Kako nastane steklo? Steklo: kaj je, vrste, proizvodna tehnologija, lastnosti, namen Iz česa je izdelana steklena kompozicija za otroke.

Steklenina, okna v hišah in še veliko več - za nas danes je to znana oprema. Vendar pa so bili pred mnogimi stoletji stekleni čaši bajno dragi in jih je bilo mogoče najti le na mizah najbogatejših in najplemenitejših plemičev.

Iz česa je steklo in kako so se ga ljudje naučili izdelovati?

Zgodovina izuma stekla

Steklo poznamo že vsaj dva tisoč let. Starorimski zgodovinar Plinij je opisal dogodek, zaradi katerega je bil izumljen. Po njegovi različici so nekoč mornarji, ki so na svoji ladji prevažali sodo, pristali, da bi prenočili na obali, pokriti s čistim zlatim peskom.

Zakurili so ogenj, da so skuhali večerjo in se ogreli. Po naključju je ena vreča njihovega tovora počila in sodo polila v ogenj. Ponoči je začelo deževati, odplaknilo je pepel in ogenj, mornarji pa so namesto ognja zagledali svetlečo se stekleno površino.

Komponente za izdelavo stekla

Ne glede na to, ali je bilo steklo dejansko izumljeno ali, kot pravi druga različica, je bilo pridobljeno med poskusi žganja glinenih posod - vendar so ljudje že dolgo obvladali skrivnost njegove priprave.

Za izdelavo stekla so potrebne tri glavne komponente.

Kremenčev pesek- To je čisti rečni pesek, sestavljen iz silicijevega oksida. Delež peska v mešanici za taljenje stekla je približno 75 %. Topi se pri zelo visoki temperaturi: segreti ga je treba na 1700 stopinj Celzija. Od kakovosti peska je v veliki meri odvisna prosojnost in kakovost bodočih steklenih izdelkov. Beneški steklopihalci, ki so izdelovali najbolj znano muransko steklo v srednjeveški Evropi, so posebej prinašali pesek iz pokrajine Istre, za češko steklo pa so mojstri zdrobili kose kremena v droben pesek.

Soda (ali pepelika) potrebno za taljenje peska pri nižji temperaturi. Z dodajanjem sode v pesek v pravem razmerju se temperatura segrevanja steklene mešanice zmanjša skoraj za polovico.

Med segrevanjem soda razpade na natrijev ali kalijev oksid, ki služi kot katalizator taljenja. V starih časih so ga pridobivali z izpiranjem pepela po sežigu alg ali iglavcev. Delež sode v mešanici za steklo je približno 16-17%.

Apno ali kalcijev oksid, naredi steklo netopno v večini kemikalij, močno in sijoče. Prvič so ga češki pihalci stekla začeli dodajati steklu v sedemnajstem stoletju, pri čemer so za to uporabljali apnenec ali kredo.

Poleg tega danes masi za izdelavo stekla dodajajo natrijev sulfat, talamit in nefelin sienit. Za pridobivanje večbarvnega stekla se kot dodatki uporabljajo oksidi različnih kovin: bakra, železa, srebra itd.

Faze proizvodnje pločevinastega stekla

Vse sestavine, iz katerih je izdelano steklo, se naložijo v peč in segrevajo, dokler ne nastane tekoča homogena masa.

Staljeno maso naložimo v homogenizator in mešamo do popolne homogenosti.

Stekleno maso vlijemo v dolgo posodo s staljenim kositrom. Na njegovo površino se steklo vlije v enakomernem sloju enake debeline, ki se postopoma ohlaja.

Zamrznjen stekleni trak gre na transporter, kjer se izvaja kontrola debeline in razrez na standardne kose stekla. Obrezani nazobčani robovi in odpadki, ki niso prestali kontrole kakovosti, se pošljejo v ponovno taljenje.

Končno steklo prestane končni pregled kakovosti in se pošlje v skladišče končnega izdelka.

Podobno se izdeluje steklo za proizvodnjo posode, merilnih instrumentov, božičnih okraskov in drugih izdelkov. Sestava stekla se lahko razlikuje glede na lastnosti, ki naj bi jih imelo.

