玻璃 (Glass)（二）

撰文｜臺北市立第一女子高級中學化學科 何鎮揚 老師

責任編輯｜國立臺灣師範大學化學系 葉名倉 教授

玻璃的種類

玻璃通常按主要成分分為氧化物玻璃和非氧化物玻璃。非氧化物玻璃品種和數量很少，主要有硫系玻璃和鹵化物玻璃。硫系玻璃可截止短波長光線而通過黃、紅光，以及近、遠紅外光，其電阻低，具有開關與記憶特性。鹵化物玻璃的折射率低，色散低，多用作光學玻璃。氧化物玻璃又有石英玻璃、矽酸鹽玻璃、鈉鈣玻璃、氟化物玻璃之分。產量最大、品種最多的是矽酸鹽玻璃。

矽酸鹽玻璃指基本成分為SiO₂的玻璃，其品種多、用途廣。通常按玻璃中SiO₂以及鹼金屬、鹼土金屬氧化物的不同含量，又分為以下幾種。

1. 石英玻璃：SiO₂含量大於5%，熱膨脹系數低，耐高溫，化學穩定性好，透紫外光和紅外光，熔製溫度高、黏度大，成型較難。多用於半導體、電光源、光導通信、鐳射等技術和光學儀器中。
2. 高矽氧玻璃：SiO₂含量約96%，其性質與石英玻璃相似。
3. 鈉鈣玻璃：又名鈉玻璃，含有15%的Na₂O和16%的CaO，其成本低廉，易成型，適宜大規模生產。鈉鈣矽酸鹽玻璃是生產歷史最悠久的玻璃系統，也是當今產量最高，用途最廣的一類玻璃。我們日常生活中所見到的玻璃製品，如建築裝飾用的窗玻璃、板玻璃、玻璃纖維製品乃至食品藥物包裝用的瓶罐和日用器皿，絕大部分都是鈉鈣矽酸鹽玻璃。
4. 鉛矽酸鹽玻璃：主要成分有SiO₂和PbO，具有獨特的高折射率，與金屬有良好的浸潤性，可用於製造燈泡、真空管芯柱、晶質玻璃器皿、火石光學玻璃等，含有大量PbO的鉛玻璃能阻擋X射線和γ射線。
5. 鋁矽酸鹽玻璃：以SiO₂和Al₂O₃為主要成分，軟化變形溫度高，用於製作放電燈泡、高溫玻璃溫度計，化學燃燒管和玻璃纖維等。
6. 硼矽酸鹽玻璃：又名耐熱玻璃，以SiO₂和B₂O₃為主要成分，具有良好的耐熱性和化學穩定性，用以製造烹飪器具、實驗室儀器、金屬焊封玻璃等。硼酸鹽玻璃以B₂O₃為主要成分，熔融溫度低，可抵抗鈉蒸氣腐蝕。含稀土元素的硼酸鹽玻璃折射率高、色散低，是一種新型光學玻璃。磷酸鹽玻璃以P₂O₅為主要成分，折射率低、色散低，用於光學儀器中。
7. 鉀玻璃：又名硬玻璃，以K₂O代替鈉玻璃中的部分Na₂O，適當提高SiO₂含量，玻璃質硬且有光澤，其他性能也比鈉玻璃好。多用於製造化學儀器，用具和一些高級玻璃製品。

按玻璃用途分類可分為：建築玻璃、日用玻璃、儀器玻璃、光學玻璃、有色光學玻璃、電真空玻璃。

玻璃按性能特點又分為：鋼化玻璃、多孔玻璃（即泡沫玻璃，用於海水淡化、病毒過濾等方面）、導電玻璃（用作電極和飛機擋風玻璃）；微晶玻璃、乳濁玻璃（用於照明器件和裝飾物品等）和中空玻璃（用作門窗玻璃）等。它們與組成有關，如耐熱玻璃中含有較多氧化硼，防射線玻璃中有相當數量氧化鉛，無鹼玻璃中只含有少量甚至沒有鹼金屬氧化物。

按功能特點分類，主要包括力學性能玻璃、熱學性能玻璃、電學性能玻璃、光學性能玻璃、化學穩定性玻璃等。

✨延伸閱讀：《玻璃 (Glass)（一）》