Kā top stikls? Stikls: kas tas ir, veidi, ražošanas tehnoloģija, īpašības, mērķis No kā izgatavots stikla sastāvs bērniem.

Stikla trauki, logi mājā un daudz kas cits – tas mums šodien ir pazīstams aprīkojums. Tomēr pirms daudziem gadsimtiem stikla kausi bija neticami dārgi, un tos varēja atrast tikai uz bagātāko un dižciltīgāko muižnieku galdiem.


No kā ir izgatavots stikls, un kā cilvēki iemācījās to izgatavot?

Stikla izgudrošanas vēsture

Stikls bija zināms vismaz pirms diviem tūkstošiem gadu. Senās Romas vēsturnieks Plīnijs aprakstīja incidentu, kā rezultātā tas tika izgudrots. Pēc viņa versijas, kādu dienu jūrnieki, kas uz sava kuģa nesa sodas, nolaidās, lai nakšņotu krastā, kas klāts ar tīru zelta smiltīm.

Viņi aizdedzināja uguni, lai pagatavotu vakariņas un uzturētu siltumu. Nejauši saplīsa viens viņu kravas maiss un soda izplūda ugunī. Naktī lija lietus, aizskaloja pelnus un ugunskurus, un jūrnieki uguns vietā ieraudzīja spīdošu stikla virsmu.

Sastāvdaļas stikla izgatavošanai

Vai tiešām šādi stikls tika izgudrots, vai, kā vēsta cita versija, tas iegūts eksperimentu laikā, apdedzinot māla podus – taču tā gatavošanas noslēpumu cilvēki apguva jau diezgan sen.

Lai izgatavotu stiklu, ir nepieciešamas trīs galvenās sastāvdaļas.

Kvarca smiltis ir tīras upes smiltis, kas sastāv no silīcija oksīda. Smilšu īpatsvars stikla kausēšanas maisījumā ir aptuveni 75%. Tas kūst ļoti augstā temperatūrā: tas jāuzsilda līdz 1700 grādiem pēc Celsija. Nākotnes stikla izstrādājumu caurspīdīgums un kvalitāte lielā mērā ir atkarīga no smilšu kvalitātes. Venēcijas stikla pūtēji, kas ražoja viduslaiku Eiropā slavenāko Murano stiklu, speciāli veda smiltis no Istras provinces, bet Bohēmijas stiklam amatnieki kvarca gabalus sasmalcināja smalkās smiltīs.

Soda (vai potašs) nepieciešams izkausēt smiltis zemākā temperatūrā. Smiltīm vajadzīgajā proporcijā pievienojot sodu, stikla maisījuma sildīšanas temperatūra tiek samazināta gandrīz uz pusi.


Karsēšanas procesā soda sadalās līdz nātrija vai kālija oksīdam, kas kalpo kā kausēšanas katalizators. Senos laikos to ieguva, izskalojot pelnus pēc aļģu vai skujkoku koksnes sadedzināšanas. Sodas īpatsvars maisījumā stiklam ir aptuveni 16-17%.

Kaļķi vai kalcija oksīds, padara stiklu nešķīstošu vairumā ķīmisko vielu, stipru un spīdīgu. Bohēmijas stikla pūtēji pirmo reizi sāka to pievienot stiklam septiņpadsmitajā gadsimtā, izmantojot kaļķakmeni vai krītu.

Turklāt šodien stikla sagatavošanas maisījumam tiek pievienots nātrija sulfāts, talamīts un nefelīna sienīts. Lai iegūtu daudzkrāsainu stiklu, kā piedevas tiek izmantoti dažādu metālu oksīdi: varš, dzelzs, sudrabs utt.

Lokšņu stikla ražošanas posmi

Visas sastāvdaļas, no kurām izgatavots stikls, ievieto krāsnī un karsē, līdz veidojas šķidra viendabīga masa.

Izkausēto masu ieliek homogenizatorā un samaisa līdz pilnīgai viendabībai.

Stikla masu lej garā traukā, kurā ir izkausēta alva. Uz tā virsmas stiklu ielej vienmērīgā vienāda biezuma slānī, pakāpeniski atdzesējot.

Sasaldētā stikla lente nonāk konveijerā, kur tiek kontrolēts biezums un sagriezts standarta stikla gabalos. Apgrieztās nelīdzenās malas un defekti, kas neiztur kvalitātes kontroli, tiek nosūtīti atkārtotai kausēšanai.

Gatavais lokšņu stikls iziet galīgo kvalitātes pārbaudi un tiek nosūtīts uz gatavās produkcijas noliktavu.

Līdzīgi tiek ražots stikls trauku, mērinstrumentu, eglīšu rotājumu un citu izstrādājumu ražošanai. Stikla sastāvs var atšķirties atkarībā no īpašībām, kas tam paredzētas.

Turklāt, lai palielinātu izturību, to var pakļaut sacietēšanas procedūrai, iegūstot spēju izturēt spēcīgu triecienu uz virsmu.


Mūsdienās populārs ir dupleksais un tripleksais stikls, kas salīmēts kopā ar īpašiem savienojumiem no diviem vai trim plāna stikla slāņiem. Tomēr katras no tām pamatā ir zelta kvarca smiltis, cepamā soda un parastais kaļķis.

Beidzot mēs atbildēsim uz jautājumu, kas vajā daudzus: "Kā no necaurspīdīgām smiltīm tiek izgatavots caurspīdīgs stikls?"
Sāksim ar to, ka pirms kāda laika stikls principā neeksistēja, un cilvēki dzīvoja alās. Un līdz ar šī trauslā un caurspīdīgā materiāla parādīšanos dzīve radikāli mainījās. Padomājiet paši, cik daudz stikla lietu mūs šodien ieskauj: skatlogi, teleskopi, datoru ekrāni, glāzes, dažādi konteineri, pat cilvēki ir iemācījušies būvēt mājas no stikla.

