玻璃装饰技术第1章.ppt
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1、,绪 论,玻璃装饰的目的:对玻璃进行各种各样的加工,使其具有某种或某些特殊性能,如节能性、安全性、装饰性、隔音性等。,装饰玻璃的用途:主要用于建筑、汽车等领域的装饰,并具有一定性能的玻璃制品,多指平板玻璃制品。,1.含义:玻璃装饰就是对玻璃基片或坯体进行美化加工,使 玻璃制品更加符合人们的审美要求。,玻璃装饰的含义及特征,审美性:要符合时代的、社会的、民族的审美观,满足广大 人民的审美需求。,2.特征:审美性、从属性和被限制性,从属性:是由于表面装饰要附着在被装饰的玻璃制品上,因此 装饰要从属于造型,从属于被装饰的玻璃制品。例:玻璃幕墙,被限制性:是指装饰要由一定的物质材料和加工方法来实现,要
2、受到材料和工艺限制。例:表面堆花,装饰玻璃的内涵及特性,1.内涵:装饰玻璃是用于对被装饰主体(如建筑)进行美化加工的玻璃,使装饰主体更加符合人们审美的要求。装饰玻璃除了玻璃本身的性能外,还应具有从属性和审美性。(由于装饰玻璃要附着在被装饰主体上,被装饰主体的功能,结构、造型形象都对装饰材料提出要求,因此装饰玻璃必须满足这些要求,具有从属性。一切装饰必须具有审美价值),2.特性:,多功能性:将审美性与玻璃的基本性能结合起来。例:镀膜的中空玻璃,既利用膜层反射的眩光创 造出多姿多彩的艺术感觉,又具有中空玻璃的 遮阳、保温,消除霜露的实用功能。,安全性:大面积的玻璃幕墙,特别是隐框玻璃幕墙要求玻璃
3、能抗风压、抗冲击,耐温急变,防火、防风化和 酸雨侵蚀,以保证建筑物和行人的安全。,环保性:装饰玻璃本身应对人体无害,具有节能、抗菌、防 霉、除污、除臭和大气净化等生态环境材料功能;在制造工艺上尽量利用废弃物(废渣垃圾),减少能源 消耗和对环境的污染。,发展史:公元前5000年亚述人开始制造绿色不透明玻璃镶嵌物。,1516世纪,威尼斯穆拉诺(Murano)岛的玻璃工人,应用施釉、镀金、刻花等表面装饰技术,制造出精美的彩绘玻璃及酒杯、花瓶、花灯等玻璃制品。,17世纪德国制造了折射率高、光泽度好的晶质玻璃。,18世纪20年代末,英国爱尔兰玻璃厂制造出刻花玻璃。,后来采用了印花、刻蚀、彩釉、磨砂、冰花
4、、镭射、夹层、钢化、镀膜、中空等装饰方法。,80年代:如夹层玻璃、钢化玻璃、镀膜玻璃、中空玻璃、防火玻璃、空心玻璃砖、槽型玻璃、磨砂玻璃等。,各种先进技术,如激光、射线、离子束等应用于玻璃的装饰,同时采用各种新型材料,如钛金箔膜等,使玻璃装饰及装饰玻璃更加多姿多彩。,1.装饰方法多:例镀彩虹膜,涂彩釉,2.可达到其他方式很难达到的效果:镭射玻璃,3.原料消耗少,成本低廉,2.缺点,4.设备简单,产品附加值高,1.表面膜和涂层不耐磨,易受侵蚀,发生剥离和脱落,2.有机物易老化,受阳光或紫外线照射后,颜色或其他性质发生变化,3.有些表面装饰的效果受到一定的局限性,1.优点,表面装饰的特点,按装饰效