Poleg tega se lahko za povečanje trdnosti podvrže postopku utrjevanja, s čimer pridobi sposobnost, da prenese močne udarce na površino.

Danes so priljubljena stekla duplex in triplex, lepljena s posebnimi sestavki dveh ali treh plasti tankega stekla. Vendar pa je osnova vsakega od njih zlati kremenčev pesek, soda bikarbona in navadno apno.

Končno bomo odgovorili na vprašanje, ki preganja mnoge: "Kako je prozorno steklo narejeno iz neprozornega peska?".
Začnimo z dejstvom, da pred časom steklo načeloma ni obstajalo in ljudje so živeli v jamah. In s prihodom tega krhkega in prozornega materiala se je življenje korenito spremenilo. Sami pomislite, koliko steklenih stvari nas danes obdaja: izložbe, teleskopi, računalniški zasloni, kozarci, razne posode, celo hiše so se ljudje naučili graditi iz stekla.

Predstavljajte si, koliko stekla človek naredi in koliko peska porabi. Kot pri vsaki proizvodnji pride v obrat najprej surovina - pesek. In ta pesek, ne kateri koli, ampak poseben - kremenčev. V primerjavi z morskim je kremen veliko manjši in bolj bel.

Prva stopnja proizvodnje je peč. V to peč se naenkrat položi do 170 ton peska, temperatura pa se dvigne na 1500 stopinj. Formula stekla ni le pesek (čeprav je večina), ampak tudi nekatere snovi, ki povečujejo njegovo trdnost. Opomba - moč, vendar ne preglednost. Tukaj so imena nekaterih komponent: sulfat, poljska vrvica, soda, solitra, dolomit. Soda je na primer potrebna le za hitrejše taljenje peska.

Že v peči se vsa ta mešanica spremeni v steklo. Samo da je še tekoč. Nadalje, dokler se steklo ne ohladi in zamrzne, ga vlijemo v kalupe (na primer za izdelavo steklenic). Poseben avtomatiziran stroj razreže plastično steklo, ulito iz peči, na enake kose in te kose pošlje v stroj za oblikovanje. Ker glavne funkcije proizvodnje izvajajo stroji, hitro pridobi želeno obliko, ne da bi imel čas za strjevanje.

Izkazalo se je, da je skrivnost v sami pečici? Ali visoka temperatura naredi neprozorno stvar prozorno? ne!

Presenečeni boste, a pesek je bil dejansko prozoren že pred prihodom v tovarno. Da bi to preverili, potrebujemo mikroskop.

Iz česa je narejen pesek? Tako je, iz zrn peska. To je tisto, kar morate pogledati pod mikroskopom. Pravzaprav je vsako zrno kremenčevega peska prozorno! "Zakaj potem, ko ste zbrali pesek na dlani, ne sveti kot voda?"

Tukaj pridejo v poštev zakoni fizike. Dejstvo je, da so zrna peska ločeni elementi z več obrazi. Prav ti obrazi lomijo svetlobni žarek, ki pade nanje. To ustvarja občutek "neprozornosti".

Za še boljše razumevanje naredimo poskus. Vzemite prozorno steklenico in jo razbijte s kladivom. Drobce dodatno zdrobimo v možnarju. Zdaj jih zlijemo na mizo in kaj vidimo? In vidimo neprozoren kup stekla.

V pečici se vse dogaja natančno, vendar obratno kot v našem poskusu. Peč združuje »razcepljena« zrna peska v eno celoto. Pri tem geometrijski parametri vsakega posameznega zrna peska niso več pomembni, saj se bodo vsa stopila in združila v eno. Dobili boste eno veliko zrno peska, ki bo zlahka prepuščalo svetlobo, t.j. Steklo izdelujemo po naročilu.

Takoj ko so se ljudje naučili izdelovati prozorno steklo in ga uporabljati v življenju, se je pojavila potreba po neprozornem steklu. Izumili so posebne praške, ki ne morejo le zatemniti prozornega materiala, temveč mu tudi dati želeno barvo. Tako na na videz preprost način nastane steklo po naročilu.

