毕业论文玻璃工艺说明说

先看看一百面镜子的制作：用化学反应或真空蒸发的方法，使玻璃的一面镀上一层银膜，然后涂度上不透明的保护层，镜子就做好了。从玻璃的另一面透过玻璃就能看到这层反光镀膜，就能照镜子知了。可见，如果在另一面如果也镀上这样一层膜，两层膜互相遮挡，光线就无法进入，当然也道就无法反射，自然就照不成镜子了。所以呢，真正的玻璃双面镜都是两块镜子背靠背粘在一起做成的。至少我家那块双版面镜是这样的。一块玻璃做的所谓“双面镜”都是半透明的，只有在光线亮的权地方往光线暗的方向观察才是镜子，反方向看就是透明玻璃。

玻璃是如何生产出来的呢？玻璃的生产工艺包括：配料、熔制、成形、退火等工序。分别介绍如下： 1． 配料，按照设计好的料方单，将各种原料称量后在一混料机内混合均匀。玻璃的主要原料有：石英砂、石灰石、长石、纯碱、硼酸等。 2． 熔制，将配好的原料经过高温加热，形成均匀的无气泡的玻璃液。这是一个很复杂的物理、化学反应过程。玻璃的熔制在熔窑内进行。熔窑主要有两种类型：一种是坩埚窑，玻璃料盛在坩埚内，在坩埚外面加热。小的坩埚窑只放一个坩埚，大的可多到20个坩埚。坩埚窑是间隙式生产的，现在仅有光学玻璃和颜色玻璃采用坩埚窑生产。另一种是池窑，玻璃料在窑池内熔制，明火在玻璃液面上部加热。玻璃的熔制温度大多在1300~1600゜C。大多数用火焰加热，也有少量用电流加热的，称为电熔窑。现在，池窑都是连续生产的，小的池窑可以是几个米，大的可以大到400多米2。 3． 成形，是将熔制好的玻璃液转变成具有固定形状的固体制品。成形必须在一定温度范围内才能进行，这是一个冷却过程，玻璃首先由粘性液态转变为可塑态，再转变成脆性固态。成形方法可分为人工成形和机械成形两大类。 A． 人工成形。又有（1）吹制，用一根镍铬合金吹管，挑一团玻璃在模具中边转边吹。主要用来成形玻璃泡、瓶、球（划眼镜片用）等。（2）拉制，在吹成小泡后，另一工人用顶盘粘住，二人边吹边拉主要用来制造玻璃管或棒。（3）压制，挑一团玻璃，用剪刀剪下使它掉入凹模中，再用凸模一压。主要用来成形杯、盘等。（4）自由成形，挑料后用钳子、剪刀、镊子等工具直接制成工艺品。 B． 机械成形。因为人工成形劳动强度大，温度高，条件差，所以，除自由成形外，大部分已被机械成形所取代。机械成形除了压制、吹制、拉制外，还有（1）压延法，用来生产厚的平板玻璃、刻花玻璃、夹金属丝玻璃等。（2）浇铸法，生产光学玻璃。（3）离心浇铸法，用于制造大直径的玻璃管、器皿和大容量的反应锅。这是将玻璃熔体注入高速旋转的模子中，由于离心力使玻璃紧贴到模子壁上，旋转继续进行直到玻璃硬化为止。（4）烧结法，用于生产泡沫玻璃。它是在玻璃粉末中加入发泡剂，在有盖的金属模具中加热，玻璃在加热过程中形成很多闭口气泡这是一种很好的绝热、隔音材料。此外，平板玻璃的成形有垂直引上法、平拉法和浮法。浮法是让玻璃液流漂浮在熔融金属（锡）表面上形成平板玻璃的方法，其主要优点是玻璃质量高（平整、光洁），拉引速度快，产量大 。 4． 退火，玻璃在成形过成中经受了激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。这种热应力会降低玻璃制品的强度和热稳定性。如果直接冷却，很可能在冷却过程中或以后的存放、运输和使用过程中自行破裂（俗称玻璃的冷爆）。为了消除冷爆现象，玻璃制品在成形后必须进行退火。退火就是在某一温度范围内保温或缓慢降温一段时间以消除或减少玻璃中热应力到允许值。 此外，某些玻璃制品为了增加其强度，可进行刚化处理。包括：物理刚化（淬火），用于较厚的玻璃杯、桌面玻璃、汽车挡风玻璃等；和化学刚化（离子交换），用于手表表蒙玻璃、航空玻璃等。刚化的原理是在玻璃表面层产生压应力，以增加其强度。

