Loading… 玻璃上的花纹是怎么产生的?_TOM生活
正文
Qzone
微博
微信

玻璃上的花纹是怎么产生的?

科普中国网    2021-06-08 10:08

玻璃是一种较为透明的固体物质,其主要成分是石英石,即二氧化硅。玻璃最美妙的特性是透明性,它被广泛用作窗玻璃、光学仪器玻璃,以及各种化学容器和生活容器。玻璃不怕盐酸、硫酸、硝酸甚至王水的侵蚀,只有苛性碱才能略微腐蚀玻璃的一层表皮。所以人们在玻璃上想要刻出花纹,需要依靠一种会“啃”玻璃的化学物质。

这种会“啃”玻璃的化学物质就是氢氟酸,它是人们刻蚀玻璃的好帮手。在玻璃制品的表面,先均匀地涂上一层致密的石蜡,然后用工具小心地在蜡层上刻画图案或刻度,使要雕刻部分的玻璃露出来。然后把适量的氢氟酸涂在没有蜡层的表面上,氢氟酸遇上裸露的玻璃,就会把玻璃“啃”去一层。最后去除石蜡,就能在玻璃器皿上雕出各种各样的花纹了。

生产雕花玻璃过程所依据的化学原理是:由于Si—F键的键能大于Si—O键的键能,因此,氢氟酸中的F与玻璃中的Si能够形成性能更为稳定的Si—F键,迫使SiO2中的Si—O键断裂,生成具有挥发性能的四氟化硅气体(SiF4),并放出热量,该反应在常温下便可进行。其化学反应方程式为:SiO2+4HF=SiF4(气体)+2H2O。

那氢氟酸到底是什么呢?氢氟酸是氟化氢气体的水溶液,为无色透明至淡黄色冒烟液体,具有刺激性气味。氢氟酸最明显的特点是腐蚀性非常强,它能和大多数金属、非金属发生反应。此外,氢氟酸还对硅的化合物具有强腐蚀性,将氟化氢气体溶于水得到的氢氟酸溶液可用于雕刻玻璃,因为氢氟酸可以与玻璃的主要成分二氧化硅发生反应,而其他强酸则不能,质量浓度为1.5%的氢氟酸溶液即可腐蚀玻璃以达到雕花的目的。

氢氟酸在工业中的用途非常广泛,主要是被用为生产碳-氟工业产品,比如冰箱和空调中所用的制冷氟利昂。因为氢氟酸能溶解氧化物,所以它在铝和铀的提纯中起着重要作用。氢氟酸也用来清洗铸件上的残砂、控制发酵、电抛光和清洗腐蚀半导体硅片。在工业的炼油厂中,氢氟酸是一种催化剂,可以用作催化异丁烷和丁烷的烷基化反应,氢氟酸还可以用作除去不锈钢表面的含氧杂质,表现在“浸酸”过程中。

通过上面的讲述,大家是不是更了解氢氟酸这一神奇的化学物质呢?

本文由石家庄市藁城区第九中学高级教师韩素娟进行科学性把关。

 

广告
责任编辑: 4126TJ

责任编辑: 4126TJ
人家也是有底线的啦~
广告