Iedomājieties, cik daudz stikla cilvēks ražo un cik daudz smilšu viņš izmanto. Tāpat kā jebkurā ražošanā, rūpnīca vispirms saņem izejvielas - smiltis. Un šīs smiltis, nevis jebkuras smiltis, bet īpašas smiltis - kvarcs. Salīdzinot ar jūras, kvarcs ir daudz mazāks un baltāks.

Pirmais ražošanas posms ir krāsns. Šajā krāsnī vienlaikus tiek ievietotas līdz 170 tonnām smilšu, un temperatūra tiek paaugstināta līdz 1500 grādiem. Stikla formula ir ne tikai smiltis (lai gan tās ir lielākā daļa), bet arī dažas vielas, kas uzlabo tā izturību. Piezīme - spēks, bet ne caurspīdīgums. Šeit ir dažu sastāvdaļu nosaukumi: sulfāts, lauka aukla, soda, salpetra, dolomīts. Soda, piemēram, nepieciešama tikai, lai smiltis ātrāk izkustu.

Jau krāsnī viss šis maisījums pārvēršas stiklā. Tas ir tikai tas, ka tas joprojām ir šķidrs. Tālāk, kamēr stikls ir atdzisis un sacietējis, lej veidnēs (piemēram, pudeļu izgatavošanai). Speciāla automatizēta iekārta sagriež no krāsns izplūstošo plastmasas stikla masu vienādos gabalos un nosūta šos gabalus uz formēšanas iekārtu. Tā kā galvenās ražošanas funkcijas veic mašīnas, tas ātri iegūst vēlamo formu, nepaliekot iepriekš sacietēšanai.

Tātad noslēpums ir pašā krāsnī? Vai ir iespējams, ka augsta temperatūra var padarīt necaurspīdīgu lietu caurspīdīgu? Nē!

Jūs būsiet pārsteigts, bet smiltis patiesībā bija caurspīdīgas pat pirms ierašanās rūpnīcā. Lai to pārbaudītu, mums ir nepieciešams mikroskops.

No kā sastāv smiltis? Tieši tā, no smilšu graudiem. Tie ir tie, kas jums jāskatās zem mikroskopa. Patiesībā katrs kvarca smilšu graudiņš ir caurspīdīgs! "Kāpēc tad, kad jūs savāc smiltis plaukstā, tās nespīd cauri kā ūdens?"

Un šeit stājas spēkā fizikas likumi. Fakts ir tāds, ka smilšu graudi ir atsevišķi elementi ar vairākām virsmām. Tieši šīs malas lauž uz tām krītošo gaismas staru. Tā rodas “necaurredzamības” sajūta.

Lai iegūtu vēl lielāku izpratni, veiksim eksperimentu. Ņemsim caurspīdīgu pudeli un salauzīsim to ar āmuru. Sasmalciniet fragmentus tālāk javā. Tagad mēs tās lejam uz galda, un ko mēs redzam? Un mēs redzam necaurspīdīgu stikla kaudzi.

Cepeškrāsnī viss notiek ar precizitāti, bet tieši otrādi nekā mūsu eksperimentā. Cepeškrāsns apvieno “saplīsušos” smilšu graudus vienā veselumā. Šeit katra atsevišķā smilšu grauda ģeometriskie parametri vairs nav svarīgi, jo tie visi izkusīs un saplūdīs vienā veselumā. Jūs saņemsiet vienu lielu smilšu graudu, kas viegli caurlaidīs gaismu, t.i. Stikls pēc pasūtījuma.

Tiklīdz cilvēki iemācījās izgatavot caurspīdīgu stiklu un izmantot to dzīvē, radās nepieciešamība pēc necaurspīdīga stikla. Ir izgudroti īpaši pulveri, kas spēj ne tikai padarīt tumšāku caurspīdīgu materiālu, bet arī piešķirt tam vēlamo krāsu. Šādi šķietami nesarežģītā veidā tiek izveidots pielāgots stikls.

Saskarsmē ar

Kas ir tas, ko mūsdienās nevar izdarīt ar savām rokām? Vai tas būtu parasts amatnieks, garderobes priekšmets, mēbeles utt. Kā pagatavot stiklu mājās? — Šķiet, ka kūst stikls, tas ir nereāli. Mūsdienu pasaulē nekas nav neiespējams. Galvenais šajā jautājumā ir vēlme. Un šajā rakstā jūs atradīsiet detalizētu soli pa solim algoritmu tik izklaidējošai un interesantai darbībai kā stikla izgatavošana.

Kas ir zināms par stikla ražošanu?

No vēstures ir zināms, ka stikla izgatavošana ir ļoti sens process. Kā tas tiek darīts? Laika posms datēts ar aptuveni laika posmu pirms 2500. gadu pirms mūsu ēras. Iepriekš tik reta un vērtīga nodarbošanās tagad ir aizstāta ar plaši izplatītu šī materiāla ražošanu.

Stikla izstrādājumi ir atrodami visur. Tie tiek izmantoti kā konteineri, sadzīves un dekoratīvie elementi, izolatori, armatūras šķiedra un citas lietas. Brilles atšķiras tikai pēc izgatavošanā izmantotā materiāla. Bet pats process ir gandrīz tāds pats.