V stiku z

Kaj trenutno ni mogoče narediti z lastnimi rokami? Ne glede na to, ali gre za običajno plovilo, kos garderobe, pohištvo in drugo. Kako narediti steklo doma? - Zdi se, da se steklo topi, to je nerealno. V današnjem svetu ni nič nemogoče. Glavna stvar v tem poslu je želja. In v tem članku boste našli podroben algoritem po korakih za tako zabavno in zanimivo dejavnost, kot je izdelava stekla.

Kaj je znanega o steklarstvu?

Iz zgodovine je znano, da je steklarstvo zelo starodaven postopek. Kako se to naredi? Po časovnem okviru se nanaša približno na obdobje pred letom 2500 pr. Prej je tako redko in dragoceno dejavnost v našem času nadomestila razširjena proizvodnja tega materiala.

Steklene izdelke najdemo povsod. Uporabljajo se kot posode, gospodinjski in dekorativni elementi, izolatorji, ojačitvena vlakna in drugo. Očala se razlikujejo le po sestavnem materialu, ki se uporablja za izdelavo. Toda sam postopek je skoraj enak.

Glavni materiali, ki jih boste potrebovali:

glavni element je kremenčev pesek (silicijev dioksid);
natrijev karbonat ali soda;
kalcijev oksid, ona je apno;
peč za taljenje stekla;
druge soli in oksidi, ki jih lahko dodatno uporabimo individualno (aluminijevi, železovi, magnezijevi, svinčevi in kalcijeve ali natrijeve soli);
zaščitna obleka;
žar;
oglje;
forme in drugi elementi za oblikovanje;
ognjevzdržni lonček.

Metode izdelave stekla s pomočjo peči

Prvi način za spajkanje stekla doma je uporaba pečice.

Nabava kremenčevega peska:

Ta material je osnova za proizvodnjo stekla. Steklo, v katerem ni primesi železa, ima svoje prednosti - je lahko. Kaj ne moremo reči o steklu, v katerem je prisoten. Oddajal bo zelenje.
Pred začetkom dela je pomembno, da nosite masko. Kremenčev pesek je drobnozrnat in zlahka vstopi v nosno votlino in naprej v pljuča. To pa bo dražilo grlo.
Kremenčev pesek lahko preprosto kupite v specializirani spletni trgovini. Njegovi stroški so nizki.

Pomembno! Stroški približnega zneska, ki bo potreben, bodo približno 20 USD. e. V prihodnosti ga lahko kupite do tone, katere približni strošek bo 100 c.u. e. To je, če nameravate delati v industrijskem obsegu.

Zgodi se, da iskanje kakovostnega peska ni tako enostavno in vsebuje več kot količino nečistoč. Ne bodi razburjen. V tem primeru bo na pomoč priskočil manganov dioksid. Dodati ga je treba v majhnih količinah. Če je po vaši zamisli steklo z zelenkastim odtenkom, potem ni treba storiti ničesar. Pusti vse, kot je.

Dodatek karbonata in kalcijevega oksida:

Karbonat v tem primeru znižuje proizvodno temperaturo industrijskih stekel. Hkrati povzroča korozijo stekla s sodelovanjem vode. Da bi se temu izognili, je potrebno v steklo dodatno vnesti apno ali kalcijev oksid.
Za obstojnost stekla se uporabljajo magnezijevi ali aluminijevi oksidi. Ti vključki praviloma zavzemajo majhen odstotek v sestavi stekla. Številka je približno 26-30 odstotkov.

Dodajanje drugih kemičnih elementov:

Ta metoda izdelave dekorativnega stekla doma zahteva uporabo svinčevega oksida. Kristalu daje sijaj, njegovo nizko trdoto, omogoča dostopnost do rezanja in daje nizko temperaturo nastajanja taline.
Lantanov oksid lahko najdemo v očalnih lečah. Ima lomno lastnost.
Kar zadeva svinčev kristal, lahko vsebuje do 33 odstotkov svinčevega oksida.

Pomembno! Več kot je svinca, več spretnosti je potrebno za oblikovanje staljenega stekla. Na podlagi tega mnogi pihalci stekla raje uporabljajo manjšo količino.

