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關於玻璃

玻滴

杯口為什麼都有一個突起的小凸點?
這個小凸點,在生產專業用語上稱為"玻滴" 
手工玻璃製品在完全成型後,剪去多餘玻璃溶液的掃尾部分,是手工爐前製作玻璃的一個特徵。同時將收口留在杯口也可以防止各玻璃配件之間的盡對吸合,例如耐熱玻璃茶具是會經常被加熱的,假如各配件之間盡對吸合住以後,在加熱過程中壺內高氣壓無法開釋,內外氣壓差達到一定程度後很有可能發生危險。玻滴是正常的並存在於所有手工吹製的玻璃器皿上,也是肉眼區別手工玻璃與機制玻璃器皿的一個重要特徵。
(註:吹製加工工藝:用長鐵管蘸取已經受1200度高溫而融化的玻璃坯料,由玻璃工匠在鐵管的另一端對尚未冷卻的坯料吹氣使玻璃坯料空鼓起並形成外形,最先成形的底首先硬化,此時壺口位置處的玻璃尚未完全凝固,工匠用小刀沿預設的位置輕輕切斷使整個杯體與長鐵管上剩餘玻璃坯料分離,形成杯口並由此在杯口處形成稍微的球節隆起。


小氣泡

手工玻璃多少都會有些手工痕跡或小氣泡,高溫加工環境下生產出"無任何手工痕跡無任何小氣泡"的概率幾乎為零,但基本不影響美觀,更不會影響內在質量和使用,只要是手工杯一定會有小氣泡只是大小分布每件都不太一樣,設計師這邊的每件手工杯都會有而非瑕疵

有關燒製手工杯說明:一般玻璃原料或機械壓模的量產製品因在1400~1300℃高溫燒製,玻璃在液體狀態下,內含的空氣已浮出表面,所以較無氣泡產生。但多數鑄造的玻璃藝術品多以850℃低溫燒製,熱玻璃膏流動緩慢,玻璃塊之間的空氣,因無法浮出表面而自然形成氣泡。玻璃吹製過程是完全以人工方式進行,而在地球的環境自然會因為空氣或雜質造成氣泡,這是無法避免的特性。但正如天然鑽石以其瑕疵證明其天然的意義相同,正因為這些氣泡證明其由師傅手工吹製敵一無二的藝術價值。


外國藝術家說「氣泡是玻璃的呼吸」。

氣泡與玻璃共創藝術之舞的概念,在國際玻璃藝術創作領域裡,已經形成共識了,藝術家們多以氣泡表現玻璃的生命質感,並成為欣賞玻璃藝術的一部份。

水紋
玻璃燒製過程中,黏度極高的玻璃水在退火脫模時帶出的水波紋,屬正常產物,也是脫模時脫離點的見證


模切痕
有把手的玻璃杯在生產時是將熔融的玻璃水注入所需外型的模具中,壓入內膜煉鑄冷卻而成,退火過程中形成模切痕,是工藝技法中產生的自然現象非瑕疵(把手玻璃杯工藝特有)




玻璃的種類

(一)依玻璃材質的軟化點區分:

純玻璃:即最純粹的玻璃,是熔融不加入任何其他物質的純矽砂(SiO2含量為100﹪)所得的石英玻璃(fused silica),其膨脹係數5.8×10-7,為膨脹係數最小的物質,因此把白熱的石英玻璃直接投入冷水中也不會破裂,硬度為Moh,s Scale 7,可用銼刀加工,軟化點為1120℃,最適合加工溫度為1700~1800℃,必須使用氫氧焰才能加工,而耗費較高的成本。石英玻璃無色透明,易為紫外線所透過,成線時則可懸垂與鎢絲同等的重量。
硬玻璃:純玻璃中若加入13﹪的B2O3(氧化硼)成矽硼酸玻璃,可降低軟化點,而且膨脹係數止於32×10-7,利用瓦斯就能加工,亦耐急熱急冷,為優良的理化學用玻璃,派勒克斯玻璃(Pyrex glass)為其代表。又如在純玻璃中若加入金屬氧化物K2O(氧化鉀)成為鉀玻璃,可降低軟化點至600℃, 膨脹係數維持在於30~40×10-7之間,鉀玻璃由於成本較低,在派勒克斯玻璃普及之前,幾乎完全被用於理化學器具之製作。
軟玻璃:軟玻璃是在純玻璃中加入金屬氧化物(Na2O,CaO,Al2O3,PbO)後,形成矽酸鹽,軟化點下降程度最大者,可降至450℃,而膨脹係數維持為90×10-7之間,代表製品為窗玻璃以及玻璃瓶。

(二)依玻璃原料的成分區分:

耐熱玻璃:指如理化實驗室中的試管、燒杯一般,直接以火加熱也不會破裂的玻璃。此種玻璃乃在主要成分80%的矽砂中,加入l2%的硼砂所構成,由於硼砂膨脹率很小而產生了耐熱的特性。
鈉玻璃:指玻璃的主成分73%~77%的矽砂中,加入l6%~l8%的碳酸鈉所構成,普通一般的平板玻璃、玻璃杯、玻璃器皿,大都是由鈉玻璃製作而成的。
水晶玻璃(crystal glass):是由55%的矽砂,30%的氧化鉛,以及l5%的碳酸鉀所構成,因其外觀上具有如水晶般的透明感與光澤而得水晶玻璃之名。由於含鉛量已達30%而比較有重量,若以手指彈之,會發出清脆的金屬的聲音,而且也提高了折射率,更容易增進切削研磨的光澤。又因含鉛量較多,導致玻璃的質地變得較軟,較容易加工,但是也因此而容易受磨損,在處理上必須格外小心。