5、果:膜层:如反射膜,低辐射膜,吸热膜,导电膜;绘画:如描绘,印花,贴花,喷花,移花;刻花:如人工刻花,自动刻花,激光刻花,化学蚀刻;浮雕:如珠砂,堆彩,堆釉;金饰:如有光泽金,无光泽金,仿金,仿青铜;虹彩:如彩色镀膜虹彩,贴膜虹彩,仿虹彩;釉彩:如彩色釉,珠光釉,蒙砂釉,特种釉;蒙砂:如化学蒙砂,磨砂,喷砂。,玻璃制品装饰分类,按装饰方法:镀膜和涂层:镀金属膜,镀氧化物、氮化物、硫化物膜,镀复合膜;热解涂层,沉积涂层,水解涂层,釉面涂层;贴膜与夹膜:贴彩色膜,贴隔热膜,贴虹彩膜;夹增强膜,夹彩色膜,夹功能膜,夹金膜;热加工处理:如热切割,热弯,钢化,在线镀膜,电浮法;化学处理:如化学钢化,化学
6、蚀刻,化学蒙砂,化学涂层;机械加工处理:如研磨,抛光,磨砂,喷砂,刻花,砂雕;特种处理:如辐射着色,离子注入,激光刻花。,玻璃表面装饰的基片和坯体,1.分类:基片:平板玻璃和深加工制品 坯体:日用玻璃制品,2.对基片和坯体的要求(1).物理化学性质:使用需要和装饰工艺需要 化学稳定性;机械性能;热稳定性;透明度和色泽;表面性质符合装饰工艺需要(2).外观和形状:装饰部分和被装饰部分主体协调一致,3.玻璃表面装饰用基片,(1).平板玻璃 浮法玻璃;压延玻璃;压花玻璃;夹丝和夹网玻璃;彩色平板玻璃;磨光玻;深加工制品等。,(2).建筑构件玻璃 空心玻璃砖;波形玻璃;槽形玻璃;多层中空玻璃;实心和空
7、心玻璃板;异性玻璃建筑构件;微晶玻璃板;斑纹玻璃。,(3).特种装饰玻璃,传感与智能建筑玻璃:光致变色玻璃,电致变色玻璃,热敏变色玻璃,调热玻璃,蓄光玻璃,智能调光玻璃,智能防盗玻璃,生态环境建筑玻璃:光催化降解玻璃,防菌、杀菌玻璃,防霉、除臭玻璃,4.玻璃表面装饰用坯体,(1).瓶罐玻璃,(2).器皿玻璃,(3).艺术玻璃 玻璃球;玻璃珠;玻璃料器;人造宝石;衣饰配件;玻璃雕塑;玻璃灯饰等。,1.玻璃表面成分与表面结构,1.1 玻璃表面化学成分 组成随深度而变化,1.2 玻璃表面结构 玻璃表面原子的排列和内部有区别,当玻璃表面从高温成形冷却到室温,或断裂而出现新表面时,表面就存在不饱和键,即
8、断键。,玻璃表面特性和清洁处理,2.玻璃表面特性 玻璃表面吸附分为物理吸附和化学吸附,物理吸附:范德华力引起,无选择性,多分子层,吸附速度快,可逆。,化学吸附:玻璃表面断键与被吸附分子发生电子转移的化学键合过程,吸附一个分子层吸附质,有选择性,不可逆,吸附速度较慢。,1)对水的吸附 玻璃表面暴露于大气中,立即吸附大气中的水,并与其作用,生成各种羟基团(化学吸附),再通过羟基团吸附水分子(物理吸附)。各种羟基团再通过氢键吸附水分,这种物理吸附水分子可能有几十层之多,称为玻璃的亲水性。,玻璃表面对气体的吸附是通过表面的羟基团来吸附的,气体分子是吸附在单羟基上还是在氢键键合的双羟基上,则取决于气体分
