相对于传统玻璃而言,特种玻璃指除平板玻璃及日用器皿玻璃以外的,采用精制、高纯和新型原料、采用新工艺在特殊条件下或严格控制形成过程制成的具有特殊功能或特殊用途的玻璃,包括经玻璃晶化获得的微晶玻璃。它们是在普通玻璃所具有的透光性、耐久性、气密性、形状不变性、耐热性、电绝缘性、组成多样性、易成型性和可加工性等优异性能的基础上,通过使玻璃具有特殊的功能,或将上述某项特性发挥至极点,或将上述某项特性置换为另一种特性,或牺牲上述某些性能而赋予某项有用的特性之后获得的。
图1 常见的一些玻璃加工工具
近数十年来,特种玻璃的不断发展,使它与传统的玻璃有了明显差别。
表1 特种玻璃与传统玻璃对比
序号 | 不同之处 | 表现特征 |
1 |
成分的变化 |
从纯硅酸盐系统发展至已硅酸盐、硼酸盐及磷酸盐为主的玻璃系统,并进一步出现了一系列新的非硅酸盐氧化物玻璃系统。从纯氧化物玻璃发展至卤化物、硫族化物和合金化合物等非氧化物玻璃以及上述不同类型混合而成的混合玻璃。从纯无机化合物玻璃发展至ORMOSIL复合玻璃。从成分单纯的Na2O-CaO-SiO2系统发展至元素周期表中大部分元素为成分的多形式的特种玻璃。 |
2 |
形状的变化 |
从传统的板状、块体发展至薄膜和纤维,即从三维发展到二维和一维。另外,还有空心和实心及各种粒径范围的玻璃微球。 |
3 |
玻璃态的变化 |
随着特种玻璃的发展,首先出现了微分相的Vycor玻璃,继而出现乳浊玻璃、胃镜玻璃和泡沫玻璃。为了减少玻璃的表面反射,近年来研究成功了所谓空气薄膜玻璃。 |
4 |
玻璃功能的变化 |
玻璃已从单纯的透光材料和包装材料发展成具有光、电、磁和声等特性的材料。由于生物玻璃的研究成功,玻璃已从一种无生命的材料发展成为有机体的修补或替换材料。 |
5 |
玻璃制备工艺的变化 |
制备玻璃的传统方法是采用坩埚窑和池窑工艺的高温熔融法,而特种玻璃的高温熔融法制备已发展为电加热、高频感应加热、多层坩埚熔炼、高压真空熔炼、太阳炉融化、等离子火焰融化以及激光融化等多种手段。此外,制备玻璃的方法已经有气相合成、真空蒸发和溅射、CVD和MOCVD等气相沉积、低温合成、高能射线辐照以及当前发展相对较快的溶液-凝胶法等多种制备工艺。 |
玻璃行业是个规模效益和产品结构优势二者缺一不可的行业。当今世界上61%的玻璃产量由五大玻璃公司占据,而我国所拥有的世界玻璃生产总量31%的份额却散落在近300家大、中、小企业,无法与世界五大集团公司相抗衡。因此,应当通过兼并、收购、合资、租赁、控股等多种方式推进玻璃企业的联合重组,发展大型的玻璃集团公司,以低成本、高质量、多品种的强劲势态参与市场竞争,才是中国玻璃行业的出路。
图2我国玻璃行业应用领域分布
据了解,我国的特种玻璃近年来呈现出一片利好的形势。
2003年7月江苏华尔润集团投资的8亿元特种玻璃项目动工;十月秦皇岛星箭特种玻璃有限公司生产的空间用抗辐照玻璃盖片,被用于我国“神舟”系列飞船的太阳能电池阵上,成为阻挡外层空间辐射的一道屏障。空间用抗辐照玻璃盖片采用独特配方设计和调整技术,熔炼了质量玻璃基块,将半导体加工技术引入玻璃精加工过程,在性能效率比方面有较大突破,高精度加工技术保证了玻璃品质,产品在国内处于领先水平。据悉,该产品不仅适用于飞船,而且还能广泛应用于空间卫星的抗辐照领域。
图3搭载神舟飞船的长征2f运载火箭
2005年12月8日,西部最大的两条特种玻璃生产线在双流县建成投产。这两条具有国际一流水平的生产线可年产特种玻璃40万吨,产品广泛应用于光学、电子、信息、汽车等领域和建筑行业,结束了四川无汽车挡风玻璃生产的历史。
图4特种玻璃生产线
2006年8月15日,在永定县“6·18”项交会上对接成功的高硼硅特种玻璃技术项目,在永定县莲花工业园区内的福建龙发特种玻璃有限公司正式投产。它填补了我省特种玻璃生产的空白。“3.3高硼硅玻璃生产技术”具有很低的热膨胀系数,热稳定性好,硬度高,抗耐磨性高,对水和酸有十分优异的抵抗能力,被广泛用于制造耐热玻璃仪器、燃器,工业制品及大量太阳能真空管热水管。
2007年,汕头市一家民营企业从强手如林的竞标企业中脱颖而出,一举中标奥运建设项目———“鸟巢”的建筑特种玻璃供应合同。该“金刚玻璃”采用节能隔热的镀膜玻璃作为基材,不仅满足了节能环保的要求,与鸟巢的风格相得益彰,收到了国内外有关专家的高度赞誉。
图52008年北京奥运会主场馆——鸟巢
2008年9月4日,全国工业玻璃和特种玻璃标准化技术委员在宿迁市正式成立。拟制定工业玻璃和特种玻璃标委会中长期标准化工作规划,建立完善的标准体系;加强标准的实施及监管,做好已发布标准的跟踪调查和效果评价。这也标志着我国特种玻璃的管理体系建设上升到了一个新的高度。
2009年,新上线的国内单台融化面积最大、技术含量最高的特种玻璃窑炉等一大批特种玻璃制造项目正式投产。
2010年,国家特种玻璃及硅材料制品检验中心在蚌埠龙子湖西岸滨湖新区开工建设,整个检测实验室在设备配备、检测能力、技术水平、科研条件、管理方面都提出了更高的要求。
2011年,随着《新材料“十二五”规划》和《建筑材料工业“十二五”发展指导意见》的出台,太阳能玻璃等特种玻璃被提到新的发展日程表之中。
2012年,国务院印发《战略性新兴产业发展“十二五”规划》,提出了大力发展低辐射镀膜玻璃、光伏超白玻璃、平板显示玻璃、新型陶瓷功能材料、压电材料等无机非金属功能材料的总体指导意见...
随着我国经济的持续健康发展,居民消费能力不断提升对玻璃深加工产品的需求也不断提高。人们对产品的追求追从简单使用功能不断升级,更加追求产品的装饰性、更高技术含量以及在节能环保方面的功能。今后一段时间,随着经济的继续发展,房地产业以及新兴的太阳能产业将会长期向好发展,行业也将面临一个较好的发展机遇。