Nečistoče železa v kremenčevem steklu dajejo zelen odtenek. V tem primeru je dodan železov oksid za povečanje zelenkastega odtenka. To velja tudi za bakrov oksid.
Z žveplovo spojino lahko dobimo rumeno, jantarno in celo črno. Vse je odvisno od količine ogljika ali železa, dodanega steklenemu naboju.

Glavne faze proizvodnje stekla:

Mešanico damo v temperaturno odporen lonček. Slednja naj bo čimbolj odporna na temperaturo, ki bo v pečici. Lahko se spreminja od 1500 do 2500 stopinj. Odvisno od dodatkov.

Pomembno! Obstaja še ena pomembna zahteva za lonček - biti mora takšen, da ga je mogoče enostavno pritrditi s kovinskimi kleščami.

Mešanico stopite do tekoče konsistence. Za industrijsko silikatno steklo je to mogoče storiti v plinski peči.

Pomembno! Obstajajo tudi električne, mufelne in lončene peči. Lahko so izdelani iz posebnega stekla. Upoštevajte, da kremen in pesek, ki ne vsebujeta dodatnih primesi, preideta v steklasto stanje, ko je temperatura v peči 2500 stopinj Celzija. Če vsebini dodamo natrijev karbonat, je to navadna soda, potem bo temperatura padla na 1500 stopinj.

Previdno spremljajte konsistenco stekla. Pomembno je, da iz njega pravočasno odstranite vse mehurčke. To lahko dosežemo z rednim mešanjem do enotne gostote. Prav tako je treba dodati enega od elementov - natrijev klorid, natrijev sulfat ali antimonov oksid.
Oblikujte kozarec. Če želite to narediti, uporabite eno od naslednjih metod.
Najenostavneje je, da stopljeno steklo vlijemo v kalup in počakamo, da se ohladi. S to metodo se ustvari veliko optičnih leč. Prej so to metodo uporabljali Egipčani.
Končano staljeno steklo postavite v kopel s staljenim kositrom. Slednji deluje kot substrat. Nato ga morate spihati s stisnjenim dušikom za oblikovanje ali poliranje. Drugi način je, da na koncu votle cevi zberemo potrebno količino stekla in jo z obračanjem cevi izpihnemo.

Pomembno! Steklo, izdelano po tej metodi, se imenuje float steklo. Proizvajajo ga od začetka petdesetih let prejšnjega stoletja.

Kozarec pustimo, da se ohladi. Pomembno je, da ga postavite na mesto, kjer se ne bo poškodovalo, ga ne bo pokvarila voda, prah ali na primer listje. Upoštevajte, da bo ob stiku s hladnimi predmeti počil.
Zadnji korak te metode za izdelavo stekla doma bo žarjenje stekla. Ta metoda toplotne obdelave bo dala trdnost materiala. Pri uporabi bodo odstranjeni vsi točkovni viri napetosti, ki se lahko pojavijo med postopkom hlajenja stekla.

Pomembno! Po zaključku tega dela se lahko na steklo nanesejo dodatni premazi za povečanje vzdržljivosti in trdnosti. Lahko tudi laminiran.

Nežarjeno steklo je manj trpežno.
Temperatura za zaključna dela je odvisna od natančne sestave stekla - od 400 do 550 stopinj Celzija.
Hitrost ohlajanja stekla je odvisna od velikosti. Velike steklene predmete je treba počasi ohlajati. Manjše stvari gredo hitreje.

Metoda izdelave stekla z žerjavico

Drugi način izdelave stekla doma je pražilnica oglja. Oglejmo si vse korak za korakom v tem primeru.

Oprema za delo

Najprej morate narediti pečico. Žar za žar je kot nalašč za to. Pomembno je, da se segreje z ogljem. V tem primeru se za taljenje kremenčevega peska v steklo uporablja toplota, ki jo pri gorenju ustvari premog. Še enkrat, stroški tega materiala niso previsoki. So široko dostopni.

Pomembno! Žar uporabite standardne velikosti. Bolje, če je v obliki kupole. Glavne lastnosti, ki jih mora imeti, so prisotnost debelih sten in dobra trdnost. Če ima žar odprtino za prezračevanje, ki se običajno nahaja na dnu, jo je treba odpreti.

