แนวโน้มการพัฒนาแก้ว

ตามขั้นตอนการพัฒนาทางประวัติศาสตร์ แก้วสามารถแบ่งออกเป็นแก้วโบราณ แก้วแบบดั้งเดิม แก้วใหม่และแก้วปลาย

(1) ในประวัติศาสตร์ แก้วโบราณมักหมายถึงยุคของการเป็นทาส ในประวัติศาสตร์จีน แก้วโบราณยังรวมถึงสังคมศักดินาด้วย ดังนั้นแก้วโบราณโดยทั่วไปจึงหมายถึงแก้วที่ผลิตในสมัยราชวงศ์ชิง แม้ว่าจะมีการลอกเลียนแบบในปัจจุบัน แต่ก็เรียกได้เฉพาะแก้วโบราณเท่านั้นซึ่งจริงๆแล้วเป็นของปลอมจากแก้วโบราณ

(2) แก้วแบบดั้งเดิมเป็นวัสดุและผลิตภัณฑ์แก้วประเภทหนึ่ง เช่น แก้วแบน ขวดแก้ว แก้วภาชนะ แก้วศิลปะ และกระจกตกแต่ง ซึ่งผลิตโดยวิธีการหลอมเย็นยิ่งยวดโดยใช้แร่ธาตุธรรมชาติและหินเป็นวัตถุดิบหลัก

(3) กระจกใหม่หรือที่เรียกว่ากระจกฟังก์ชั่นใหม่และกระจกฟังก์ชั่นพิเศษเป็นกระจกชนิดหนึ่งที่แตกต่างจากกระจกแบบดั้งเดิมอย่างเห็นได้ชัดในด้านองค์ประกอบ การเตรียมวัตถุดิบ การแปรรูป ประสิทธิภาพและการใช้งาน และมีฟังก์ชั่นเฉพาะเช่นแสง ไฟฟ้า แม่เหล็ก ความร้อน เคมี และชีวเคมี เป็นวัสดุที่มีเทคโนโลยีสูงซึ่งมีหลายสายพันธุ์ ขนาดการผลิตขนาดเล็ก และการอัพเกรดอย่างรวดเร็ว เช่น แก้วเก็บแสง แก้วนำคลื่นสามมิติ กระจกเผาหลุมสเปกตรัม และอื่น ๆ

(4) เป็นการยากที่จะให้คำจำกัดความที่ชัดเจนของกระจกในอนาคต น่าจะเป็นแก้วที่อาจพัฒนาได้ในอนาคตตามทิศทางการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์หรือการทำนายทางทฤษฎี

ไม่ว่ากระจกโบราณ กระจกแบบดั้งเดิม กระจกใหม่ หรือกระจกในอนาคต ล้วนมีความเหมือนกันและมีเอกลักษณ์เฉพาะตัว พวกมันล้วนเป็นของแข็งอสัณฐานที่มีลักษณะอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว อย่างไรก็ตาม บุคลิกภาพเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา กล่าวคือ มีความหมายแฝงและการขยายเวลาที่แตกต่างกันออกไป เช่น แก้วใหม่ในศตวรรษที่ 20 จะกลายเป็นแก้วแบบดั้งเดิมในศตวรรษที่ 21 แก้วใหม่ในศตวรรษที่ 21 จะกลายเป็นแก้วแบบดั้งเดิม อีกตัวอย่างหนึ่งคือแก้วเซรามิกเป็นแก้วชนิดใหม่ในช่วงทศวรรษ 1950 และ 1960 แต่ปัจจุบันกลายเป็นสินค้าโภคภัณฑ์และวัสดุก่อสร้างที่ผลิตจำนวนมาก ปัจจุบันกระจกโฟโตนิกเป็นวัสดุที่มีประโยชน์ใหม่สำหรับการวิจัยและทดลองผลิต ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าก็อาจจะกลายเป็นแก้วแบบดั้งเดิมที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย จากมุมมองของการพัฒนากระจกมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับสถานการณ์ทางการเมืองและเศรษฐกิจในขณะนั้น มีเพียงเสถียรภาพทางสังคมและการพัฒนาเศรษฐกิจเท่านั้นที่สามารถพัฒนาแก้วได้ หลังจากการก่อตั้งประเทศจีนใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งนับตั้งแต่การปฏิรูปและการเปิดประเทศ กำลังการผลิตและระดับทางเทคนิคของจีนสำหรับกระจกทรงแบน แก้วรายวัน ใยแก้ว และใยแก้วนำแสงอยู่ในระดับแนวหน้าของโลก

การพัฒนากระจกยังเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับความต้องการของสังคม ซึ่งจะส่งเสริมการพัฒนากระจก แก้วมักถูกใช้เป็นภาชนะเป็นหลักมาโดยตลอด และภาชนะแก้วก็มีส่วนสำคัญในการผลิตแก้ว อย่างไรก็ตาม ในประเทศจีนเก่า เทคโนโลยีการผลิตเครื่องเซรามิกได้รับการพัฒนาค่อนข้างดี คุณภาพดีขึ้น และการใช้งานสะดวก แทบไม่มีความจำเป็นต้องพัฒนาภาชนะแก้วที่ไม่คุ้นเคย เพื่อให้แก้วยังคงอยู่ในเครื่องประดับและงานศิลปะเลียนแบบ ซึ่งส่งผลต่อการพัฒนาโดยรวมของแก้ว อย่างไรก็ตาม ในโลกตะวันตก ผู้คนต่างชื่นชอบเครื่องแก้วใส ชุดไวน์ และภาชนะอื่นๆ ซึ่งส่งเสริมการพัฒนาบรรจุภัณฑ์แก้ว ขณะเดียวกันในช่วงเวลาที่ใช้แก้วทำเครื่องมือทางแสงและเครื่องมือเคมีทางตะวันตกเพื่อส่งเสริมการพัฒนาด้านวิทยาศาสตร์เชิงทดลอง การผลิตแก้วของจีนอยู่ในขั้นตอน “คล้ายหยก” และเป็นการยากที่จะเข้าไปในวังของ ศาสตร์.

ด้วยความก้าวหน้าของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ความต้องการปริมาณและความหลากหลายของแก้วยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง และคุณภาพ ความน่าเชื่อถือ และราคาของแก้วก็มีมูลค่าเพิ่มมากขึ้นเช่นกัน ความต้องการพลังงาน วัสดุชีวภาพ และสิ่งแวดล้อมสำหรับแก้วกำลังกลายเป็นเรื่องเร่งด่วนมากขึ้นเรื่อยๆ แก้วจำเป็นต้องมีหลายฟังก์ชัน ใช้ทรัพยากรและพลังงานน้อยลง และลดมลภาวะและความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อม

ตามหลักการข้างต้น การพัฒนากระจกต้องเป็นไปตามกฎแนวคิดการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์ และการพัฒนาสีเขียวและเศรษฐกิจคาร์บอนต่ำเป็นทิศทางการพัฒนาของแก้วเสมอ แม้ว่าข้อกำหนดของการพัฒนาสีเขียวจะแตกต่างกันในแต่ละช่วงทางประวัติศาสตร์ แต่แนวโน้มทั่วไปก็ยังเหมือนเดิม ก่อนการปฏิวัติอุตสาหกรรม ไม้ถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงในการผลิตแก้ว ป่าไม้ถูกตัดและสิ่งแวดล้อมถูกทำลาย ในศตวรรษที่ 17 สหราชอาณาจักรห้ามการใช้ไม้ ดังนั้นจึงใช้เตาเผาเบ้าหลอมที่ใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิง ในศตวรรษที่ 19 มีการนำเตาเผาถังรีเจนเนอเรเตอร์มาใช้ เตาหลอมไฟฟ้าได้รับการพัฒนาในศตวรรษที่ 20; ในศตวรรษที่ 21 มีแนวโน้มไปสู่การหลอมที่ไม่ใช่แบบดั้งเดิม กล่าวคือ แทนที่จะใช้เตาเผาและถ้วยใส่ตัวอย่างแบบดั้งเดิม กลับใช้การหลอมแบบโมดูลาร์ การหลอมการเผาไหม้แบบจมอยู่ใต้น้ำ การทำให้กระจ่างสูญญากาศ และการหลอมพลาสมาพลังงานสูง ในจำนวนนั้น มีการทดสอบการหลอมแบบโมดูลาร์ การทำให้กระจ่างด้วยสุญญากาศ และการหลอมพลาสมาในการผลิต

