Xu hướng phát triển của kính

Theo giai đoạn phát triển lịch sử, kính có thể được chia thành kính cổ, kính truyền thống, kính mới và kính muộn.

(1) Trong lịch sử, kính cổ thường ám chỉ thời kỳ nô lệ. Trong lịch sử Trung Quốc, thủy tinh cổ đại cũng bao gồm cả xã hội phong kiến. Vì vậy, kính cổ thường dùng để chỉ loại kính được sản xuất từ ​​thời nhà Thanh. Mặc dù ngày nay nó đang bị bắt chước nhưng nó chỉ có thể được gọi là kính cổ, thực chất là kính giả.

(2) Kính truyền thống là một loại vật liệu và sản phẩm thủy tinh, như kính phẳng, kính chai, kính dụng cụ, kính nghệ thuật và kính trang trí, được sản xuất bằng phương pháp siêu lạnh nóng chảy với khoáng chất tự nhiên và đá làm nguyên liệu chính.

(3) Kính mới, còn được gọi là kính chức năng mới và kính chức năng đặc biệt, là một loại kính rõ ràng khác với kính truyền thống về thành phần, chuẩn bị nguyên liệu thô, xử lý, hiệu suất và ứng dụng, đồng thời có các chức năng cụ thể như ánh sáng, điện, từ, nhiệt, hóa học và hóa sinh. Nó là vật liệu chuyên sâu công nghệ cao với nhiều chủng loại, quy mô sản xuất nhỏ và nâng cấp nhanh, chẳng hạn như kính lưu trữ quang học, kính dẫn sóng ba chiều, kính đốt lỗ quang phổ, v.v.

(4) Rất khó để đưa ra một định nghĩa chính xác về kính tương lai. Nó phải là loại kính có thể được phát triển trong tương lai theo hướng phát triển khoa học hoặc dự đoán lý thuyết.

Dù là kính cổ, kính truyền thống, kính mới hay kính tương lai, tất cả đều có điểm chung và cá tính riêng. Chúng đều là chất rắn vô định hình có đặc tính nhiệt độ chuyển thủy tinh. Tuy nhiên, tính cách thay đổi theo thời gian, tức là có sự khác biệt về nội hàm và mở rộng ở các thời kỳ khác nhau: ví dụ, kính mới ở thế kỷ 20 sẽ trở thành kính truyền thống ở thế kỷ 21; Một ví dụ khác là gốm thủy tinh là một loại thủy tinh mới vào những năm 1950 và 1960, nhưng hiện nay nó đã trở thành mặt hàng được sản xuất hàng loạt và vật liệu xây dựng; Hiện nay, kính quang tử là vật liệu chức năng mới phục vụ nghiên cứu và sản xuất thử nghiệm. Trong một vài năm nữa, nó có thể là loại kính truyền thống được sử dụng rộng rãi. Từ góc độ phát triển thủy tinh, nó liên quan chặt chẽ đến tình hình chính trị và kinh tế lúc bấy giờ. Chỉ có xã hội ổn định và kinh tế phát triển thì kính mới phát triển được. Sau khi thành lập nước Trung Quốc mới, đặc biệt là kể từ khi cải cách và mở cửa, năng lực sản xuất và trình độ kỹ thuật kính phẳng, kính hàng ngày, sợi thủy tinh và sợi quang của Trung Quốc đã đứng đầu thế giới.

Sự phát triển của kính cũng liên quan chặt chẽ đến nhu cầu của xã hội, điều này sẽ thúc đẩy sự phát triển của kính. Thủy tinh luôn được sử dụng chủ yếu làm hộp đựng và hộp đựng bằng thủy tinh chiếm một phần đáng kể trong sản lượng thủy tinh. Tuy nhiên, ở Trung Quốc xưa, công nghệ sản xuất đồ gốm sứ tương đối phát triển, chất lượng tốt hơn, sử dụng thuận tiện. Hiếm khi cần thiết phải phát triển các hộp đựng bằng thủy tinh xa lạ, do đó, thủy tinh vẫn chỉ là đồ trang sức và nghệ thuật giả, do đó ảnh hưởng đến sự phát triển chung của thủy tinh; Tuy nhiên, ở phương Tây, người ta quan tâm đến đồ thủy tinh trong suốt, bộ đựng rượu và các loại hộp đựng khác, điều này thúc đẩy sự phát triển của hộp đựng bằng thủy tinh. Đồng thời, trong thời kỳ sử dụng thủy tinh để chế tạo các dụng cụ quang học, dụng cụ hóa học ở phương Tây nhằm thúc đẩy sự phát triển của khoa học thực nghiệm, ngành sản xuất thủy tinh của Trung Quốc đang ở giai đoạn “như ngọc” và khó có thể bước vào cung điện. khoa học.

