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不怕酸的玻璃
玻璃,中國古代亦稱琉璃,是一種透明、強(qiáng)度及硬度頗高,不透氣的物料。玻璃在日常環(huán)境中呈化學(xué)惰性,亦不會(huì)與生物起作用,故此用途非常廣泛。玻璃一般不溶于酸;但溶于強(qiáng)堿,例如氫氧化銫。玻璃是一種非晶形固體。融解的玻璃迅速冷卻,各分子因?yàn)闆]有足夠時(shí)間形成晶體而形成玻璃。普通玻璃主要是非晶的二氧化硅,亦即石英,或砂的化學(xué)成分。純正的硅土溶點(diǎn)為攝氏2000度。因此制造玻璃時(shí)一般會(huì)加入兩種材料:碳酸鈉 (即蘇打粉)及碳酸鉀(鉀堿)。這樣硅土溶點(diǎn)將降至1000度左右。但是因?yàn)樘妓徕c會(huì)令玻璃溶于水中,因此通常還要加入適量的氧化鈣,使玻璃不溶于水。
對(duì)可見光透明是玻璃最大的特點(diǎn)。一般的玻璃因?yàn)橹圃鞎r(shí)加進(jìn)了碳酸鈉,所以對(duì)波長短于400納米的紫外線并不透明。若果要讓紫外線穿透,玻璃必須以純正的二氧化硅制造。這種玻璃成本較高,一般被稱為石英玻璃。純玻璃對(duì)紅外線亦是透明的,可以造成數(shù)公里長,作通訊用途的玻璃纖維。
常見的玻璃通常亦會(huì)加入其它成份。例如看起來十分閃爍曜眼的水晶玻璃,是在玻璃內(nèi)加入鉛,令玻璃的折射指數(shù)增加,產(chǎn)生更為眩目的折射。至于派熱克斯玻璃,則是加入了硼,以改變玻璃的熱及電性質(zhì)。加入鋇亦可增加折射指數(shù)。制造光學(xué)鏡頭的玻璃則是加入釷的氧化物來大幅增加折射指數(shù)。倘若要玻璃吸收紅外線,可以加入鐵。例如放映機(jī)內(nèi)便有這種隔熱的玻璃。玻璃加入鈰則會(huì)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(nèi)因鐵造成的淡綠色。多一點(diǎn)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(lán)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(huì)造成青綠色的玻璃。以金屬銅則會(huì)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(lán)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(huì)改變這些化合物造成的顏色,但當(dāng)中的化學(xué)原理相當(dāng)復(fù)雜,至今仍然未被完全明解。
有時(shí)在火山溶巖中會(huì)出現(xiàn)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。
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