玻璃製作方法：玻璃是怎麼製造的？

如何制作玻璃
玻璃制作是非常古老的手藝，考古資料證明玻璃的制作可追溯到公元前2500以前。制作玻璃曾經是非常罕見及珍貴的藝術，如今已演變成普通工業。玻璃制品作為容器、絕緣體、增強纖維、鏡片及裝飾性藝術被用于商業及居家用途。盡管制作玻璃的材料各異，但其過程卻是大致相同的，下面將為你進行說明。
使用火爐或窯
準備硅砂。硅砂也被稱為石英砂，是制作玻璃的主要材料。想要制作透明玻璃片需要沒有鐵雜質的玻璃，因為鐵質的存在會造成玻璃呈綠色。

1.如果你處理超細顆粒的硅砂，請帶上面罩，否則不小心將其吸入身體，可引起喉嚨和肺部不適。
2.你可在網上購買到硅砂，通常價格不會太貴。如果你想要以工業規模運作，專門的零售商可為大批訂單提供極為優惠的價格。
3.如果你無法找到不含鐵雜質的硅砂，可添加少許二氧化錳抵消鐵質造成的著色效果。或者如果你想要制作呈綠色的玻璃，那就讓鐵質留在里面吧。

將碳酸鈉和氧化鈣添加到硅砂里。碳酸鈉（俗稱洗滌堿）降低商業上制作玻璃所需溫度。然而，碳酸鈉會使水流過玻璃，所以必須添加氧化鈣或石灰來使玻璃不溶于水中。此外，你也可加入氧化鎂和（或）氧化鋁，使制作出來的玻璃更耐用。一般上，這些添加劑在玻璃混合物中占不超過26到30%。

根據玻璃預計的用途添加其它化學品。裝飾性玻璃最常見的添加物是氧化鉛，能讓水晶玻璃器皿閃閃發亮，并能增加柔軟度，使玻璃更容易切割，而且還能降低熔點。眼鏡鏡片可能含有氧化鑭，因為它擁有折射屬性，而鐵質則可幫助玻璃吸熱。


鉛晶質玻璃（人造水晶）含有高達33%的氧化鉛，然而使用越多氧化鉛，就需要越好的技術將玻璃熔液塑造成型，因此許多人造水晶制造商選擇採用較低的鉛含量。

添加化學品使玻璃達到想要的顏色（如有）。如上所述，石英砂粒的鐵雜質是制造出來的玻璃呈綠色，所以你可添加氧化鐵增加綠色色調，氧化銅也能起同樣作用。硫化物可產生淡黃色、琥珀色、褐色甚至是黑色色調，一切取決于有多少碳或鐵也被添加到玻璃混合物里。

把玻璃混合物放入耐熱坩堝或支架里。容器應能承受窯爐里極其高的溫度。取決于你所使用的添加物，玻璃混合物的熔點處于15000至2500攝氏度的范圍內你所使用的容器也應能輕易被金屬鉤及桿控制。

將混合物熔成液態。商用硅玻璃可放入煤氣火爐完成，而特殊玻璃則需要使用電熔器、坩堝爐或窯制造。


不含添加物的石英砂在2300攝氏度（4172華氏度）會變成玻璃。添加碳酸鈉（蘇打，洗滌堿）則可降低制造玻璃所需溫度至1500攝氏度（2732 華氏度）。

使玻璃熔液均勻并去除氣泡。這表示你需要攪拌混合液到固定的稠度，并添加硝酸鈉、氯化鈉或氧化銻等化學品。

將玻璃熔液塑造成型。你可通過下列七種一種方法使玻璃成型：


1.將玻璃熔液倒入模具，待其冷卻。此方法由古埃及人所用，這也是如今許多鏡片的塑造方法。
2.你可把大量玻璃熔液集中在一個空心管的末端，一邊旋轉，一邊從管的另一端向其吹氣。玻璃依靠進入空心管的空氣、地心引力的作用以及玻璃吹制工使用的工具成型。
33將玻璃熔液倒入一缸錫槽內，漂浮在相對密度大的錫液表面上，在加壓氮氣的作用下慢慢成型。此方法制造出的玻璃被稱為浮法玻璃，自20世紀50年代起用來制造平面玻璃。

待玻璃冷卻。切勿把玻璃放在會受干擾或有灰塵、葉子、水滴落的地方。讓涼爽物質接觸到熱玻璃可導致玻璃爆裂。

通過熱處理增強玻璃。此過程被稱為退火，去除在冷卻過程中在玻璃上形成的任何應力點。沒有經過退火的玻璃明顯較為脆弱。一旦完成此過程，玻璃隨后可鍍膜、夾層或其它改善強度和耐久性的處理。