在中国，绝大多数货车是略微向后倾斜的。其实这是中国车辆种类少的原因，少见多怪这个很容易理解吧？在美国，如同轿车那么斜的货车很常见， 他们还有直立的甚至向前倾斜的。中国向前倾斜的也有，比如仿制俄罗斯的火箭炮拖车就是这样的。早期的轿车也是直立的，有时出于美观向后略微倾斜。随着汽车的发展，出于减少空气阻力的考虑，高速的轿车挡风玻璃都变成向后倾斜以获得更好的空气动力性。货车一般车速比较慢，而且货车因为重载，风阻占整个行驶阻力的份额比较少，再者货车驾驶舱占整个车的尺寸很小，风挡形状对整个车没多少影响。所以货车对挡风玻璃的倾斜没那么多考虑。通常，玻璃略微向前倾斜会有最好的观察性能，但这样会造成重量增加，所以一般这种形状的很少见到。略微向后倾斜在结构重量、使用空间和观察性能方面得到了最好的统一，所以大多数汽车都这样布置包括一些轿车。大角度向后倾斜因为玻璃的反光和阳光对司机的干扰，因此观察性能很差，另外空间利用上也差，结构重量变大，这是为了获得高速性能而做出的妥协。这种结构对前下方的视线也被阻挡了，所以对于驾驶员高高在上的货车来说完全不可取，即使轿车中也用得不是很多。

浅谈光栅玻璃在汽车上的应用

摘要随着工业技术的进步，功能、安全玻璃在汽车行业己经广泛的应用，作为高科技的玻璃产品，光栅玻璃应

用于汽车挡风玻璃，必将为玻璃行业和汽车工业带来更为广阔的生机。

Abstract Function glass(varieties of safety glass)，with the development of industrial technology