Với sự tiến bộ của khoa học công nghệ, nhu cầu về số lượng và chủng loại kính không ngừng tăng cao, chất lượng, độ tin cậy và giá thành của kính cũng ngày càng được coi trọng. Nhu cầu về năng lượng, vật liệu sinh học và môi trường cho kính ngày càng trở nên cấp thiết. Kính cần phải có nhiều chức năng, ít phụ thuộc vào tài nguyên và năng lượng, đồng thời giảm ô nhiễm và thiệt hại môi trường.

Theo các nguyên tắc trên, việc phát triển kính phải tuân theo quy luật của khái niệm phát triển khoa học, phát triển xanh và nền kinh tế ít carbon luôn là hướng phát triển của kính. Mặc dù yêu cầu phát triển xanh ở các giai đoạn lịch sử khác nhau nhưng xu hướng chung là như nhau. Trước cuộc cách mạng công nghiệp, gỗ được sử dụng làm nhiên liệu trong sản xuất thủy tinh. Rừng bị chặt phá, môi trường bị tàn phá; Vào thế kỷ 17, nước Anh cấm sử dụng gỗ nên sử dụng lò nung bằng than. Vào thế kỷ 19, lò nung bể tái sinh được giới thiệu; Lò nấu chảy điện được phát triển vào thế kỷ 20; Trong thế kỷ 21, có xu hướng nấu chảy phi truyền thống, tức là thay vì sử dụng lò nung và nồi nấu kim loại truyền thống, người ta sử dụng phương pháp nấu chảy mô-đun, nấu chảy đốt cháy chìm, làm trong chân không và nấu chảy plasma năng lượng cao. Trong số đó, nấu chảy mô-đun, làm rõ chân không và nấu chảy plasma đã được thử nghiệm trong sản xuất.

Quá trình nấu chảy mô-đun được thực hiện trên cơ sở quy trình gia nhiệt trước lò nung ở thế kỷ 20, có thể tiết kiệm 6,5% nhiên liệu. Năm 2004, công ty Owens Illinois đã tiến hành thử nghiệm sản xuất. Mức tiêu thụ năng lượng của phương pháp nấu chảy truyền thống là 7,5mj/kga, trong khi đó của phương pháp nấu chảy mô-đun là 5mu/KGA, tiết kiệm 33,3%.

Đối với thiết bị làm sạch chân không, nó đã được sản xuất trong lò nung cỡ trung bình 20 tấn / D, có thể giảm khoảng 30% mức tiêu thụ năng lượng cho quá trình nấu chảy và làm trong. Trên cơ sở làm rõ chân không, hệ thống nấu chảy thế hệ tiếp theo (NGMS) đã được thiết lập.

Năm 1994, Vương quốc Anh bắt đầu sử dụng plasma để thử nghiệm nấu chảy thủy tinh. Năm 2003, hiệp hội ngành năng lượng và thủy tinh Hoa Kỳ đã tiến hành thử nghiệm nung chảy plasma cường độ cao thủy tinh E, lò nung bể nhỏ bằng sợi thủy tinh, tiết kiệm hơn 40% năng lượng. Cơ quan phát triển công nghệ công nghiệp năng lượng mới của Nhật Bản cũng đã tổ chức Asahi nitko và Đại học Công nghệ Tokyo cùng nhau thành lập lò thử nghiệm 1 T/D. Lô thủy tinh được nấu chảy trong chuyến bay bằng cách gia nhiệt plasma cảm ứng tần số vô tuyến. Thời gian nóng chảy chỉ 2 ~ 3 giờ và mức tiêu thụ năng lượng toàn diện của kính thành phẩm là 5,75 MJ / kg.

Năm 2008, Xunzi đã thực hiện thử nghiệm giãn nở thủy tinh vôi soda 100 tấn, thời gian nóng chảy được rút ngắn xuống còn 1/10 so với ban đầu, mức tiêu thụ năng lượng giảm 50%, Co, không, lượng khí thải ô nhiễm giảm 50%. Cơ quan phát triển công nghệ toàn diện ngành năng lượng mới của Nhật Bản (NEDO) có kế hoạch sử dụng lò thử nghiệm thủy tinh vôi soda 1 tấn để trộn, nấu chảy trong chuyến bay kết hợp với quy trình lọc chân không và có kế hoạch giảm mức tiêu thụ năng lượng nóng chảy xuống 3767kj / kg thủy tinh vào năm 2012.