现代建筑玻璃

现代建筑玻璃

现在人们在工作和生活中，特别重视防止噪声、抗热、防火、防盗以及防止放射线的辐射。现代高层建筑物的窗户都装有表面反射率较大的涂膜玻璃，涂膜玻璃上的涂层又可防止大量的热辐射。另一种充满空气的多层窗玻璃也有明显的隔热作用。美国茨舒特公司研制的带有3层玻璃板的隔热玻璃，其隔热性能可与一堵厚40厘米的砖墙相媲美。还有一种多层玻璃系统能把飞机场的轰鸣声降低到居民住宅区夜深人静时的水平。“全防”玻璃及其他防弹玻璃既不怕猛烈的拳击，也抵得住枪弹的袭击。这种玻璃由不同强度的玻璃层组成，各层间夹有质地坚韧的合成物质。在德国汉诺威举行的国际建筑专业会上，展示了一种新的防火玻璃：它可在30分钟内阻隔火焰和燃气透过，经得起高温的冲击。该玻璃由数块玻璃板复合而成，总厚度15毫米，中间没有镶嵌物，具有良好的隔音性能。遇到火灾时，受热侧的玻璃板碎掉后，中间层立即会发泡，使玻璃失去透明性，变成又硬又厚的隔热板，并马上与另一侧的玻璃板紧紧黏合在一起，增强了玻璃复合体的强度，直到熔化后掉下来为止。这种防火玻璃除了作窗玻璃外，还可用作隔火墙、隔音板。另有一种玻璃在－200℃～＋700℃的温度范围内，性能不发生明显变化，特别适宜于制作各种高温观察窗。玻璃还实现了室内装饰师梦寐以求的愿望：用玻璃丝编织的窗帘不但华丽，而目燃着物落到这种窗帘上也不会起火。

普通玻璃强度差，制成钢化玻璃后，强度提高4～6倍，光致变色玻璃可以随阳光的强弱而改变透光能力，犹如自动“窗帘”，其颜色通常有茶色、蓝灰等色。这种玻璃是在玻璃中加入少量卤化物而制得，能滤去某些色谱而吸热，又能防眩和控制紫外线的辐射。

目前国外建筑玻璃发展迅速，热线反射玻璃已普遍采用，这种玻璃的镜面状涂层能反射一部分太阳光线和热能。人们只能从暗处向亮处看才能看清楚。一般热线反射玻璃的传热系数为普通玻璃的0．8，并有良好的遮荫效果。这种玻璃在夏季甚至能阻挡86%的太阳热能，而透入室内的可见光仅17%。

上述几种玻璃可按不同厚度单独使用，也可将不同类型的玻璃相互组合，例如，可以组成3层玻璃片夹两层空气层。国外已制成在这两空气层中，分别充入不同量的气体，制成高效隔声玻璃，这列建筑声学中特别难以控制的最低频声音特别有效。

悬挂在窗外的玻璃纤维窗帘，能在阳光到达玻璃窗前快速吸热和散热，阻挡75%的太阳热量，而义不影响视野。经测定，与不悬挂这种窗帘的房间相比，夏季能降低室温9℃～12℃，冬季能提高室温2℃～5℃。除光致变色玻璃外，日本制成了电致变色玻璃，即通过电流大小来调节建筑物和火年上窗玻璃的透光度。该玻璃由两块透明导电玻璃组成，两层玻璃之间有氧化钨薄膜和一个专门的薄膜电解质。当电流通过时，由于电介质内流过离子，玻璃的颜色变为蓝色，它可在10%～85%的范围内，调节玻璃的透光度。

俄罗斯研制成一种有效的装饰复面新材料，叫玻璃开拉米，在装饰性能方面与微晶玻璃相似，还能广泛利用各种玻璃废料来生产，该材质表而非常光滑，为了点缀它，利用了各种颜色的玻璃颗粒。在热加工前，将这些颗粒堆在新铸成的底层上，成品很像大理石、花岗岩等天然材料。其底而可用砂浆与钢筋混凝土构件牢固结合。人们可用它来做住房、建筑物的墙裙装饰保护复而，亦可用作地板覆盖层。