9、子的性质。一般认为玻璃对大部分气体的吸附为物理吸附。,2)对气体,溶液和有机物的吸附,1)风化程度的鉴定(外观鉴定或仪器测试),风化程度等级:A级(优秀):用集中光束源距玻璃样品不超过15.24cm时,检查不到风化斑点或雾状物。B级(良好):只发现几个风化斑点或轻微的雾状物。C级(可):发现较多的风化斑点或雾状物。D级(劣):用人造日光 即可发现一些风化斑点或雾状物。E级(特劣):用人造日光就容易发现大量风化产物的聚积。,玻璃和大气的作用称为风化。,2.1 玻璃的表面风化(发霉),2)风化机理,玻璃在大气中风化时首先吸附大气中的水分,然后和大气中的水分作用,受水侵蚀,形成风化产物。,(1)玻璃
10、表面吸附水分,(2)玻璃表面的碱和吸附水分中的H+进行离子交换,(3)由离子交换反应产生的OH-对玻璃侵蚀,3)影响玻璃风化的因素,(1).玻璃成分的影响,(2).生产工艺条件,(3).环境条件,为防止或减轻玻璃风化:改进成分,提高玻璃化学稳定性和在含硫的炉气中退火;改进包装,改善贮存条件等。,3 玻璃表面清洁处理,3.1表面清洁度的检验方法,呵痕试验法,测定接触角法,测量静摩擦系数法,用洁净、潮湿空气吹向玻璃表面,放在黑色背景前,洁净,呈黑色呵痕。,在洁净的玻璃表面上倒上水和酒精,都能扩散而完全润湿。,洁净表面具有很高的摩擦系数,接近于1。,3.2.1 用溶剂清洗 普遍使用的方法,常用溶剂有
11、:水溶液(酸或碱溶液),洗涤剂水溶液;无水溶液,如:乙醇,丙酮,乳化剂等。,玻璃表面的清洁处理分为:原子级的清洁表面(超真空条件)和工艺技术上的清洁表面,3.2清洁处理方法,(1).擦洗和浸洗擦洗:水,酒精,去污粉,白垩等。浸洗:乙醇,丙酮,四氯化碳,三氯乙烯,异丙醇,甲苯等。,(2).喷射清洗 利用运动流体施加于玻璃表面上污染物,以剪切力来破坏污染物与玻璃表面的粘附力,污染物脱离玻璃表面被带走。扇形喷嘴,喷射压力350kPa,压力越大,清洗效果越好。,3.2.2.有机溶剂蒸气脱脂,用有机溶剂蒸气处理玻璃表面,在15s15min内能清除玻璃表面的油脂膜,可作为最后一道清洗工序。,常用有机化合物
12、有:乙醇,丙酮,四氯化碳,三氯乙烯,异丙醇等。,注意:此法处理后的玻璃带静电,易吸附灰尘,故必须 在离子化的清洁空气中处理,以清除静电。,3.2.3.超声波清洗 将玻璃放在装有清洗液的不锈钢容器中,容器底部或侧壁装有换能器将输入的电振荡换成机械振荡,玻璃在低频(20100kHz)或高频(1MHz)的超声波振动下进行清洗。,3.2.4.加热处理,玻璃加热处理的温度为:100400(在超真空下加热到450,可得到原子级的清洁表面)。,加热方法:电阻丝式高温火焰,紫外辐射处理,利用紫外线辐射玻璃表面,使玻璃表面的碳氢化合物等污物分解,达到清洁目的。,在空气中用紫外线辐射玻璃15h,可得到清洁表面。若
13、增加紫外线的能量,可产生臭氧波长的紫外线辐射玻璃1min 就可产生 很好效果(由于玻璃表面的污物受到紫外激发而离解,并与臭氧中高活性原子态氧作用,生成易挥发的H2O,CO2和N2,导致污物被清除)。,3.2.6 放电处理,将两片玻璃夹起来,两端夹入锡箔并通电,即沿玻璃表面放电,则表面上的异物可除去。,常用于镀膜时玻璃基片的清洁处理。,3.2.7 离子轰击,常用溅射离子为Ar+离子,由离子枪加速,加速能量为500104eV,工作束流为1200A。溅射的Ar+可逐步剥去表面污染物质,随溅射时间的增加,剥去的表面层深度也增加。,3.2.8 综合清洁处理,对于生产不久,油腻,污物比较少的玻璃,可采用喷
