璃通信光线基板玻璃激光及微光电子学玻璃“特种”和“普通”玻璃之间的区别“特种”和“普通”之间没有明显的界限,但在玻璃系统、应用范围和生产规模上是有区别的。当时所指“普通”玻璃主要为以硅酸盐玻璃为基础的以瓶罐为代表的器皿玻璃、以窗玻璃为代表的平板玻璃、以电灯泡为代表的电真空玻璃和玻璃钢中的玻璃纤维。把
2、光学玻璃、熔融石英玻璃、微晶玻璃、光导玻璃纤维、高硅氧玻璃、激光玻璃、光色玻璃、红外光学玻璃和纤维、快离子导体、特种电性能玻璃以及高弹性模数和特殊力学性能玻璃归为特种玻璃。光电子功能玻璃 通信光纤 基板玻璃 激光及微光电子学玻璃通信光线 1.通信光纤概述 2.生产工艺概述 3.国内外厂家简介通信光纤概述 光学纤维是利用光学波导原理，用低折射率玻璃作芯，外面为高折射率 玻璃所包围，使光在玻璃纤维介面上全反射，达到远距离传输的目的。光纤通信具有通信容量大，价格便宜等优点，成为取代电缆的通信手段。光纤维通常可以分为三个类型：石英光纤、渐变光纤、和非氧化物光纤。通信光纤概述 利用石英光纤作为光缆的光纤
3、通信已于1988年和1989年分别完成横跨大西洋及太平洋的光电缆敷设。氟化物光纤在红外区有低的损耗，被称为第二代光纤。利用半导体泵浦的近红外1.31m和1.55 m低消耗光纤也在近年成为研究热点。生产工艺概述 世界上制造通信用光纤的四种工艺方法：改进的化学气相沉积法 等离子体化学气相沉积法 气相轴向沉积法 管外气相沉积法 国内外厂家简介 江苏省内的五家主要光纤生产企业-江苏法尔胜光子有限公司、江苏阿尔发光电科技有限公司、南京华新藤仓光通信有限公司、特恩驰（南京）光纤有限公司和江苏中天科技光纤有限公司。美国康宁、原朗讯的OFS、荷兰Draka等。基板玻璃 1.基板玻璃概述 2.生产工艺概述 3.
4、国内外厂家简介基板玻璃概述 在大规模集成电路、光刻基板、光盘基板及液晶、太阳能电池盖板方面都使用薄层、光学均匀和高机械强度的基板玻璃。这类玻璃随着光电子的发展已形成一门新兴产业，其产量跃居特种玻璃前列，凌驾于光学玻璃之上，仅次于光纤而列第二位。基板玻璃概述 利用光学玻璃生产工艺为基础，直接成型，并通过离子交换等化学增强方法，制成高强度薄玻璃基板是玻璃研究工作的目标。美国Corning于日本Hoya公司已就联合国开发达成协议。目前，我国在这方面仍属于空白，只有个别项目作了一些研究。生产工艺概述 制造基板玻璃的方法主要有三种制造基板玻璃的方法主要有三种:浮法工艺浮法工艺 槽口下引工艺槽口下引工艺
5、溢流下拉工艺溢流下拉工艺。表4列出三种工艺技术比较。国内外厂家简介 国外基板玻璃的供应商主要是美国的康宁国外基板玻璃的供应商主要是美国的康宁(Corning)、日本的旭硝子、日本的旭硝子(Asahi Glass)、电气硝子电气硝子(NEG)以及板硝子以及板硝子(NH Technology)等四家等四家。国内有秦皇岛弘华特种玻璃有限公司秦皇岛弘华特种玻璃有限公司、东东莞市强达光学科技有限公司莞市强达光学科技有限公司。激光及微光电子学玻璃 1.激光及微电子学玻璃概述激光及微电子学玻璃概述 激光玻璃利用掺入稀土离子在强光激励下产生激光。目前强激光核聚变都使用掺钕磷酸盐玻璃。世界上已建成600台101