Pamatmateriāli, kas jums būs nepieciešami:

1. galvenais elements ir kvarca smiltis (silīcija dioksīds);
2. nātrija karbonāts vai soda;
3. kalcija oksīds, kas pazīstams arī kā kaļķis;
4. krāsns stikla kausēšanai;
5. citi sāļi un oksīdi, kurus var izmantot papildus individuāli (alumīnija, dzelzs, magnija, svina oksīdi un kalcija vai nātrija sāļi);
6. aizsargājošs apģērbs;
7. grils;
8. ogles;
9. veidnes un citi elementi formas piešķiršanai;
10. ugunsdrošs tīģelis.

Metodes stikla izgatavošanai, izmantojot krāsni

Pirmais veids, kā mājās lodēt stiklu, ir izmantot plīti.

Kvarca smilšu iegāde:

• Šis materiāls ir stikla ražošanas pamats. Stiklam, kas nesatur dzelzs piemaisījumus, ir savas priekšrocības – tas ir viegls. To nevar teikt par stiklu, kurā tas atrodas. Tas smaržos zaļi.
• Pirms darba uzsākšanas ir svarīgi uzvilkt masku. Kvarca smiltis ir smalkgraudainas un viegli nokļūst deguna dobumā un tālāk plaušās. Tas savukārt kairinās jūsu kaklu.
• Jūs varat viegli iegādāties kvarca smiltis specializētā tiešsaistes veikalā. Tās izmaksas ir zemas.

Svarīgs! Aptuvenā daudzuma, kas būs nepieciešams, izmaksas būs aptuveni 20 USD. e. Nākotnē to varēsiet iegādāties līdz pat tonnai, kuras aptuvenās izmaksas būs 100 USD. e. Tas ir, ja plānojat strādāt rūpnieciskā mērogā.

• Gadās, ka atrast kvalitatīvas smiltis nav tik vienkārši, turklāt tajās ir vairāk piemaisījumu. Neesiet sarūgtināts. Šajā gadījumā mangāna dioksīds nonāks glābšanā. Tas jāpievieno nelielos daudzumos. Ja jūsu ideja ir stikls ar zaļganu nokrāsu, tad jums vispār nekas nav jādara. Atstājiet visu kā ir.

Kalcija karbonāta un oksīda pievienošana:

• Šajā gadījumā karbonāts samazina rūpniecisko stiklu ražošanas temperatūru. Tajā pašā laikā tas izraisa stikla koroziju ar ūdens piedalīšanos. Lai no tā izvairītos, stiklā papildus jāievada kaļķis vai kalcija oksīds.
• Stikla izturībai tiek izmantoti magnija vai alumīnija oksīdi. Parasti šie ieslēgumi neaizņem lielu stikla sastāva procentuālo daļu. Šis rādītājs ir aptuveni 26-30 procenti.

Citu ķīmisko elementu pievienošana:

• Šī dekoratīvā stikla izgatavošanas metode mājās prasa izmantot svina oksīdu. Tas piešķir kristālam spīdumu, tā zemo cietību, padara to viegli griežamu un nodrošina zemu kausējuma veidošanās temperatūru.
• Lantāna oksīdu var atrast briļļu lēcās. Tam ir refrakcijas īpašības.
• Kas attiecas uz svina kristālu, tas var saturēt līdz 33 procentiem svina oksīda.

Svarīgs! Jo vairāk svina, jo lielāka veiklība nepieciešama izkausētā stikla veidošanai. Pamatojoties uz to, daudzi stikla pūtēji dod priekšroku mazākam daudzumam.

• Dzelzs piemaisījumi kvarca stiklā piešķir tam zaļu nokrāsu. Šajā gadījumā tiek pievienots dzelzs oksīds, lai palielinātu zaļganu nokrāsu. Tas attiecas arī uz vara oksīdu.
• Izmantojot sēra savienojumu, var iegūt dzeltenu, dzintara un pat melnu krāsu. Tas viss ir atkarīgs no oglekļa vai dzelzs daudzuma, kas pievienots stikla lādiņam.

Galvenie stikla ražošanas posmi:

• Ievietojiet maisījumu karstumizturīgā tīģelī. Pēdējam jābūt pēc iespējas izturīgākam pret temperatūru, kas būs cepeškrāsnī. Tas var mainīties no 1500 līdz 2500 grādiem. Tas ir atkarīgs no piedevām.

Svarīgs! Tīģelim ir arī viena svarīga prasība - tam jābūt tādam, lai to varētu viegli nostiprināt ar metāla knaiblēm.

• Izkausējiet maisījumu līdz šķidrai konsistencei. Rūpnieciskajam silikāta stiklam to var izdarīt ar gāzi apsildāmā krāsnī.

Svarīgs! Ir arī elektriskās, mufeļkrāsnis un katlu krāsnis. Tie var būt izgatavoti no īpaša stikla. Lūdzu, ņemiet vērā, ka kvarcs un smiltis, kas nesatur papildu piemaisījumus, pārvēršas stiklveida stāvoklī, kad cepeškrāsns temperatūra ir 2500 grādi pēc Celsija. Ja saturam pievienojat nātrija karbonātu, tā ir parasta soda, temperatūra pazemināsies līdz 1500 grādiem.

• Uzmanīgi uzraugiet stikla konsistenci. Ir svarīgi no tā savlaicīgi noņemt visus burbuļus. To var panākt, regulāri maisot, līdz konsistence ir viendabīga. Ir arī nepieciešams pievienot vienu no elementiem - nātrija hlorīdu, nātrija sulfātu vai antimona oksīdu.
• Veidojiet stiklu. Lai to izdarītu, izmantojiet kādu no tālāk norādītajām metodēm.
• Vienkāršākais ir ieliet stikla kausējumu veidnē un pagaidīt, līdz tas atdziest. Izmantojot šo metodi, tiek izveidotas daudzas optiskās lēcas. Iepriekš šo metodi izmantoja ēģiptieši.
• Gatavo izkausēto stiklu ievieto vannā, kurā ir izkausēta alva. Pēdējais darbojas kā substrāts. Pēc tam jums tas jāizpūš ar saspiestu slāpekli, lai to izveidotu vai pulētu. Vēl viens veids ir savākt nepieciešamo stikla daudzumu dobas caurules galā un, pagriežot cauruli, to izpūst.

