玻璃是怎样制造出来的

玻璃一般是用多种无机矿物为主要原料，另外加入少量辅助原料，经混和、高温熔融、匀化、加工成形、退火等工艺制作而成的。无机矿物包括石英砂、硼酸、硼砂、碳酸钡、石灰石、重晶石、长石、纯碱等。

玻璃是怎样制造出来的

玻璃的辅助原料包括助熔剂、澄清剂、着色剂、乳浊剂、脱色剂、氧化剂、还原剂等。

玻璃是混合物，主要成分是二氧化硅和其他氧化物，广泛用于建筑、日用、医疗、化学、电子、仪表等领域。

按性能特点分类，玻璃可以分为钢化玻璃、多孔玻璃、导电玻璃、微晶玻璃、中空玻璃等。

闽人智慧 | 一块来自福建的玻璃，是怎样走向全球的？

一块汽车玻璃

除了遮风挡雨还可以干什么？

投影、通讯、触控

甚至还能是汽车身份证

来自福建的汽车玻璃

正在超乎你的想象

01

拓展一片玻璃的边界

去年7月20日，由中国制造的世界首套时速600KM的高速磁浮列车在山东青岛正式下线。

高铁速度仅350+km/h，民用航空的速度为850+km/h，那么时速600KM的磁悬浮列车妥妥地就是“贴地飞行”。

问题来了，这样“贴地飞行”的时速冲击力需要搭载什么样的玻璃才能承受？这玻璃又有什么特殊的功能？

图源福耀集团微信公众号

就前挡结构来说，磁浮列车玻璃和普通的汽车玻璃的差别可谓是巨无霸与汉堡包。

普通汽车前挡玻璃是由玻璃+PVB膜+玻璃组成，厚度在5mm左右，而磁浮列车的玻璃是结合了多层玻璃+多层PVB膜+防飞溅层，厚度是汽车玻璃的6倍左右，可以抵抗1kg铝弹时速760km的冲击。

图源福耀集团微信公众号

然而，玻璃越厚，重量就会越重。还没发车，在重量级乘客名单上，玻璃就已经榜上有名了，这就大大影响行车速度，加大能耗。

所以在考虑绿色环保和安全性两方面后，磁浮列车玻璃的生产制造进行了玻璃内部结构的调整，做到了减轻自重。

在减重的同时，列车玻璃还可以触控、调光，做到既安全又舒适智能。

值得一提的是，这套列车包括前挡玻璃、侧窗玻璃在内的全车套产品方案——均由福建福耀提供，并深度参与了该磁浮列车的外观、安全性等方面的前期设计。

小朋友在展会上体验智能调光玻璃。图源福耀集团微信公众号

我们所熟知的汽车玻璃，仅仅是一块玻璃吗？

不！看上去寻常无比的汽车玻璃，蕴含着大量想象不到的科技元素。

近年来，随着汽车的“新四化”（电动化、网联化、智能化、共享化）发展趋势，汽车玻璃作为显示交互、数据传输等功能的重要载体，不断被重新定义。

在福建，汽车玻璃可以与无线通讯、传感技术、光电技术等有机结合，真正成为未来汽车的“眼睛和耳朵”。

可以说，现在的汽车玻璃功能，已经远远超越了“一片玻璃”的边界。

福耀智慧视窗，在保留车窗透明属性的同时，还拥有集成显示、触控操作等功能，是运用了电子、天线、传感、光电材料等新技术新材料的新一代智慧汽车玻璃。图源：新福建

智能调光、透明显示、全景天幕、AR-HUD抬头显示……目前，福耀玻璃的高附加值产品比重超过30%，部分产品已在宝马、路虎、通用、大众等汽车品牌和新能源汽车上得到应用。

02

做中国人自己的汽车玻璃

开车的人都知道，汽车行驶中需要不时低头查看仪表盘上的信息、核对导航路线。

这一小小动作，虽然耗时短，但对于高速行驶的汽车来说，注意力离开3秒，汽车可能就已前行了几十米。特别是现实生活中，由于驾驶员注意力分散而引发的交通事故数不胜数。

不低头就能看到行车信息的AR-HUD抬头显示玻璃，简直是司机们的福音。

福耀抬头显示玻璃 图源福耀集团微信公众号

作为信息承载介质的HUD抬头显示玻璃堪称汽车版柯南眼镜，它能将重要信息投射在风挡玻璃上，驾驶员只需保持正常驾驶姿势，无需低头就可以在视线前方看到车速、油耗、导航等行车信息。