14、射清洗法。,对于油污物比较多的玻璃:先用有机溶剂浸泡,喷射清洗除去灰尘,用软化水或酒精冲洗。,自来水冲灰,洗剂液洗油污,热水冲残留洗剂液,去离子水清洗。,存储时间长,油污较多玻璃:酸浸泡除去风化层,水冲残留酸,碱或洗剂剂除去油污,水冲碱,去离子水冲洗。,第一章 玻璃制品的装饰,1.1机械加工处理 指在常温下对玻璃制品进行的机械加工,包括切割、穿孔、研磨、抛光、磨砂、刻花、喷砂、砂雕等。,切割与钻孔(1)切割:切割分划切(较薄玻璃板、管、瓶颈)和锯切(较厚的或条块状玻璃)。锯切是利用玻璃的脆性进行磨切。,划切:是利用玻璃的脆性、抗张应力低和有残余应力的性能,在切割处加一刻痕,造成局部应力集中,易
15、于折断。,硬质合金刀轮切割玻璃示意图,锯切:是利用玻璃的脆性进行磨切。,金刚石锯片:把金刚砂颗粒镶嵌在圆形锯片边缘锯齿部分而成。结合剂用青铜。冷却剂大多用水,少数用煤油。其切割速度比砂轮快45倍。,碳化硅锯片:把碳化硅的各种粗细颗粒和酚醛树脂结合剂结合在一起,经成型、加压、硬化制成。切割时也要加水冷却。,(2).穿孔 穿孔常用的方法有机械法,如研磨钻孔、钻床钻孔。还有其他方法如冲击钻孔、超声波钻孔、激光钻孔等。,机械穿孔法 a研磨钻孔。研磨钻孔法有两种。一种是用金属(例如铜或黄铜)实心棒状钻头或取芯管状钻头(钻较大孔径时用)加研磨液进行研磨式钻孔。研磨液:碳化硅磨料加水。磨料粒度:80100号
16、。另一种是用金属钻头(实心棒状或取芯管状)表面镀 有金刚砂,外加冷却剂(水)磨削钻孔。这种钻头钻 孔效率高。研磨钻孔法孔径范围一般为3100mm。,b钻床钻孔(此法类似金属钻孔。)。它是用碳化钨或硬质合金钻头,加冷却水、轻油或松节油之类冷却,在玻璃指定部位切削钻孔。钻孔速度比钻金属孔慢。适用孔径范围315mm。,用机械法穿孔时,必须注意将切削液循环于孔的内部深处。另外,为了防止孔的周边生成类似贝壳状的缺陷,一般将孔打到板面的一半时,翻过来再从反面打通。或者在玻璃背面加贴另一片玻璃一起打孔。,冲击钻孔法 是利用钻孔凿子在电磁震荡器的控制下连续冲击玻璃表面进行打孔。凿子用硬质合金材料制成。电磁震荡
17、器可产生每分钟达2000次以上的冲击频率。,超声波钻孔法(这是一种精度高的钻孔方法。)它是利用超声波发生器,使加工工具发生振幅2050m,频率为1630千赫的振动。在振动工具和玻璃间注入研磨液。由于磨料只起到一次的锤击作用,且一次加入量又非常少,因而变形很小,表面光洁度高,精度好。又由于振动频率高,故加工效率高,每分钟可达几百个立方毫米。孔的形状也不限于圆形,且能同时穿几个孔。,1.1.2 研磨与抛光,研磨 用研磨剂(磨料)将玻璃制品粗糙不平或多余的部分磨去,使制品具有平整的表面或需要的形状和尺寸的加工方法称之为研磨。,研磨过程的机理:磨盘与玻璃作相对运动,磨料在磨盘带动下对玻璃表面进行划痕与
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