Svarīgs! Stiklu, kas izgatavots, izmantojot šo metodi, sauc par pludināto stiklu. Tas ir tas, ko viņi ražo kopš 1950. gadu sākuma.

• Atstājiet glāzi atdzist. Ir svarīgi to novietot vietā, kur tas netiks sabojāts, to nesabojās ūdens, putekļi vai, piemēram, lapas. Paturiet prātā, ka, saskaroties ar aukstiem priekšmetiem, tas saplaisās.
• Pēdējais solis šīs metodes stikla izgatavošanai mājās būs stikla atkausēšana. Šī termiskās apstrādes metode materiālam piešķirs stiprību. Lietojot to, tiks noņemti visi punktveida sprieguma avoti, kas var rasties stikla dzesēšanas procesā.

Svarīgs! Pabeidzot šo darbu, stiklam var uzklāt papildu pārklājumus, lai palielinātu izturību un izturību. Var arī laminēt.

1. Neatlaidinātam stiklam ir mazāka izturība.
2. Kas attiecas uz temperatūru apdares darbiem, tā ir atkarīga no precīza stikla sastāva - no 400 līdz 550 grādiem pēc Celsija.
3. Stikla dzesēšanas ātrums ir atkarīgs no izmēra. Lieli stikla priekšmeti lēnām jāatdzesē. Ar mazākiem lietas notiek ātrāk.

Stikla izgatavošanas metode, izmantojot grauzdētāju

Otrs veids, kā mājās pagatavot stiklu, ir ogļu grauzdētājs. Apskatīsim visu soli pa solim arī šajā gadījumā.

Aprīkojums darbam

Vispirms jums ir jāizveido plīts. Šim nolūkam lieliski piemērots grils. Ir svarīgi, lai tas tiktu uzkarsēts ar kokogli. Šajā gadījumā siltumu, ko ogles rada, sadedzinot, izmanto, lai izkausētu kvarca smiltis stiklā. Atkal šī materiāla izmaksas nav pārāk augstas. Tie ir plaši pieejami.

Svarīgs! Izmantojiet standarta izmēra grilu. Būtu labāk, ja tas būtu kupola formā. Galvenās īpašības, kurām tai jābūt, ir biezu sienu klātbūtne un laba izturība. Ja grilam ir ventilācijas atvere, parasti apakšā, tā ir jāatver.

Tomēr šai metodei var būt daži nelieli šķēršļi. Pat ja ir ļoti augsti temperatūras skaitļi, to ne vienmēr ir iespējams viegli izkausēt. Lai to izdarītu, pirms procesa sākšanas smiltīm jāpievieno kaļķis, boraks vai mazgāšanas soda. Piedevu daudzums nedrīkst pārsniegt ⅓-¼ no smilšu tilpuma.

Svarīgs! Atcerieties, ka šīs piedevas ievērojami samazina smilšu kušanas temperatūru.

Stikla formatēšana

Lai izpūstu stiklu, sagatavojiet garu, dobu metāla cauruli. Lai ielietu stiklu, nepieciešama veidne. Tam jābūt blīvam un nedrīkst izkausēt no karstā stikla. Izmantojiet, piemēram, grafītu.

Svarīgs! Izmantojot šo metodi, atcerieties, ka grils uzsilst daudz augstāk nekā parasti. Iespējams, ka pats grils var izkust. Tāpēc, izgatavojot stiklu ar šo metodi, visas darbības jāveic rūpīgi un atbildīgi. Nolaidība var izraisīt nopietnus savainojumus vai pat nāvi.

Drošības pasākumi:

1. Darba zonas tuvumā novietojiet lielu daudzumu smilšu un ugunsdzēšamo aparātu.
2. Visi darbi jāveic ārpus telpām.
3. Piemēram, grīdai jābūt betonētai.
4. Gatavojot stiklu, turiet prom no grila, lai pasargātu sevi un apģērbu no augstām temperatūrām.
5. Neaizmirstiet valkāt aizsargtērpu. Tas ietver ugunsdrošu apģērbu, cepeškrāsns dūraiņus, īpaši izturīgu priekšautu virs apģērba un vienmēr metināšanas masku.
6. Arī šajā metodē jums būs nepieciešams putekļu sūcējs. Tas darbosies kā ogļu pūtējs. Mēs to novietojam šādi: novietojam ķermeni pietiekamā attālumā. Mēs piestiprinām šļūteni pie ventilācijas atveres, kas atrodas zemāk. Tas var būt jāsaliek, lai iegūtu vēlamo formu. Varat to piestiprināt pie vienas no grila kājiņām. Šļūtenei jābūt stingri nostiprinātai, un tā nedrīkst kustēties.

Svarīgs! Ja notiek pretējais, tad nekādā gadījumā netuvojieties, jo ir ļoti karsts. Tālāk jums ir jāizslēdz putekļu sūcējs un jāaplūko šļūtenes stāvoklis. Tam jābūt vērstam tieši uz ventilācijas atveri.

Darbības procedūra:

• Novietojiet ogles grila iekšpusē. Ir jāieliek divas vai pat trīs reizes vairāk nekā gaļas cepšanai. Ir labi, ja tas ir piepildīts gandrīz līdz malai.

