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玻璃系邊個發明?幾時發明?
人類相信自石器時代即已使用天然的火山玻璃。古埃及在公元前二千年左右已有記載使用玻璃作器皿。西元前200年,巴比倫發明了玻璃吹管製玻璃的方法,接著這個方法傳入羅馬,歐洲在公元一世紀左右羅馬的波特蘭瓶即是玻璃浮雕作品。到了十一世紀,德國發明製造平面玻璃的技術。先把玻璃吹成球狀,然後造成圓筒型。在玻璃仍熱時切開,然後攤平。這種技術在十三世紀的威尼斯得到了進一步改良。十四世紀歐洲的玻璃製造中心是威尼斯,很多以玻璃造成的餐具、器皿等都是由威尼斯製作。日後歐洲很多玻璃工匠都是師承威尼斯。1827年發明的玻璃壓印機器,開展了大規模生產廉價玻璃器具的道路。
原材料系咩?
成份
普通玻璃主要是非晶的二氧化矽(SiO2),亦即石英,或砂的化學成分。純正的矽土溶點為攝氏2000度。因此製造玻璃時一般會加入兩種材料:碳酸鈉 (Sodium Carbonate,Na2CO3 ,即蘇打粉)及碳酸鉀(Potash,鉀鹼)。這樣矽土溶點將降至1000度左右。但是因為碳酸鈉會令玻璃溶於水中,因此通常還要加入適量的氧化鈣CaO,使玻璃不溶於水。
對可見光透明是玻璃最大的特點。一般的玻璃因為製造時加進了碳酸鈉,所以對波長短於400奈米的紫外線並不透明。若果要讓紫外線穿透,玻璃必須以純正的二氧化矽製造。這種玻璃成本較高,一般被稱為石英玻璃。純玻璃對紅外線亦是透明的,可以造成數公里長,作通訊用途的玻璃纖維。
常見的玻璃通常亦會加入其他成份。例如看起來十分閃爍曜眼的水晶玻璃(Lead glass),是在玻璃內加入鉛,令玻璃的折射指數增加,產生更為眩目的折射。至於派熱克斯玻璃(Pyrex),則是加入了硼,以改變玻璃的熱及電性質。加入鋇亦可增加折射指數。製造光學鏡頭的玻璃則是加入釷的氧化物來大幅增加折射指數。倘若要玻璃吸收紅外線,可以加入鐵。例如放映機內便有這種隔熱的玻璃。玻璃加入鈰則會吸收紫外線。
在玻璃中加入各種金屬和金屬氧化物亦可以改變玻璃的顏色。例如少量錳可以改變玻璃內因鐵造成的淡綠色。多一點錳則可以造成淡紫色的玻璃。硒亦有類似的效果。少量鈷可以造成藍色的玻璃。錫的氧化物及砷氧化物可造成不透明的白色玻璃。這種玻璃好像是白色的陶瓷。銅的氧化物會造成青綠色的玻璃。以金屬銅則會造成深紅色、不透明的玻璃,看起來好像是紅寶石。鎳可以造成藍色、深紫色、甚至是黑色的玻璃。鈦則可以造成棕黃色。微量的金(約0.001%)造成的玻璃是非常鮮明,像是紅寶石的顏色。鈾(0.1 至2%)造成的玻璃是螢火黃或綠色。銀化合物可以造成橙色至黃色的玻璃。改變玻璃的溫度亦會改變這些化合物造成的顏色,但當中的化學原理相當複雜,至今仍然未被完全明解。
有時在火山溶岩中會出現天然的玻璃,稱黑曜石或火山玻璃。黑曜石可以用來造成簡單的尖刀。