Vendar pa lahko pri tej metodi obstajajo majhne ovire. Tudi če so zelo visoke temperature, ga ni vedno mogoče zlahka stopiti. Če želite to narediti, morate pred začetkom postopka v pesek dodati apno, boraks ali pralno sodo. Količina dodatkov ne sme presegati ⅓-¼ prostornine peska.

Pomembno! Ne pozabite, da ti dodatki znatno znižajo tališče peska.

Oblikovanje stekla

Za pihanje stekla pripravimo dolgo votlo kovinsko cev. Za ulivanje stekla je potreben kalup. Biti mora gosto in se ne sme stopiti iz vročega stekla. Uporabite na primer grafit.

Pomembno! Pri uporabi te metode ne pozabite, da se žar segreje veliko višje kot običajno. Možno je, da se sam žar stopi. Zato morate pri izdelavi stekla na ta način skrbno in odgovorno izvajati vsa dejanja. Malomarnost lahko povzroči resne poškodbe ali celo smrt.

Varnostni ukrepi:

Blizu delovnega območja postavite večjo količino peska in gasilni aparat.
Vsa dela je treba opraviti na prostem.
Tla morajo biti na primer betonska.
Med peko stekla se izogibajte žaru, da zaščitite sebe in svoja oblačila pred visokimi temperaturami.
Ne pozabite nositi zaščitne obleke. To so ognjevarna oblačila, pečičarske rokavice, predpasnik visoke trdnosti čez oblačila in obvezna maska za varjenje.
Tudi pri tej metodi boste potrebovali sesalnik. Deloval bo kot puhalo premoga. Uredimo takole: telesu pripišemo zadostno razdaljo. Cev pritrdimo na prezračevalno luknjo, ki se nahaja spodaj. Morda ga bo treba upogniti, da dobi želeno obliko. Lahko ga pritrdite na eno od nog žara. Cev mora biti trdno pritrjena in se ne sme premikati.

Pomembno! Če se je zgodilo nasprotno, se mu v nobenem primeru ne približujte, ker je zelo vroč. Nato morate izklopiti sesalnik in pogledati položaj cevi. Usmerjen mora biti točno proti odzračevalni odprtini.

Postopek delovanja:

Na notranjo stran žara položite oglje. Vložiti ga je treba dvakrat ali celo trikrat več kot za pečenje mesa. No, če je napolnjen skoraj do roba.

Pomembno! Uporabite oglje iz trdega lesa. Gori hitreje in bolje kot briketiran.

Na sredino posode postavite litoželezno posodo ali lonček s peskom.
Previdno preučite embalažo uporabljenega premoga. Prižgite ga na pravi način. Obstaja premog, ki se vname neposredno sam, in obstaja material, za katerega se uporablja tekočina za vžig. Počakajte, da se plamen enakomerno razširi.
Počakajte, da je premog pripravljen za nadaljnje delo. Pripravljenost premoga lahko določimo po barvi. Oranžne bodo.
Naslednji korak je vklop sesalnika. To je potrebno, da se premog razpiha.

Pomembno! Premog, ki je izpostavljen zračnemu toku, se lahko segreje na zelo visoke temperature. Do približno 1100 stopinj Celzija. To je treba upoštevati v bližini peči. Iz njega se lahko pojavijo naraščajoči utripi.

Če temperatura ni dosegla želene vrednosti, morate preveriti lokacijo cevi v prezračevalni odprtini.
Vse, kar je potrebno za taljenje peska, je že narejeno. Zadnji korak je odstranitev steklene posode z žara. Tudi tukaj morate biti zelo previdni. Uporabite dolgo kovinsko orodje.
Nato naredite vse svoje ideje s steklom.

Pomembno! Upoštevajte, da bo steklo, izdelano s to metodo, debelejše. Malo težje bo delati z njim. Vse to je posledica nizkih temperatur med njegovo izdelavo.

Za konec pa vam ponujamo še nekaj nasvetov za izdelavo stekla doma:

Namesto posebnega kremenčevega peska se lahko uporabi plažni pesek. Biti mora najbolj bel, enoten in tanek. Vendar kakovost takšnega stekla ne bo vedno potrebna.