Svarīgs! Izmantojiet cietkoksnes kokogli. Tas sadedzina ātrāk un labāk nekā briketēts.

• Bļodas vidū novietojiet čuguna trauku vai tīģeli ar smiltīm.
• Uzmanīgi pārbaudiet izmantotās ogles iepakojumu. Apgaismojiet to piemērotā veidā. Ir ogles, kas pašas iedegas tieši, un ir materiāls, kuram izmanto šķiltavu šķidrumu. Pagaidiet, līdz liesma vienmērīgi izplatās.
• Pagaidiet, līdz ogles ir gatavas turpmākam darbam. Ogļu gatavību var noteikt pēc krāsas. Tie būs oranži.
• Nākamais solis ir putekļsūcēja ieslēgšana. Tas ir nepieciešams, lai nodrošinātu, ka ogles tiek izpūstas cauri.

Svarīgs! Ogles, kas pakļautas gaisa plūsmai, var sasniegt ļoti augstu temperatūru. Līdz aptuveni 1100 grādiem pēc Celsija. Tas jāņem vērā, atrodoties plīts tuvumā. No tā var parādīties pieaugoši zibšņi.

• Ja temperatūra nav sasniegusi vēlamo skaitli, jums jāpārbauda šļūtenes atrašanās vieta ventilācijas atverē.
• Viss nepieciešamais smilšu kausēšanai jau ir izdarīts. Pēdējais solis ir izņemt stikla trauku no grila. Šeit arī jābūt ļoti uzmanīgiem. Izmantojiet garu metāla instrumentu.
• Pēc tam īstenojiet visas savas idejas ar stiklu.

Svarīgs! Ņemiet vērā, ka stikls, kas izgatavots, izmantojot šo metodi, būs biezāks. Ar to būs nedaudz grūtāk strādāt. Tas viss ir saistīts ar zemo temperatūru tā ražošanas laikā.

Visbeidzot, mēs piedāvājam jums vēl dažus padomus par stikla izgatavošanu mājās:

• Speciālo kvarca smilšu vietā var izmantot pludmales smiltis. Tam jābūt visbaltākajam, viendabīgākajam un plānākam. Tomēr šāda stikla kvalitāte ne vienmēr būs nepieciešama.

Mēs esam piedāvājuši divus veidus, kā pats izgatavot stiklu. To pašu metodi var izmantot jūras stikla pagatavošanai mājās. Veicot darbu, esiet īpaši uzmanīgs, lai tas neradītu postošas ​​sekas jūsu veselībai.

Tāda lieta kā stikls mūs ieskauj visur: logi mājā vai automašīnā, akvāriji, trauki, dekoratīvi priekšmeti, retortes un biķeri rūpniecībā un medicīnā, pat pulksteņos. Interesanti fakti:

• Paiet miljons gadu, lai stikls sadalītos.
• Pārstrādājot, stikls saglabā visas savas īpašības.
• Biezākā stikla loksne ir Sidnejas akvāriju ekrāns. Tās biezums ir 26 cm.

Mūsdienu ražošanas tehnoloģijas ļauj iegūt stiklu ar visdažādākajām īpašībām un īpašībām:

• Mājsaimniecība. To izmanto ikdienas dzīvē: traukos, glāzēs, dekoratīvos priekšmetos.
• Tehnisks. Šis ir ļoti blīvs stikls, ko izmanto smagajā rūpniecībā.
• Būvniecība. No tā izgatavotas vitrīnas, vitrāžas un logi.
• Ložu necaurlaidīgs. Izmanto, lai uzlabotu ēku, automašīnu u.c. drošību.

Šodien, skatoties uz mazo pulksteņa ciparnīcu, mēs varam domāt: kurš stikls ir labāks: safīrs vai minerāls. Logu apdarei varam izvēlēties dažādu toņu materiālu: zilu, sarkanu, zaļu vai vispār bez krāsas. Iegādājieties matētu baltu vienkāršu vāzi vai daudzkrāsainu košu brīvas formas izstrādājumu no profesionāliem stikla pūtējiem. Ir pat dīvaini, ka šāda popularitāte ir tāda, ka ļoti maz cilvēku domā par to, kā tiek izgatavots stikls? Kas tam vajadzīgs?

No kā izgatavots stikls?

Interesants ir ne tikai pats ražošanas process, bet arī tas, no kā tiek izgatavots stikls. Pamatā parasti ir tikai trīs sastāvdaļas, un katrai no tām ir sava loma radīšanas procesā:

• Kvarca smiltis ir pamats. Tā kušanas temperatūra ir 1700⁰С.
• Soda. Tas palīdz uz pusi samazināt smilšu kušanas temperatūru un ievērojami vienkāršot ražošanas procesu.
• Laims. Šis komponents ir nepieciešams hidroizolācijai. Ja tā nebūtu, tad mēs nevarētu ielikt ziedus vāzē, mēs nevarētu dzert tēju no glāzes, jo ūdens vienkārši izšķīdinātu šādu sakausējumu.

Stikla izgatavošana ir diezgan karsts, darbietilpīgs un bīstams process. Pirmkārt, visas sastāvdaļas tiek sajauktas un izkausētas īpašā krāsnī. Pēc tam, kad smilšu graudi savā starpā saplūst, pārvēršoties viendabīgā masā, to nosūta uz vannu ar izkausētu alvu (tās temperatūra virs 1000⁰C). Stikla maisījums peldēs uz virsmas materiālu blīvuma atšķirības dēļ. Jo mazāk masas būs skārda traukā, jo plānāks būs paraugs. Pēc tam sagataves atdzesē uz īpaša konveijera.