has beenw

idely

in used in automobile Industrial，as High—tech glass production，Raster glass has

been in used in automobileI

ndustrial，

丽ll bring a broader 1ife in the glass industry and the automobile industry，

关键词光栅玻璃汽车玻璃挡风玻璃应用

Key words Raster glass Autoglass Windsereens Application

汽车作为一个国家工业发达程度的象征，已经过近百年的发展。而汽车玻璃的革新亦在不断变化。作为高

科技的玻璃产品，光栅玻璃应用于汽车挡风玻璃，可使夜间相向而行的汽车，在会车的时候，省去复杂的打会

车灯的步骤，避免夜闯会车时，汽车大灯造成的司机暂时性目眩，减少交通事故的发生。

1光的偏振原理

为了理解汽车安全玻璃避光的原理，我们有必要来了解一下光波的特性。我们日常生活当中所见到的光大

部分都是自然光，我们知道光波是横波，横波可以发生偏振现象。从普通光源直接发生的天然光是无数偏振光

的无规则集合，所以当我们直接观察光的时候，不可能发生光强偏于某一方向的事情．这种沿着各个方向振动

的光波的强度都相同的光叫自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向的平面内沿一

切方向振动的光。而且沿着各个方向振动的光波强度都相同，这些光都是自然光。

让太阳光或灯光通过一块用晶体薄片作成的偏振片Pl(如下图)，在Pl的另-N观察，可以看到它是透明的．以

入射光线为轴旋转偏振片Pl，这时看到透射光的强度并不发生变化． 再取一块同样的偏振片P2，放在偏振片Pl的后面，通过它去观察从偏振片Pl透射过来的光，就会发现

从偏振片P1透射过来的光的强度跟两偏振片P1、P2的相对方向有关．

把晶片P1固定，以入射光线为轴旋转偏振片P2时，从P2透射过来的光的强度发生周期性的变化．

当Pl与P2的透振方向平行时，透射光的强度最大，当Pl与P2的透振方向垂直时，透射光的强度最弱

几乎等于零

其透射光的强度可由下式求得：

(式中a为偏振光的偏振方向与偏振片的偏振方向的夹角)，

上式就是著名的马吕斯定律。

从马吕斯定律可以看出，线偏振光通过偏振片后，光强随入射线偏振光的振动方向和偏振片的透光轴方向

之间的夹角q的改变而改变．当a=O时，I=I。，透过偏振片的光强最大；当n--90。时，I=0，没有光透过偏

振片。

根据以上原理可知，如果在所有的汽车前挡风玻璃和车灯玻璃上镀一层偏振膜，而保持这两种偏振膜的偏

振方向互相垂直，就能达到在夜间会车时避免车灯强光透过，而眩目的目的。

2偏振片的分类形式

目前的玻璃镀膜技术已十分成熟。从最初的化学镀膜到真空蒸镀以至发展到现在的真空磁溅射镀膜。国外

很早就在玻璃镀膜的技术上开发了车灯防护产品。早在1995年，BOCCT公司取得氧化硅阻挡膜专利；德国

Leybold公司把这一技术用于汽车车灯的在线团束溅射镀膜上。而我国的玻璃镀膜技术发展比较缓慢。1990

年以后才迅速发展。根据我国目前汽车和玻璃市场的发展趋势，应该开发这种偏振膜产品(也就是车灯阻挡膜)。

上文提到的偏振片就可以用在玻璃上镀覆偏振膜的方法得到。一般较常用的偏振片种类有以下数种：

2．1反射型

当光线斜射入玻璃表面时，其反射光将被部分偏振化。利用多层玻璃的连续反射效果即可将非偏振光转为线性

偏振光。

2．2复屈折型

将两片方解石晶体接合，入射光线会被分解为两道偏振光，称为平常光与非常光。

2．3二色性微晶型

将具有二色性的微小晶体有规则地吸附排列在透明的薄片上，这是人工第～次做出偏光膜的方法。

2．4高分子二色性型

利用透光性良好的高分子薄膜，将膜内分子加以定向。再吸着具有二色性的物质，此为现今生产偏光膜最主要

的方法。这类吸收式的起偏器都是以膜(Film)或是板Ⅱ1ate

or

Sheet)的形式存在，因此，通常又称之为偏光膜

(Polarizing Film)或偏光板(Polarizmg Plate orSheet)。英文上另外一个更通俗的称呼是Polarizing Filter。

