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    沒有玻璃,就不會發生科技變革?它的價值足以匹配諾獎

    發布時間:2022-07-11來源:點擊:2678

    玻璃與光纖
    玻璃與光纖

    有人說,沒有玻璃,西方也許不會發生科技變革。這句話雖有些夸張,但也在一定程度上說明了玻璃在人類歷史上的重要地位。從玻璃器皿、顯微鏡、望遠鏡到電子電路、平板顯示器,如今,我們生活處處離不開玻璃的身影。

    人造玻璃于公元前20世紀到公元前15世紀出現在中東地區,主要由于該地區有適合熔制玻璃的原料。公元前1世紀,中東人發明了玻璃吹制技術,這與當時冶金技術的發展密切相關,因為吹制玻璃需要用一根長的金屬管。采用吹制方法可以制備薄的透明玻璃,并將玻璃制成不同形狀的餐具、容器等。公元1世紀到8世紀,在吹制技術基礎上,發展出了各類玻璃成型技術,由此可以制備窗玻璃、長方形玻璃。中東和北非地區的主要玻璃制作工藝為吹制,并一直保留到19世紀。

    激光釹玻璃
    高溫澆筑下的液態激光釹玻璃,激光釹玻璃是一種含有釹離子的特殊玻璃

    玻璃制備技術很早就通過意大利人傳入歐洲,并在當地規模生產。彩色玻璃的生產始于1000年,10-11世紀歐洲準許有錢人經營玻璃生產和交易,并進行玻璃制備技藝的家族傳承。中世紀歐洲大興教堂建設,促進了彩色玻璃技術的發展和成熟。13-16世紀歐洲文藝復興時期,威尼斯由于其特殊的地理位置和與中東地區的密切貿易往來,以及豐富的石英原料(來自海岸)、獨特的原料提純技術、豐富的柏樹資源(作為燃料),成為歐洲玻璃生產和貿易中心。 

    17世紀到19世紀,現代玻璃制造技術在歐洲大陸興起。這主要得益于歐洲科學技術的發展,原料更加精細、成分更加可控、燃料從木材轉變為煤,這也標志著玻璃生產進入了工業化時代。由于英國富有鉛礦,遂開始生產水晶玻璃,英國、法國于17世紀開始取代威尼斯成為歐洲玻璃生產中心。18世紀末的科技變革帶來了19世紀玻璃制造業的創新和大規模工業化生產,相繼產生了圣戈班、皮爾金頓、肖特等代表性的玻璃公司,可規?;a平板玻璃、容器玻璃,用于建筑物、日常生活等。德國肖特公司于1884年開始光學玻璃的生產,并應用于顯微鏡和望遠鏡等科學儀器。 

    一戰期間,歐洲的玻璃工業受到很大影響,一戰結束后開始逐步恢復。此時,美國的玻璃工業興起,形成了歐洲和美國兩大玻璃生產和研制中心,并于1920年開展了汽車玻璃和安全玻璃(復合玻璃)的工業生產。1913年派萊克斯玻璃誕生,主要用作青霉素、疫苗等藥物和生物醫學實驗的器皿,在二次世界大戰和生物醫藥研究中發揮了重要作用。 

    1910年后,光學玻璃品種得到擴展,為精密光學儀器開發提供了重要基礎。1934年,美國康寧公司研發了高純石英玻璃,從此開啟了石英玻璃在太空探索和天文學研究(哈勃太空望遠鏡和國際空間站及太空飛船的窗戶)、軍事(潛水艇的窗戶)、激光器(透鏡)、光刻機(鏡頭)等領域的應用。1970年,康寧公司成功研發了低損耗光導纖維(光纖),為現代光通信和網絡社會的構建提供了重要的材料基礎。1939年,康寧公司開始研制電視機的環形陽極射線管,1950年研制黑白電視屏幕,1980年研制液晶顯示玻璃。 

    中國的光學玻璃研發起步于20世紀50年代,在王大珩先生的倡導下,開始研發和建立國內的光學玻璃研發體系,這為中國的光學和激光事業發展奠定了重要基礎。 

    釹玻璃
    高功率激光器的心臟——釹玻璃

    我國于20世紀開啟了玻璃的機械化生產和多品種玻璃的研發生產,玻璃制備技術也不斷創新,玻璃應用從日用品、建造物,發展到生物醫藥、半導體制造用光刻機鏡頭、激光器、熱成像、測溫、光譜儀、通信、X射線成像、輻射防護等領域,極大促進了科技進步和發展。與此同時,國內的玻璃體系也從單一硅酸鹽玻璃拓展到硼硅酸鹽玻璃、鑭系玻璃、磷酸鹽玻璃、氟化物玻璃、硫系玻璃等。

                                                                                                                    文章來源:新玻網


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