Interesanta vēsture:

• Viena no vecākajām stikla daļiņām ir datēta ar 21. gadsimtu. BC. Mezopotāmijas dienvidos tika atrasts zils caurspīdīgs slapjš stikls. Stikla izgatavošana tika praktizēta arī Sīrijā, Ēģiptē un Feniķijā.
• Daudzus gadsimtus Venēcijas stikls tika uzskatīts par visdārgāko. Amatnieki izgatavoja neparasti smalkus un skaistus izstrādājumus: traukus, rotaslietas, spoguļus, kas maksāja pasakainas naudas summas. Ļoti ilgu laiku Venēcija bija stikla monopolists, un meistarības noslēpumi tika greizsirdīgi glabāti. 13. gadsimtā ražošanu pat pārcēla uz Murano salu, un amatniekiem bija aizliegts to atstāt nāves sāpju dēļ. Neskatoties uz to, stikla ražotāji bija īpaša, bagāta un priviliģēta kasta. Tolaik nedzirdēta lieta: apprecējis šāda meistara meitu, puisis pārcēlās uz sievas ģimeni!
• Viena no pasaules līderiem ražošanā šodien ir Ķīna; tā kontrolē trešo daļu pasaules tirgus. Un laika posmā no 14. līdz 19. gadsimtam valstī stiklu neražoja vispār.

Kamēr stikls pastāv, ir bijušas tā šķirnes, kas atšķiras pēc krāsas. No kā izgatavots zils, zaļš vai sarkans stikls? Kas ļauj mainīt materiāla nokrāsu, lai izveidotu skaistu vitrāžu, vāzi vai skulptūru? Tas viss ir saistīts ar dažādu ķīmisku savienojumu, visbiežāk oksīdu, pievienošanu:

• Sarkanā krāsa rodas, pievienojot dzelzs oksīdu.
• Violetas un brūnas nokrāsas (viss atkarīgs no daudzuma) – niķelis.
• Spilgti dzeltenā krāsa ir urāns.
• Zaļās nokrāsas – hroms un varš.
• Bagātīgi zils – kobalts.

Starp citu, vēl viens oksīds - šoreiz alumīnija oksīds tiek izmantots safīra stikla ražošanai pulksteņiem. Tas ir ļoti ciets, uz tā var atstāt tikai skrāpējumu ar dimantu!

Stikls ir interesants un pārsteidzošs materiāls, kas nepieciešams daudzos dzīves aspektos.

Kā ierasts, aicinām noskatīties aizraujošu video par to, kā top stikls

Stikls ir materiāls, kam dažās īpašībām nav analogu. Līdz šim tā ražošanā tiek izmantotas dabiskas sastāvdaļas, bojāta produkta pārstrāde var notikt atkārtoti, nezaudējot kvalitāti un gandrīz bez atkritumiem.

Definīcija

Stikls dažādos ražošanas posmos var būt vairākos agregācijas stāvokļos. Un tomēr, kas ir stikls un no kā tas ir izgatavots?

Saskaņā ar zinātnisko definīciju stikls ir jebkurš kausējot iegūts amorfs ķermenis, kas, palielinoties viskozitātei, iegūst cietas vielas īpašības. Šajā gadījumā pārejas process no viena stāvokļa uz otru ir atgriezenisks.

Materiāla vēsture

Ikdienā stiklu lietojam ikdienā. Kas tas ir un no kā tas ir izgatavots, mūsdienās reti uzdod jautājumus, materiāls mums ir tik pazīstams. Zinātnieki uzskata, ka stikls vispirms tika iegūts nejauši, nav iespējams izsekot tehnoloģijas izcelsmei. Pirmie izstrādājumi datēti ar aptuveni 2540. gadu pirms mūsu ēras. Senajā receptē bija trīs komponenti – soda, smiltis un alumīnija oksīds. Vēlāk mācījāmies uzlabot materiāla īpašības, galvenajām sastāvdaļām pievienojot krītu, dolomītu un citus komponentus. Visu kompozīciju, no kuras izgatavots stikls, sauc par lādiņu.

Krāsaino stiklu sāka ražot, izmantojot dabiskos pigmentus - hroma oksīdu, niķeļa oksīdu, kobalta piedevas. Pirmo veidņu izstrādājumu ražoja romiešu amatnieki mūsu ēras 1. gadsimtā. Viņi arī izgudroja lokšņu stiklu. Stikla ražošanas loksnēs tehnoloģija sastāvēja no milzīga, cilvēka izmēra cilindriska burbuļa izpūšanas no karstas masas. Kamēr tas vēl bija karsts, tas tika nogriezts gar garo malu un izklāts uz paplātēm izlīdzināšanai. Šī tehnika bija plaši izplatīta līdz 20. gadsimta sākumam. Krievijā stikla ražošana tika atklāta 17. gadsimtā un atradās Dukhanino ciemā, tajā laikā amatnieki bija tikai ārzemnieki.

Savienojums

Stikls tiek izmantots daudziem mērķiem. Kas ir stikls, mēs esam sapratuši, bet kādas ir tā galvenās sastāvdaļas? Izejvielu sastāvs ir palicis praktiski nemainīgs visā materiāla ražošanas prakses laikā. Pamatu (lādiņu) veido trīs galvenie komponenti - silīcija dioksīds vai kvarca smiltis, soda (nātrija oksīds) un kalcija oksīds, kas pazīstams kā kaļķis. Komponenti tiek apvienoti noteiktās proporcijās un izkausēti krāsnī temperatūrā no 300 līdz 2500 ° C. Atkarībā no vēlamajām īpašībām lādiņa sastāvam tiek pievienots potašs, boranhidrīds, šķelts stikls no iepriekšējām brūvēšanas reizēm vai pārstrādātas izejvielas.