การหลอมแบบโมดูลาร์ดำเนินการบนพื้นฐานของกระบวนการอุ่นแบทช์ที่หน้าเตาเผาในศตวรรษที่ 20 ซึ่งสามารถประหยัดเชื้อเพลิงได้ 6.5% ในปี 2004 บริษัท Owens Illinois ได้ทำการทดสอบการผลิต การใช้พลังงานของวิธีการหลอมแบบดั้งเดิมอยู่ที่ 7.5mj/kga ในขณะที่วิธีการหลอมโมดูลอยู่ที่ 5mu / KGA ซึ่งช่วยประหยัดได้ 33.3%

สำหรับการชี้แจงสูญญากาศนั้นผลิตในเตาเผาถังขนาดกลาง 20 ตัน / D ซึ่งสามารถลดการใช้พลังงานในการหลอมและการชี้แจงได้ประมาณ 30% บนพื้นฐานของการทำให้กระจ่างสูญญากาศ ระบบการหลอมละลายรุ่นต่อไป (NGMS) ได้ถูกสร้างขึ้น

ในปี พ.ศ. 2537 สหราชอาณาจักรเริ่มใช้พลาสมาในการทดสอบการหลอมแก้ว ในปี 2546 สมาคมอุตสาหกรรมพลังงานและแก้วของสหรัฐอเมริกาได้ดำเนินการทดสอบเตาหลอมแก้ว E ด้วยพลาสมาความเข้มสูง การทดสอบเตาถังขนาดเล็กด้วยใยแก้ว ซึ่งประหยัดพลังงานได้มากกว่า 40% หน่วยงานพัฒนาเทคโนโลยีอุตสาหกรรมพลังงานแห่งใหม่ของญี่ปุ่นยังได้จัดตั้ง Asahi nitko และมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีโตเกียวเพื่อร่วมกันสร้างเตาเผาทดลอง 1 T/D แก้วจะถูกละลายระหว่างการบินโดยใช้เครื่องทำความร้อนพลาสม่าแบบเหนี่ยวนำความถี่วิทยุ เวลาในการหลอมละลายเพียง 2 ~ 3 ชั่วโมง และการใช้พลังงานที่ครอบคลุมของกระจกสำเร็จรูปคือ 5.75 MJ / กก.

ในปี 2008 Xunzi ดำเนินการทดสอบการขยายตัวของแก้วโซดาไลม์ 100 ตัน เวลาในการหลอมละลายลดลงเหลือ 1/10 ของเวลาดั้งเดิม การใช้พลังงานลดลง 50% Co ไม่ การปล่อยมลพิษลดลง 50% หน่วยงานพัฒนาเทคโนโลยีอุตสาหกรรมพลังงานใหม่ (NEDO) ของญี่ปุ่นวางแผนที่จะใช้เตาเผาแก้วโซดาไลม์ขนาด 1 ตันสำหรับการผสม การหลอมบนเครื่องบินรวมกับกระบวนการทำให้บริสุทธิ์ด้วยสุญญากาศ และวางแผนที่จะลดการใช้พลังงานในการหลอมให้เหลือ 3,767 กิโลจูล / กิโลกรัมแก้วในปี 2555