Ponujamo dva načina za izdelavo stekla sami. Ista metoda je primerna za izdelavo morskega stekla doma. Pri opravljanju dela bodite izjemno previdni, da se ne spremeni v katastrofalne posledice za zdravje.

Steklo nas obdaja povsod: okna v hiši ali avtomobilu, akvariji, posode, okrasni predmeti, retorte in čaše v industriji in medicini, celo ure ga imajo. Zanimiva dejstva:

Za razgradnjo stekla traja milijon let.
Pri obdelavi steklo ohrani vse svoje lastnosti.
Najdebelejša steklena plošča so zaslonski akvariji v Sydneyju. Njegova debelina je 26 cm.

Sodobne proizvodne tehnologije omogočajo pridobivanje stekla z najrazličnejšimi lastnostmi in kakovostmi:

Gospodinjstvo. Uporablja se v vsakdanjem življenju: posode, kozarci, okrasni predmeti.
Tehnični. Je zelo gosto steklo, ki se uporablja v težki industriji.
Gradnja. Iz njega so izdelane vitrine, vitraži, okna.
Neprebojna. Uporablja se za izboljšanje varnosti zgradb, avtomobilov itd.

Danes, ob pogledu na majhno številčnico ure, lahko razmišljamo: katero steklo je boljše, safirno ali mineralno. Za zaključek naših oken lahko izbiramo materiale različnih odtenkov: modre, rdeče, zelene ali brezbarvne. Kupite mat belo strogo vazo ali barvit svetel izdelek proste oblike pri profesionalnih pihalcih stekla. Pri takšni priljubljenosti je celo nenavadno, da zelo malo ljudi pomisli na vprašanje, kako nastane steklo? Kaj je potrebno za to?

Iz česa je steklo

Zanimiv je ne le sam postopek izdelave, ampak tudi, iz česa je steklo izdelano. V osnovi so običajno samo tri sestavine in vsaka od njih ima svojo vlogo pri nastajanju:

Osnova je kremenčev pesek. Njegovo tališče je 1700⁰С.
Soda. Pomaga zmanjšati tališče peska za polovico in bistveno poenostavi postopek izdelave.
Apno. Ta komponenta je bistvena za hidroizolacijo. Če ga ne bi bilo, potem ne bi mogli postaviti rož v vazo, ne bi pili čaja iz kozarca, saj bi voda preprosto raztopila takšno zlitino.

Izdelava stekla je precej vroč, naporen in nevaren postopek. Najprej se vse komponente zmešajo in stopijo v posebni peči. Ko se zrna peska združijo med seboj in se spremenijo v homogeno maso, se pošlje v kopel staljenega kositra (njegova temperatura je nad 1000⁰С). Steklena mešanica bo plavala na površini zaradi razlike v gostoti materialov. Manj ko je mase v pločevinasti posodi, tanjši bo vzorec. Po tem se surovci ohladijo na posebnem transporterju.

Zanimivo v zgodovini:

Eden najstarejših steklenih delcev sega v 21. stoletje. pr. n. št. V južni Mezopotamiji so našli modro prozorno neobdelano steklo. S steklarstvom so se ukvarjali tudi v Siriji, Egiptu in Feniciji.
Dolga stoletja je steklo iz Benetk veljalo za najdražje. Mojstri so izdelali nenavadno tanke in lepe izdelke: posodo, nakit, ogledala, ki so stali bajen denar. Zelo dolgo so bile Benetke steklarski monopol, skrivnosti rokodelstva pa so bile ljubosumno varovane. V 13. stoletju so proizvodnjo preselili celo na otok Murano, obrtnikom pa so ga pod strahom smrti prepovedali zapustiti. Kljub temu so bili steklarji posebna, bogata in privilegirana kasta. Nezaslišana stvar za tisti čas: ko se je poročil s hčerko takega gospodarja, se je fant preselil k družini svoje žene!
Danes je Kitajska ena vodilnih svetovnih proizvajalcev, ki obvladuje tretjino svetovnega trga. In v obdobju od 14. do 19. stoletja država sploh ni proizvajala stekla.