Tehnoloģija

Savienojumu īpašību uzlabošanai vai vājināšanai kausēšanas procesā tiek pievienoti pastiprinātāji, duļķotāji, krāsvielas, atkrāsotāji u.c.. Pēc vārīšanas masu ātri atdzesē, kas ļauj izvairīties no kristālu veidošanās. No visām sastāvdaļām receptē lielākais procents ir smiltis - no 60 līdz 80%. Smiltis darbojas kā karkass, ap kuru veidojas stiklveida materiāls. Stikla ražošanas tehnoloģija ir saglabājusies nemainīga gadsimtiem ilgi.

Kaļķis ir vēl viena sastāvdaļa, bez kuras stiklu nevar ražot. Kas ir kalcija oksīds sastāvdaļās? Šis komponents nodrošina materiāla ķīmisko izturību un uzlabo spīdumu. Stiklu var izkausēt tikai no smiltīm un sodas, bet bez kaļķa tas izšķīst ūdenī. Trešais spēlētājs lādiņā ir metāla oksīds - nātrijs vai kālijs (līdz 17%). To pievieno maisījumam sodas vai potaša veidā. Šīs sastāvdaļas samazina kušanas temperatūru, ļaujot atsevišķiem smilšu graudiņiem pilnībā izkust un apvienoties monolītā.

Veidi

Atkarībā no lādiņā izmantotajām sastāvdaļām stikla veidus iedala:

• Kvarcs. Tas ir izgatavots no viena komponenta - silīcija dioksīda. Tam ir augstas īpašības: izturīgs pret augstām temperatūrām (līdz 1000 °C) un termisko triecienu, pārraida redzamo un ultravioleto starojumu. Ražošana ir saistīta ar augstām enerģijas izmaksām, jo ​​silīcija dioksīds (silikāta stikls) ir ugunsizturīgs izejmateriāls un ir grūti formējams. Galvenās pielietošanas jomas ir ķīmiskie un laboratorijas stikla trauki, optisko sistēmu daļas, dzīvsudraba lampas u.c.
• Nātrija silikāts. Tas ir izgatavots no divām sastāvdaļām, stikla sastāvs ir silikāta smiltis un soda (1:3). Pateicoties savām īpašībām, to plaši izmanto rūpniecībā kā jebkura procesa sastāvdaļu, bet neizmanto citās jomās, no tā netiek ražoti produkti. Galvenais trūkums ir tas, ka tas šķīst ūdenī.
• Kaļķakmens. Visizplatītākais materiāls, no kura tiek izgatavota lielākā daļa produktu, ir lokšņu stikls, stikla trauki, spoguļu audums, trauki un daudz kas cits.
• Svins. Svina oksīds tiek proporcionāli pievienots klasiskajam stikla sastāvam (lādiņam). Svina stiklam ir paaugstinātas dielektriskās īpašības, kas ļauj to izmantot kā labāko izolācijas sastāvu televīzijas lampās, osciloskopos, kondensatoros utt. Svina klātbūtne stikla masā piešķir materiālam papildu spīdumu un dzirksti, ko bieži izmanto mākslas izstrādājumu, trauku uc ražošana d. Kristāls ir svina stikla veids.
• Borsilikāts. Bora oksīda pievienošana materiāla sastāvam palielina tā izturību pret termisko šoku līdz 5 reizēm, un ķīmiskās īpašības ievērojami uzlabojas. Borsilikāta stikls tiek izmantots cauruļu, laboratorijas ķīmisko stikla trauku un mājsaimniecības vajadzībām paredzētu izstrādājumu ražošanai. Liela mēroga izmantošanas piemērs ir spogulis, kas izveidots, izmantojot borsilikāta stiklu pasaulē lielākajam teleskopam.
• Cita veida stikls - aluminosilikāts, borāts, krāsains u.c.

Logu stiklu veidi

Logu stikls ir vispopulārākais materiālu veids. Tas ļauj iziet cauri saules gaismai, nodrošina siltumizolāciju ziemā un vasarā, novērš trokšņa iekļūšanu, estētiski dekorē loga aili un veic daudzas citas funkcijas. Mūsdienās ir plašs stikla veidu klāsts, no kuriem katrs atbilst noteiktām prasībām:

• Enerģijas taupīšana. Masveidā tonēts vai ar speciālu plēvi pārklāts stikla veids, kas ļauj telpā iekļūt īsviļņu saules starojumam, savukārt sildierīču garo viļņu starojums netiek izlaists no telpas. Otrais nosaukums ir selektīvs stikls. Līdz šim ir izstrādāti vairāku veidu pārklājumi. Perspektīvākie ir K-stikls (metālu oksīdu nogulsnēšana uz virsmas) un i-glass (sudraba daudzslāņu vakuuma uzklāšana - dielektrisks).
• Aizsardzība pret sauli. Samazina saules gaismas caurlaidību telpā. Tie ir sadalīti divos veidos - atstarojošie un absorbējošie. Efekts tiek panākts vai nu tonējot stiklu masā gatavošanas laikā, vai arī uzklājot virsmai īpašu plēvi.
• Dekoratīvs. Logu stikls ar papildus estētiskām īpašībām - rakstains, krāsains utt.