3偏振膜的发展过程

为了更好地了解偏振玻璃的功能，我们有必要再来了解一下偏振膜的发展过程和它的分类方法：

3．1偏光膜的起源

偏光膜是由美国拍立得公(Polaroid)iilJ始人兰特(Edwin H．Land)于1938年所发明。六十年后的今天，虽然

偏光膜在生产技巧和设备上有了许多的改进，但在制程的基本原理和使用的材料上仍和六十年前完全一样。因

此，在说明偏光膜的制作过程的原理之前，先简单的叙述一下兰特当时是在什么情况下褥到灵感，相信这有助

于全面了解偏光膜的制作过程。

兰特于1926年在哈佛大学念书时看了一篇由英国的一位医生Dr．Herapath在1852年发表的论文，内容提到

Dr．Herapach的一位学生Mr．Phelps曾不小心把碘掉入the solution disulfate of quinine，他发现立即就有许多小的

绿色晶体产生，Dr．Herapath于是将这些晶体放在显微镜下观察，发现当两片晶体相重叠时，其光的透过度会

随晶体相交的角度而改变，当它们是相互垂直时，光则被完全吸收；相互平行时，光可完全透过。

这些碘化合物的晶体非常小，所以在实际应用上有了很大的限制，Dr．Hempath花了将近十年的时间来研究

如何才能做出较大的偏光晶体，可是他并没有成功。因此，兰特认为这条路可能是不可行的，于是他采用了以

下的方式：

t

●兰特把大颗粒晶体研磨(ball mln)成微小晶体，并使这些小晶体悬浮在液体中。

●将一塑料片放A上述的悬浮液中，然后再放入磁场或电场中定向。

●将此塑料片从悬浮液中取出，偏光晶体就会附盖在塑料片的表面上。

●将此塑料片留在磁场或电场中，干燥后就成为偏光膜。

兰特的方法是将许多小的偏光晶体，有规则的排列好，这就相当于一个大的偏光晶体。他应用上述的方法，

在1928年成功的做出了最早问世的偏光膜J片。这种方法的缺点是费对、成本高和模糊不透明。但兰特已经

发现了制造偏光膜的几个重要因素：(1)碘(2)高分子(3)定向(Orientation)。经过不断的研究改进，兰特终于在1938年发明了到现在还在沿用的制造方法，其制法如下：首先把一张柔软富化学活性的透明塑料板(通常用PVA

浸渍在12／KI的水溶液中，几秒之内许多碘离子扩散渗入内层的PVA，微热后用人工或机械拉伸，直到数倍长

度，PVA板变长同时也变得又窄又薄，PVA分子本来是任意角度无规则性分布的，受力拉伸后就逐渐一致地偏

转于作用力的方向，附着在PVA上的碘离子也跟随着有方向性，形成了碘离子的长链。因为碘离子有很好的

起偏性，它可以吸收平行于其排列方向的光束电场分量，只让垂直方向的光束电场分量通过，利用这样的原理

就可制造偏光膜。时下最通用的偏光膜是兰特在1938年所发明的H片，一直沿用至今。

3．2偏光膜的种类及发展：

偏光膜的应用范围很广，不但能使用在LCD做为偏光材料，亦可用于太阳眼镜、防眩护目镜、摄影器材

之滤光镜、汽车头灯防眩处理及光量调整器，其它尚有偏光显微镜与特殊医疗用眼镜。为了满足轻量化及使用

容易的要求，偏光膜的选择以高分子二色性型为主，这类起偏材料的种类有四：

3．2．1金属偏光膜

将金、银、铁等金属盐吸附在高分子薄膜上，再加以还原，使棒状金属有起偏的能力，现在已不使用这种方法

生产。

3．2．2碘系偏光膜

PVA与碘分子所组成，为现今生产偏光膜最主要的方法。

3．2．3染料系偏光膜

将具有二色性的有机染料吸着在PVA上，并加以延伸定向，使之具有偏旋光性能。

3．2．4聚乙烯偏光膜

用酸为触媒，将PVA脱水，使PVA分子中含一定量乙烯结构，再加以延伸定向，使之具有偏旋光性能。

通过以上的介绍，我们可知，一直以来偏光膜均是将具有二色性的有机染料涂覆在聚乙稀醇上进行拉伸定

向而成。在玻璃工业飞速发展的今天，我们能否借助在线沉积镀膜技术生产出玻璃偏振产品，这有待于玻璃行

业的科技工作者的进一步研究，相信在不久的将来，必将有更多更好的技术面世，为推动我国的汽车工业和玻

璃工业的发展做出贡献。

参考文献

1．张三慧编《大学物理学》第2版，清华大学出版社

2．黄士萍编《玻璃与玻璃制品生产加工技术及质量检验标准规范实务全书》2003年版，三秦出版社

3．鲁云编《先进复合材料》，机械工业出版社