(三)依玻璃組成與用途區分:

鈉鈣玻璃:鈉鈣玻璃是玻璃產品中用量最大者,約達90%,包括平板玻璃、汽車玻璃、燈泡玻璃、容器玻璃等,主要由Na2O-CaO-SiO2組成。
矽酸鹼玻璃:其組成為K2O-SiO2至K2O-4SiO2,其中K2O為鹼金屬氧化物,鈉鹼溶液之矽酸鹽稱為水玻璃,可用於紙盒之黏盒劑、防火劑、鹼性較高者亦可作為洗衣用之清潔劑及肥皂填充劑等。
硼矽玻璃:其組成為K2O-B2O3-SiO2,B2O3之含量一般為5%以上,膨脹係數低,可耐溫度驟變、良好之耐震性與化學穩定性、高電阻性,被用於實驗室玻璃器皿、烹飪器皿、管線、燈泡、高張力絕緣器和複合材之強化基材等。
鉛鹼玻璃:其組成為K2O-PbO-SiO2,具有高的折射率及分散性,主要應用在光學器材、工藝品及核熱室的屏蔽窗等。
石英玻璃:將石英熔化或高溫分解四氯化矽而製成,其膨脹性較低、軟化溫度較高,一般用於半導體基板、望遠鏡的鏡頭、白光燈管、太陽電池蓋及理化器材等。
微晶玻璃:微晶玻璃又稱玻璃陶瓷,系藉著控制玻璃的結晶過程及精密的熱處理程序來獲得所欲之結晶類型與含量之玻璃物質,其晶體尺寸通常小於1μm,而具有高強度(斷裂強度為10~l5×l03 1b/in2,約為普通玻璃的l.5倍)、化學惰性、生物相容性、耐磨損性、耐熱衝擊性,熱膨脹係數低至零或負數及可透過微波等相當特殊的性質。主要應用在生醫材料(如假牙及人造骨骼)、熱交換器、加熱板、防火窗、管道、閥門、飛彈自動瞄準頭之整流罩、印刷電路板、電阻器、電子顯微鏡之零件、玻璃封接材料及鋼製容器表面之保護層等。
特殊玻璃:包括著色玻璃、高強度玻璃、高硬度玻璃、膠合玻璃、感光玻璃、玻璃纖維、光學纖維以及各種供理化與工業應用之特製品。

(四)依玻璃材料的形式區分:

平板玻璃:
如各種不同材質與厚度的平板窗玻璃、平板彩色玻璃等,本身已經是玻璃製品,或者提供作為各種平板玻璃自重下垂成形(烤彎、熔陷、熔墜)、熔合加工、噴砂、彩繪、馬賽克、鑲嵌...等等加工之用。
玻璃粉末:
一般製作玻璃粉末的材料多為鈉玻璃與鉛玻璃,前者其用途作為坩堝窯爐作業的「嵌入」、「熔接」、「熔合」等著色之用,以及用於熔合加工;後者則提供耐火石膏模單模與分模,以及脫蠟鑄造耐火石膏模的「玻璃粉末鑄造」之用。

玻璃顆粒:
玻璃顆粒有各種不同粗細與顏色的規格,一般多為鈉玻璃,其用途除了作為坩堝窯爐作業的「嵌入」、「熔接」、「熔合」著色之用以外,還可以提供作為「熔合玻璃」與「馬賽克」等的加工。

玻璃鑄料:
玻璃鑄料一般為圓扁型的玻璃塊,其成分為鉛玻璃,大多為透明的顏色,主要作為玻璃的泥型鑄造與脫蠟鑄造之用。

實心玻璃塊:
實心玻璃塊有各種立方體的規格,其成分就是所謂的「鉛玻璃」,因其透明度極佳且具高光澤,又稱為「光學玻璃」或「水晶玻璃」。實心玻璃塊可供切削、噴砂、磨刻、彩繪,以及雷射雕刻等加工。
實心玻璃棒:
製作實心玻璃棒的材料有軟玻璃與硬玻璃,前者多為鈉玻璃、鉛玻璃,而後者則為硼矽玻璃或稱為硼玻璃,其玻璃材料的製作始於美國的廠商「Pyrex」,後來卻成為硼玻璃的代名詞,國內的玻璃業者所慣稱的「派勒克斯玻璃」就是來自於「Pyrex」的翻譯名稱;實心玻璃棒、絲、線,有各種不同粗細的規格,以及各種透明與不透明的顏色,為燈炬作業之坯心玻璃、琉璃珠、拉絲玻璃、實心塑造等的加工材料。
玻璃膏:
玻璃膏為玻璃工藝素材中唯一在加工時屬於液態的材料,其實就是玻璃原料的熔融物,亦即所謂加工中無法以手直接觸碰的「熱加工」材料。以玻璃膏為素材的有徒手熱塑、徒手吹製、徒手模型吹製、機械壓模、機械鋼模吹製、蕾絲玻璃、熔著玻璃、套色玻璃、氣泡玻璃、冰裂玻璃,以及砂模鑄造等加工。
空心玻璃管:
空心玻璃管的玻璃材質、顏色與實心玻璃棒一樣,有軟玻璃與硬玻璃之分,只是形成中空的管狀;一般工藝用空心玻璃管的材質多為硼玻璃,而其規格大者則內徑可達30㎝,又因空心的硼玻璃管能耐劇冷與劇熱,為製作理化儀器以及空心製作的主要材料。