Drošības brilles

Viena no stikla negatīvajām īpašībām ir tā trauslums, ir tehnoloģijas materiāla stiprināšanai. Visizplatītākie veidi:

• Pastiprināts. Lokšņu stikls, kura formēšanas laikā masā tiek iestrādāts metāla siets. Pielietojuma joma - industriālās telpas, ielu apgaismes ķermeņi, liftu šahtu apšuvums u.c.
• Laminēts vai triplekss. Divas vai vairākas glāzes tiek turētas kopā ar īpašu plēvi vai šķidrumu. Šāda veida materiāls ievērojami samazina trokšņa līmeni telpās. Tāpat, laminēšanas laikā izmantojot papildu krāsu filtrus, tas var veikt saules aizsardzības funkcijas. Triplex ir palielināta mehāniskā stabilitāte, audeklam plīstot, fragmenti paliek piestiprināti pie plēves, kas padara to pēc iespējas drošāku izmantošanu fasādes, balkonu, logu un durvju stiklojumos.
• Ugunsizturīgs. Visbiežāk tas tiek ražots, izmantojot laminēšanas tehnoloģiju ar īpašām plēvēm, kas temperatūrā virs 120 ° C maina savas fizikālās īpašības un, izplešoties, kļūst matētas, piešķirot stiklam stingrību.
• Aizsargājošs. Tas ir daudzslāņu materiāls, kas sastāv no vairāku veidu stikla, kas savienots ar polimēru plēvi. Piemēram, silikāta stikls ir saistīts ar polikarbonātu un organisko stiklu. Šis caurspīdīgais bloks ir izturīgs pret mehāniskiem, ķīmiskiem un triecienu bojājumiem. Stikla drošības veidi ietver ložu izturīgu, triecienizturīgu, izturīgu pret caurduršanu un citus veidus. Tehniskās prasības aizsargstikla materiālam un klasifikācijai regulē GOST R 51136.
• Rūdīts. Ir augstas stiprības īpašības. Efektu nodrošina stikla ražošanas tehnoloģija - speciālā tuneļkrāsnī loksnes īslaicīgi tiek pakļautas augstām temperatūrām un ātri atdzesētas. Salaužot, rūdītais stikls sabrūk sīkos lauskas, kas neapdraud dzīvību un veselību. Trūkums ir rūdīta auduma mehāniskās apstrādes neiespējamība, pie mazākās ietekmes tas tiek iznīcināts. Lielāko daļu rūdītā stikla izstrādājumu pirms rūdīšanas vispirms veido, sagriež vai citādi apstrādā.

Auto stikls

Automašīnu stikliem ir paaugstinātas izturības īpašības, kas atbilst drošības prasībām. Mūsdienās ražošanā tiek izmantotas divas tehnoloģijas - laminēšana (triplekss) un cietināšana (stalinīts):

• Rūdīto stiklu iegūst, termiski apstrādājot parasto silikātstiklu, karsējot to krāsnī līdz +600 °C temperatūrai, kam seko ātra dzesēšana. Tas iegūst mehānisko un termisko izturību, bet ar spēcīgiem triecieniem sabrūk, sadaloties mazos drošos fragmentos, kuriem nav griežamu vai caurduramu malu. Krievijas marķējums ir burts “Z”, Eiropas marķējums ir “T” vai rūdīts.
• Laminētas ir divas plānas stikla loksnes, kas ir savienotas ar polimēru plēvi temperatūras un vakuuma ietekmē. Stikla īpašības ir tādas, ka spēcīgu triecienu ietekmē tas paliek neskarts un plīst nesadalās. Daļas paliek nostiprinātas ar plēvi. Triplex ir papildu iespējas - tonēšana ar krāsu filtriem laminēšanas procesā, salona papildu skaņas izolācija, zema siltumvadītspēja utt.

Mūsdienu attīstība

Divdesmito gadsimtu var saukt par stikla plašas izmantošanas laiku. Pēc materiāla mehānisko iegūšanas metožu tehnoloģijas izstrādes to sāka izmantot visdažādākajās jomās - kā vislabāko šķiedru telekomunikāciju jomā, un ar ne mazākiem panākumiem to izmanto lielos daudztonnīgos blokos celtniecībā. tehnoloģijas.

Stikla īpašības ir dažādas, tās turpina pētīt zinātniskajos institūtos, un amatnieki atrod jaunus lietojumus un izgudro jaunus veidus. 1940. gadā stikla ražotāji pasaulei ieviesa putu stiklu. Tās īpašības ir:

• Viegls - negrimst ūdenī, ir šūnu struktūra, īpatnējais svars ir nedaudz lielāks par korķa svaru.
• Mitrumizturība, izturība.
• Videi draudzīgums (klasiskajai partijas receptei tiek pievienots kokss).
• Ugunsdrošs (nedeg) un nomāc uguni.
• Materiālu var sazāģēt gabalos, nezaudējot kvalitāti.

Pielietojuma joma ir izolācijas materiāli bīstamām nozarēm, ledusskapji utt.

Saules baterijās tiek izmantots stikls ar vadošu pārklājumu ar plānu metāla oksīda slāni. Pārklātie paneļi darbojas aptuveni 350 °C temperatūrā. Turklāt šādu stiklu uzstāda lidmašīnu kabīnēs, lai izvairītos no ledus un saglabātu siltumu salonā.

Nozīmīgs mūsdienu sasniegums ir iespēja ražot stikla keramiku. Materiāls ir izgatavots, izmantojot parasto stikla tehnoloģiju, bet pēdējā dzesēšanas posmā process palēninās un materiāla masā notiek kristalizācija. Katalizatori ir īpašas piedevas, kas nekādi neietekmē stikla ārējo stāvokli, bet veido mazus kristāliņus. Materiāls var izturēt augstu temperatūru bez deformācijas un ir izturīgāks pret visa veida bojājumiem. Izmanto raķešu zinātnē, sadzīves tehnikā, laboratorijās, dzinēju daļās un daudzās citās jomās.