6、2W以上的核聚变装置。由于核聚变和X射线激光都具有潜在的军事用途，美国已投入10亿美元 以上的研究经费建立新的更大功率输出装置。我国已确定研制1013W装置。激光及微电子学玻璃概述 非线性光学玻璃是近年来新发现的材料。由于非线性玻璃响应时间快可作为高速光电子开关（比电子开关快三个数量级），它将成为光学计算机及电子元件的关键材料，也能在光导纤维中起重要作用。激光及微电子学玻璃概述 微电子学玻璃是一种新发展起来的玻璃材料，它是近代光学利用微型透镜，列阵透镜和具有梯度折射率结合的灵巧玻璃制品（smart glass products）。通过玻璃基板表面镀膜及交换制成所需的光学元件，可用于液晶显示、光
7、缆、光纤等高技术。微晶玻璃 1.微晶玻璃概述 2.生产工艺概述 3.用途及分类简介微晶玻璃概述 微晶玻璃是50年代发展起来的新型玻璃。它与传统玻璃不同，利用加入晶核或紫外辐照等方法使玻璃内形成晶核，再经过热处理使晶核长大，成为一种受控结晶过程，形成玻璃与某些晶体共存的材料，能制成零膨胀，高强度的电性质和机械性质的微晶玻璃，在航天、导弹、光学、电子学、热学等方面有着广泛用途。微晶玻璃概述 传统的微晶玻璃中以Li2O-Al2O3-SiO2及MgO-Al2O3-SiO2系统使用最普遍，前者在玻璃中形成锂辉石及石英固熔体，具有低膨胀系数，可作望远镜及炊具，而结晶成Li2O-SiO2及Li2O-2SiO
8、2的微晶玻璃可作光刻玻璃和电子工业基板及掩膜板。镁铝硅系统析出堇青石为主晶相，这种玻璃具有良好的高频微波透过和耐高温急变性能，可作为导弹雷达的天线罩。生产工艺概述 建筑微晶玻璃生产工艺有两种：压延示 烧结法 用途及分类简介 近年来，微晶玻璃在品种及用途方面仍然不断地发展，值得注意的有下列三个方面：1.锂辉石微晶玻璃与碳化硅纤维复合材料，具有很强的增韧效果，在高达1000时，其抗弯强度达到800MPa，将成为航天方面的新材料。用途及分类简介 2.氧氮微晶玻璃，是近年来发展的具有潜在使用价值的一种微晶玻璃，与过去的微晶玻璃不同，不需要辐照或加入晶核即可 直接整体微晶化。这类玻璃既降低氮化硅期间的烧
9、结温度又可保护高强度的氮化硅结构。用途及分类简介 3.可切削云母微晶玻璃。这类玻璃在微晶化过程中形成氟金云母晶体，成层状结构。可用金属加工方法进行切削及钻孔等精细加工，并具有良好的电绝缘性及耐热性，是一种有前途的电子绝缘材料。云母微晶玻璃也可以用来制作无机纸。溶胶-凝胶及有机-无机材料 1.溶胶-凝胶及有机-无机材料概述 2.生产工艺概述溶胶-凝胶及有机-无机材料概述 非线性光学玻璃玻璃是各向同性的,所以它只具有三次非线性光学效应,而不产生二次非线性光学效应.三次非线性光学系数或称非线性折射率可以根据玻璃的折射率和色散或者玻璃的紫外吸收极限来计算。溶胶-凝胶及有机-无机材料概述 高折射率和高平
10、均色散的玻璃,如高铅、高铋等氧化物玻璃、碲酸盐玻璃和硫系玻璃,具有高的三次非线性光学系数.半导体微粒掺杂的玻璃,由于量子尺寸效应,使玻璃的吸收边波长可以移动,在共振区域内,三次非线性系数得到加强.为了获得高浓度的半导体微粒,目前采用溶胶-凝胶方法制备.溶胶-凝胶及有机-无机材料概述 也可用有机-无机杂交(hybrid)形成复合玻璃,靠有机分子高的非线性光学系数.这种玻璃可作快速光开关和调制器.溶胶-凝胶方法还为玻璃纤维及薄膜制造方法开辟了新的捷径。生产工艺概述 与传统玻璃制备方法不同，这两类玻璃都是利用硅、钛、锆及其它金属醇盐通过水解形成凝胶，加热除去OH根和有机溶液，使凝胶在较低温度下烧结成