1.退火的精確溫度不一，取決于玻璃的準確成分，低可到399攝氏度（750華氏度），高可達538攝氏度（1000華氏度）。[3]玻璃冷卻的速度也不同，通常較大片玻璃的冷卻速度必須比較小的玻璃慢一些。在開始退火前先調查好正確的退火方法。
2.另一個相關的過程就是回火，經過磨光的成型玻璃被放入烤爐加熱到至少600攝氏度（1112華氏度），然后在高壓下用空氣讓其急速冷卻（淬火）。退火玻璃在6000 psi（421.94 kg/cm2）的壓力下會變成碎片，而回火玻璃則在不少過10000 psi（703.23 kg/cm2）的壓力下才會變成碎片，通常為大約24000 psi （1687.76 kg/cm2）。

使用炭烤架
用炭烤架制作一個臨時火爐。此方法利用大炭火產生的熱度將硅砂熔成玻璃。需要要使用的材料相對便宜及普通，理論上，你只需要到五金店一趟就已準備好自制玻璃了。使用大炭烤架，標準尺寸的圓形烤架即可。使用最堅固結實的烤架。大部分的炭烤架底部有一個通氣孔，把這通氣孔打開。


1.即使在此方法可達到的極熱溫度下，想熔化烤架里的硅砂仍是十分困難。你可在開始前添加少許（所用硅砂三分之一或四分之一的分量）碳酸鈉（洗滌蘇打）、石灰和（或）硼砂到沙里。這些添加物可降低硅砂的熔點。
2.如果你打算用吹制法制造玻璃，需要準備一支空心的金屬長管。如果你準備把它放入模具，請預先把模具準備好。如果你想要不會被玻璃熔液的熱度燃燒或熔化的模具，可使用石墨制模具。

了解此方法的危險。此方法將迫使傳統烤架在大于其正常溫度限制下燃燒，熱得可能甚至使烤架本身也一起熔化。如果魯莽進行此方法，可引起嚴重傷亡。請謹慎行事。備有大量泥土、沙石或用于高溫的滅火器，以在必要時幫助滅火。

採取每一個可能的預防措施來保護自己和財產，以免在高溫下受傷害。在戶外空間大的混凝土表面進行此方法。切勿使用任何無法替代的用具。當你在加熱玻璃時，請勿站在烤架附近。你也應該盡量穿上防護服，包括：

1.工業用隔熱手套
2.燒焊用的面罩
3.工業用圍裙
4.耐熱衣服

準備一個附有長管的車間吸塵機。使用布基膠帶或其它方法調整長管的角度，以便它能在不觸及烤架主體的前提下直接對著底部通氣孔吹氣。你也可將長管固定在烤架的其中一個支柱或輪子上。盡量讓吸塵機主要部件遠離烤架。
1.確保長管穩固且無法移動，如果在制造玻璃的過程中松脫，在太熱的狀況下你不應該接近烤架。
2.啟動吸塵機測試長管的位置。準確定位的長管應直接對著通氣孔吹氣。

在烤架里鋪滿木炭。使用的木炭須比烤肉所用的更多。有人通過把木炭堆至幾乎滿出來而取得成功的結果。把含有硅砂的鑄鐵鍋或坩堝放在烤架中間，被木炭包圍著。


硬木炭（炭條）比煤磚燃燒得更熱更快，如果可以獲得此種木炭，它會是更好的選擇。

點燃木炭。你可閱讀木炭的包裝，看看木炭是否能直接點燃，抑或需要點火液。讓火焰均勻地蔓延。
等待木炭變熱。當木炭呈淺灰色并散發出橙色火光，那就表示它們已經變熱。你僅需站在烤架附近就能感覺到散發的熱度。

啟動車間吸塵機讓空氣進入木炭。木炭接觸到底部傳來的空氣可燃燒到非常高溫（1093攝氏度）。請保持謹慎，火勢可能會突然旺起來。


如果你還是無法達到夠高的溫度，可嘗試在把空氣引入通氣孔時更換蓋子。

玻璃熔化后，請格外小心地使用金屬工具將之取出并成型。由于烤架方法無法取得太高的溫度，玻璃溶液可能比窯爐制成的還要硬且難以塑造成型。根據尋常方法使用空心管、模具或其它工具使玻璃成型。