Dokler obstaja steklo, obstajajo njegove sorte, ki se razlikujejo po barvi. Iz česa je modro, zeleno ali rdeče steklo? Kaj vam omogoča, da spremenite senco materiala, da ustvarite čudovit vitraž, vazo ali skulpturo? Gre za dodajanje različnih kemičnih spojin, najpogosteje oksidov:

Rdečo barvo dobimo z dodatkom železovega oksida.
Vijolični in rjavi odtenki (vse je odvisno od količine) - nikelj.
Svetlo rumena barva je uran.
Odtenki zelene - krom in baker.
Intenzivna modra - kobalt.

Mimogrede, še en oksid - tokrat se aluminijev oksid uporablja za izdelavo safirnega stekla za ure. Je zelo trd, samo z diamantom ga lahko opraskaš!

Steklo je zanimiv in neverjeten material, ki je nepogrešljiv v mnogih vidikih življenja.

Že po tradiciji vas vabimo k ogledu navdušujočega videa o nastajanju stekla.

Steklo je material, ki v nekaterih lastnostih nima analogov. Do sedaj se za njegovo proizvodnjo uporabljajo naravne sestavine, ponovna predelava poškodovanega izdelka se lahko pojavi večkrat brez izgube kakovosti in skoraj brez odpadkov.

Opredelitev

Steklo je lahko v različnih agregatnih stanjih na različnih stopnjah proizvodnje. Pa vendar, steklo – kaj je in iz česa je narejeno?

Po znanstveni definiciji je steklo vsako amorfno telo, pridobljeno po metodi taljenja, ki z naraščajočo viskoznostjo pridobi lastnosti trdnega telesa. Proces prehoda iz enega stanja v drugo je reverzibilen.

Materialna zgodovina

V vsakdanjem življenju uporabljamo steklo vsak dan. Kaj je in iz česa je narejeno - to so v sodobnem času le redko zastavljena vprašanja, material nam je tako domač. Znanstveniki verjamejo, da je bilo steklo prvič pridobljeno po naključju, nemogoče je izslediti izvor tehnologije. Prvi izdelki segajo okoli leta 2540 pr. V starodavnem receptu so bile prisotne tri komponente - soda, pesek in glinica. V prihodnosti so se naučili izboljšati lastnosti materiala z dodajanjem krede, dolomita in drugih komponent glavnim sestavinam. Celotna sestava, iz katere se kuha steklo, se imenuje naboj.

Barvno steklo so začeli pridobivati z uporabo naravnih pigmentov - kromovega oksida, nikljevega oksida, dodatkov kobalta. Prvi oblikovan izdelek so v 1. stoletju našega štetja izdelali rimski obrtniki. Izumili so tudi pločevinasto steklo. Tehnologija izdelave stekla v ploščah je bila vpihovanje ogromnega valjastega mehurčka v velikosti človeka iz vroče mase. Dokler se ni ohladil, so ga razrezali po dolgem delu in položili na palete za poravnavo. Ta tehnika je bila razširjena do začetka 20. stoletja. V Rusiji je bila proizvodnja stekla odprta v 17. stoletju in se je nahajala v vasi Dukhanino, takrat so bili mojstri le tujci.

Spojina

Steklo se uporablja za številne namene. Kaj je steklo, smo ugotovili, in katere so njegove glavne sestavine? Sestava začetnih sestavin za celotno obdobje prakse izdelave materiala se ni spremenila. Tri glavne komponente sestavljajo osnovo (naboj) - kremenčev ali kremenčev pesek, soda (natrijev oksid) in kalcijev oksid, znan kot apno. Komponente se združijo v določenih razmerjih in talijo v peči pri temperaturi od 300 do 2500 ° C. Glede na želene lastnosti sestavi polnila dodamo pepeliko, borov anhidrid, lomljeno steklo iz prejšnjih talin ali reciklirane surovine, odvisno od želenih lastnosti.

tehnologija

Za izboljšanje ali oslabitev lastnosti spojin se pri taljenju dodajajo ojačevalci, motnilci, barvila, sredstva za razbarvanje, ... Po kuhanju se masa hitro ohladi, s čimer se izognemo nastanku kristalov. Od vseh komponent je največji odstotek v receptu pesek - od 60 do 80%. Pesek deluje kot jedro, okoli katerega se oblikuje steklast material. Tehnologija proizvodnje stekla je ostala nespremenjena že stoletja.