拥有自主知识产权的镀膜隔热汽车玻璃。福清市融媒体中心供图

除此之外，透明的汽车玻璃还可以拥有防晒隔热的作用，比如使用镀膜技术反射太阳中的热能，减缓车内仪表盘的老化。

以玻璃为载体，汽车还可以像打电话一样与外界进行高质量通信，比如将ETC感应模块植入玻璃内部，从而获得高度稳定的信号……

将ETC感应模块内嵌至玻璃夹层中，可获得高度稳定的信号。图源福耀集团微信公众号

随着车联网渗透到交通运输的方方面面，汽车前挡玻璃“前装RFID解决方案”，未来可作为“智能网联汽车的数字电子车牌身份证”。

而上述的这些高科技元素满满的汽车玻璃，均来自福建福耀。

现在全球每3辆汽车中就有1辆的汽车玻璃来自福建福耀。

然而，上个世纪80年代，中国的汽车玻璃几乎全部从国外进口，全球市场被外国巨头垄断。

研究人员正在查看汽车玻璃光学性能。福清市融媒体中心供图

成型技术是汽车玻璃制造的核心技术，玻璃成型的设备和模具则是核心中的核心。

为了解决“卡脖子”难题，福建人迈出了探索的第一步。

通过不断地创新和试验，福建福耀将这些难题逐一解决，做出中国人自己的汽车玻璃。

以“四品一体双驱动”质量经营模式，福耀保证产品质量稳定可靠。福清市融媒体中心供图

“为中国人做一片属于自己的玻璃”。从一家生产水表玻璃的乡镇小厂起步，福耀依托智能制造、技术升级，制造出“透明而有灵魂”的汽车玻璃。

全球每3辆汽车中就有1辆的玻璃来自福建福耀。福清市融媒体中心供图

03

智强不息永不止步

很多人并不知道汽车玻璃是怎么生产出来的。

如果你来到福建省福清市福耀工业园的车间，会看到这样一幅生产图景——

一块块汽车玻璃在自动化操作下，经过多道工序淬炼成型，通过智能制造系统自动完成质检、切割等工作，从这里进入产业链下游。

浮法生产线 林熙 摄

随着数字化技术的快速发展，福耀集团制定了“提升高附加值功能化汽车玻璃制造的智能工厂”的建设模式。

2021年8月27日，清华大学刘云浩教授团队以及北京大学鄂维南院士团队联合出现在福耀集团总部，与福耀共同开启数字智能制造合作项目。

项目将建立联合研发团队，以数据和仿真共同驱动的智能制造为核心，通过在智能感知、现代化仿真、工业大数据研究上的技术优势，推进汽车玻璃智能制造的创新研发。

玻璃自动化优化切割系统 图源《智造中国》

福耀集团持续加大科技创新的力度，以超过营收4%的创新研发投入，积极构建跨界研创平台，先后组建国家认定企业技术中心、院士工作站、博士后科研工作站、国家CNAS检测实验中心等九大国家级科研平台。

在国际上，还通过建立六大研发设计中心，构建全球协同创新体系，形成了覆盖汽车玻璃全产业链的自主创新能力。

组建九大国家级科研平台，六大研发设计中心，核心技术自主可控，引领行业标准。福耀集团供图

当前，福耀已打破了多领域的国际垄断和行业壁垒，实现核心技术100%自主可控；

先后主持或参与编制国内外标准23项，全球共申请专利超2000件，成功解决了行业13项“卡脖子”技术难题；

成功通过国家工信部审核，成为行业内第一家智能制造试点示范企业。

福耀汽车玻璃智能工厂项目入选国家工信部第一批智能制造试点示范项目。福耀集团供图

从“为中国人做一片属于自己的玻璃”

到“为世界贡献一片透明有灵魂的玻璃”

福建福耀制造的汽车玻璃

彰显了不起的福建智慧

更为世界带去

高水准的中国“智”造

科普杂志：玻璃是怎样破碎的

玻璃是最硬的资料之一，但也很容易破碎。假如玻璃不那么易碎,我们就能制造出更巩固耐用的玻璃制品,所以弄分明玻璃是怎样破碎的就十分重要。在生活中，玻璃破碎似乎是一霎时的事情,但当我们从物理学的角度来研讨这个问题时,玻璃的破碎却是一个很复杂的过程。依据经典理论,玻璃之所以会破碎,是由于原子键发作断裂。但是,这个理论并没有得到一切科学家的认可。一些科学家以为,传统玻璃在断裂时，也可能在微观尺度上发作了塑性活动—当玻璃遭到外力作用时,玻璃内部的微观构造并不会立刻发作活动,而是等到外力增大到某一水平时才开端活动。当然,“塑性活动理论”也没有得到泛认可所以为了弄分明这个问题，中国科学院物理研讨所的科学家展开了一项新研讨，来观测玻璃破碎时的内部变化。

他们在研讨中用到了一种名为“金属玻璃”的资料，这种资料普通由熔融的金属疾速冷却而制成,是研讨玻璃如何破碎的理想模型。由于金属玻璃的断裂外表上能够呈现出丰厚的、多尺度的图案特征,有利于科学家研讨断裂是如何发作的。经过挤压金属玻璃,再用特殊的显微镜停止观测,并对金属玻璃上的裂纹停止丈量,科学家发现,在断裂过程中,金属玻璃会先呈现纳米级的细小孔洞,然后这些分散的孔洞集聚集、变大,直到构成裂痕,这阐明金属玻璃在微观尺度上的确会发作塑性活动。而且,科学家还在其他类型的玻璃上也发现了这样的断裂机制,进一步证明了“塑性活动理论”。这项研讨终结了科学界的长期争议，也有助于科学家设计新型披璃。或许在将来,我们就不用再担忧玻璃杯掉在地板上会摔碎了。

（摘自《好奇号》2023杂志征订 科普杂志 https://www.zazhipu.com/ ）