未来的民用住宅中，客厅里的照明设施和其他房间一样，可采用场致发光的玻璃墙面。为了控制室温和室内采光，窗子也可采用导电玻璃膜，并大量采用光致和电致变色玻璃，原来形形色色的窗帘都将“退役”。

从现实出发，科学地提出美好的设想绝非虚无缥缈。不信请看：玻璃可用来建造玻璃桥墩。在保加利亚的克热日市，已建造了世界上第一座完全用玻璃增强塑料制成的桥梁。桥的规模很大：长12．5米、宽8米，它比同样规模的用钢筋混凝土制造的桥梁轻10倍，一辆普通的牵引车就能运送整座桥梁。

中国古陶瓷

中国是世界上使用陶器最早的文明古国之一，也是发明瓷器的国家。中国陶瓷具有连续不断的、长达万年的工艺发展史，在全世界独一无二。陶瓷的发展过程中蕴藏着十分丰富的科学技术内涵，基本上可以用5个里程碑和3个技术突破来总结其主要成就。

第一个里程碑——新石器时代早期陶器的出现。

根据目前的考古资料，经过科学发掘的至少有江西万年仙人洞和广西桂林甑皮岩两个新石器时代遗址，都出现了距今万年左右的陶器。它们共同的特点都是粗砂陶，质地粗糙疏松，出土时都碎成不大的碎片，只有个别能复原成整体器具。它们的烧成温度也就是在700℃左右，所用原料都是就地取材，器型也比较简单。但毕竟在一万年前，我们的祖先就有了陶器。

第二个里程碑——夏代印纹硬陶和商、周时期原始瓷的烧制成功。

一般认为印纹硬陶始见于约4000多年前的夏代，原始瓷始见于3000多年前的商代。它们的出现为以后青釉瓷的发明打下良好的基础。它们与陶器最大不同是在它们的化学组成中含有较低的Fe₂O₃。印纹硬陶最高烧成温度已可达1200℃，原始瓷的最高烧成温度已达1280℃。原始瓷内外表面都施有一层厚薄不匀的玻璃釉，其颜色从青中带灰或带黄到褐色。一般胎、釉结合不好，易剥落。釉中CaO含量较高，称之为钙釉。它是我国独创的一种高温釉，也是世界上最早的高温釉。

第三个里程碑——汉晋时期南方青釉瓷的诞生。

东汉（公元25～220年）晚期，以浙江越窑青釉瓷的烧制成功标志着中国陶瓷工艺发展中的又一个飞跃。从此世界上有了瓷器，作为一种材料，其影响更为深远。

瓷与陶的差别在于瓷的外观坚实致密，一般为白色或略带灰色，断面有玻璃态光泽，薄层微透光。在性能上具有较高的强度，气孔率和吸水率都非常小。在显微结构上则含有较多的玻璃相和一定量的莫来石晶体，残留石英细小圆钝。这些外观、性能和显微结构共同形成了瓷的特征。此即明代科学家宋应星在其所著的《天工开物》中所说的“陶成雅器有素肌玉骨之象焉”。

青釉瓷在我国南方的烧制成功，首先应归功于南方盛产的瓷石。由于当时只用瓷石作为制胎原料，因而就形成了我国南方早期的石英、云母系高硅低铝质瓷的特色。其次应归功于南方长期烧制印纹硬陶和原始瓷的成熟工艺。

第四个里程碑——隋唐时期北方白釉瓷的突破。

隋唐时期（公元589～907年）北方白釉瓷的突破，是我国北方盛产的优质原料与长期积累的成熟的制瓷技术相结合的必然结果。它的出现是我国制瓷工艺的又一个飞跃，使我国成为世界上最早拥有白釉瓷的国家。