11、透明玻璃体。利用这种方法可制成一些高温度难熔玻璃，并能避免玻璃高温熔体的分相与析晶。生产工艺概述 近年来，在凝胶玻璃的基础上，发明了一种分子水平的无机有机直接键合的新型材料ORMOSIL,它是一种分子水平的无机有机复合材料，制成的玻璃具有从有机塑性逐渐过渡到无机玻璃脆性的特性。ORMOSIL制备原理是通过利用苯核或环氧核与硅、钛等形成化合物，使玻璃性能从有机向无机过渡，从而有效地解决玻璃脆性。这类材料除作玻璃保护涂层外，还可作透光的导电膜及纤维，在光学性质方面具有特别高的色散及较低的折射率。生物玻璃 1.生物玻璃概述 2.生产工艺概述生物玻璃概述 生物玻璃是利用玻璃或办理陶瓷制成人工骨、人工牙
12、齿等，将其植入人体内，玻璃中的磷酸钙在骨骼与玻璃连接的骨胶中形成羟基磷灰石晶体，从而使骨质细胞长入玻璃内与生物体牢固结合。生物玻璃概述 国内外在生物玻璃方面的研究工作已深入的展开，并有许多人工骨已成功地应用于临床。利用这类含磷酸钙或羟基磷灰石的材料，也可以制成生物胶凝材料及涂层，使植入物与生物体牢固结合。生产工艺概述 生物玻璃的制法与工业玻璃类似，在1400左右高温下熔制，均化后浇注到不锈钢模具中成形，退火后即得到其制品。由于生物材料的特殊要求，制备生物玻璃须采用高纯试剂作原料，以铂坩埚为容器，尽可能减少杂质混入。由于生物玻璃化学稳定性差，易与环境中的水分反应，因此在加工、灭菌和保存中，须保持
13、干燥，防止变质。太阳能玻璃 防眩高透高强光伏玻璃 低辐射（Low-E）节能玻璃太阳能玻璃是指应用研发的最新科技、加一层涂层能够利用来采集太阳能并供能的普通玻璃。光电玻璃幕墙的生产工艺流程大致为：多晶硅片排列焊接电池线布设连接 光电玻璃的封装检验出厂使用。防火玻璃 1.防火玻璃概述 2.国内外市场前景防火玻璃概述 防火玻璃作为一种特殊的玻璃，GB15763.1-2001 的定义为：防火玻璃是在规定的耐火试验中能够保持其完整性和隔热性的特种玻璃。防火玻璃概述 GB15763.1-2001 按防火玻璃的耐火性能分为 A、B、C三类。A类：同时满足耐火完整性、耐火隔热性要求的防火玻璃。B类：同时满足耐
14、火完整性、热辐射强度要求的防火玻璃。C类：仅满足耐火完整性要求的防火玻璃。防火玻璃概述 GB15763.1-2001 按防火玻璃结构将防火玻璃分为两类。复合防火玻璃（FFB）：由两层或两层以上玻璃复合而成或由一层玻璃和有机材料复合而成，并能满足相应耐火等级要求的特种玻璃。单片防火玻璃（DFB）：是由单层玻璃构成，并能满足相应耐火等级要求的特种玻璃。国内外市场前景 国内防火玻璃（以单片防火玻璃为例）其市场价约在300-900元/m2，国际市场上，防火能力在60min的单片防火玻璃每平方米上千元人民币，防火能力达120min的优质防火玻璃其价位超过1万元人民币，这是一个巨大而又诱人的潜在的国际大市场。国内外市场前景 在国际市场方面，欧、美两大地区，以及中东地区和亚洲的日本、韩国、东南亚及大洋洲的澳大利亚对防火、隔热玻璃的市场需求十分强劲。尤其是中东地区，由于该地域干旱、炎热、少水，易引发火灾。防火、隔热玻璃一直走俏于市场，当地供不应求，市场缺口大，多依靠外来品补给。