以邢、巩、定窑白釉瓷为代表的技术成就可归纳为以下两个方面：

新原料的使用和胎釉配方的改进。邢、巩、定窑白釉瓷的胎中都使用了含高岭石较多的二次沉积黏土或高岭土，因而使得它们胎中Al₂O₃含量可高达30%以上。我们已在瓷胎中观察到高岭石残骸的存在。同时，在胎中还使用了长石，因而胎中K₂O的含量可以高达5%以上。根据它们化学组成中SiO₂的含量以及胎的显微结构中“一石英的含量，可以认为我国隋唐时期即出现了近代高岭石英一长石质瓷，这是我国南方从未见过的。即使到了宋末元初景德镇白釉瓷胎中使用了高岭土，也只是高岭一石英一云母质瓷。这两种瓷分别是中国南北方两大白釉瓷系统的代表。另外值得一提的是，在个别隋代白瓷釉的组成中，K₂O的含量大大超过CaO的含量，从而形成一种碱钙釉，这也是我国南方早期青釉瓷所未有过的，只是到了明代永乐年间的景德镇白釉瓷才出现了这种碱钙釉。

烧成温度的提高和装烧工艺的改进。唐代邢、巩、定窑白釉瓷的烧成温度都已达到1300℃，有的甚至高达1380℃。烧成温度的提高必然与炉窑的改进相联系。隋唐时期白釉瓷烧制所使用的窑炉都是半倒焰的馒头窑。它们主要采用大燃烧室、小窑室和双烟囱，以便增加抽力而达到提高温度。与此同时，邢窑白釉瓷的烧制已使用了匣钵，从明火支烧到匣钵装烧是提高瓷器质量的一个突破。

第五个里程碑——宋代到清代颜色釉瓷、彩绘瓷和雕塑陶瓷的辉煌成就。

自东汉晚期始，浙江就一直烧制透明和单色的青釉瓷。到了宋代，北方的汝窑青釉瓷和南方官窑和龙泉窑所烧制的黑胎青釉瓷都是一种呈乳浊状的分相析晶釉瓷。它们都是以釉中析出钙长石微晶和晶间的分相增强了这种瓷釉的玉质感。与此同时，福建建阳烧制的黑釉瓷也是一种分相析晶釉瓷。这些分相和析晶会在釉面上形成兔毫、油滴等各种色调的纹样以显示其艺术效果。从透明釉发展到呈乳浊状和呈现各种纹样的分相析晶釉，是我国陶瓷在科学、工艺和艺术上一次飞跃。

我国发明的瓷釉就是以铁的氧化物作为着色剂而烧制出各种色调的青釉瓷和黑釉瓷。到了隋唐时代，我国的长沙窑和邛崃窑烧制出多种釉上彩以及许多地方的唐三彩。到了宋代，在河南禹县钧窑又出现了以铜及其氧化物着色的窑变釉和红釉。到了元代以后的景德镇，更是将多种元素引入到釉中，烧制出多种颜色的釉瓷和釉下彩瓷，这是我国制瓷历史上在科学、工艺和艺术上又一次飞跃。

到了明代景德镇，又出现了釉上彩绘，相继出现了斗彩、五彩、粉彩和珐琅彩等。其中如明代成化斗彩，清代康熙五彩和雍正的粉彩都是盛极一时、流传后世的精品。这是制瓷历史上在科学、工艺和艺术上再一次飞跃。

上述的五个里程碑，清楚地表现了我国陶瓷工艺的发展过程和取得的突出成就。它们之所以能取得一步又一步的新发展，全赖制瓷技术在以下方面不断取得的重大技术突破：（1）原料的选择和精制，（2）炉窑的改进和烧成温度的提高，（3）釉的形成和发展。可以预见，我国的陶瓷工业如能与现代科学技术相结合、并充分发扬自己的优秀传统，那么，它必将有一个灿烂辉煌的未来。