Apno je še ena sestavina, brez katere stekla ni mogoče proizvesti. Kaj je kalcijev oksid v sestavinah? Ta komponenta daje materialu kemično odpornost in povečuje sijaj. Steklo se lahko tali samo iz peska in sode, brez apna pa se raztopi v vodi. Tretji igralec v mešanici je kovinski oksid - natrijev ali kalijev (do 17%). V mešanico se vnese v obliki natrijevega pepela ali pepelike. Te komponente zmanjšajo tališče, kar omogoča, da se posamezna zrna peska popolnoma stopijo in združijo v monolit.

Vrste

Glede na sestavine, uporabljene v mešanici, so vrste stekla razdeljene na:

Kvarc. Narejen je iz ene komponente - silicijevega dioksida. Ima visoke lastnosti: odporen na visoke temperature (do 1000 °C) in termični šok, prepušča vidni in ultravijolični spekter sevanja. Proizvodnja je povezana z visokimi stroški energije, saj je kremen (silikatno steklo) ognjevzdržna surovina in jo je težko oblikovati. Glavna področja uporabe so kemična in laboratorijska steklovina, deli optičnih sistemov, živosrebrne sijalke itd.
Natrijev silikat. Izdelan je iz dveh komponent, steklene sestave - silikatnega peska in sode (1:3). Zaradi svojih lastnosti se široko uporablja v industriji kot sestavni del katerega koli procesa, na drugih področjih pa se ne uporablja, iz njega ne izdelujejo izdelkov. Glavna pomanjkljivost je, da se raztopi v vodi.
Apno. Najpogostejša vrsta materiala, iz katerega je izdelana večina izdelkov, je pločevinasto steklo, steklene posode, ogledala, posode in še veliko več.
Svinec. Klasični sestavi stekla (naboj) sorazmerno dodamo svinčev oksid. Za svinčeno steklo so značilne povečane dielektrične lastnosti, zaradi česar ga lahko uporabljamo kot najboljšo izolacijsko sestavo v televizijskih elektronkah, osciloskopih, kondenzatorjih itd. Prisotnost svinca v stekleni masi daje materialu dodaten sijaj, iskrico, kar je pogosto uporablja se pri izdelavi umetniških izdelkov, jedi itd.. e Kristal - ena od vrst svinčevega stekla.
borosilikat. Dodatek borovega oksida v sestavo materiala poveča njegovo odpornost na toplotni šok do 5-krat, kemijske lastnosti pa se znatno izboljšajo. Borosilikatno steklo se uporablja za izdelavo cevi in laboratorijsko-kemične steklene posode, gospodinjskih izdelkov. Primer obsežne uporabe je ogledalo iz borosilikatnega stekla za največji teleskop na svetu.
Druge vrste stekla - aluminosilikatno, boratno, barvno itd.

Vrste okenskega stekla

Okensko steklo je najbolj iskana vrsta materiala. Prepušča sončno svetlobo, zagotavlja toplotno izolacijo pozimi in poleti, preprečuje prodiranje hrupa, estetsko okrasi okensko odprtino in opravlja številne druge funkcije. Danes obstaja široka izbira vrst stekla, od katerih vsaka izpolnjuje določene zahteve:

Varčevanje z energijo. Vrsta stekla, obarvana v razsutem stanju ali prekrita s posebnim filmom, ki zagotavlja prodor kratkovalovnega sončnega sevanja v prostor, dolgovalovno sevanje grelnih naprav pa se ne sprošča iz prostora. Drugo ime je selektivno steklo. Do danes je bilo razvitih več vrst premazov. Najbolj obetavna sta - K-steklo (nanos kovinskih oksidov na površino) in i-steklo (vakuumsko večslojno nanašanje srebra - dielektrika).
Krema za sončenje. Zmanjša prepustnost sončne svetlobe v prostor. Razdeljeni so v dve vrsti - odsevni in vpojni. Učinek se doseže bodisi z niansiranjem stekla v razsutem stanju med kuhanjem bodisi z nanosom posebnega filma na površino.
Dekorativni. Okenska stekla z dodatnimi estetskimi lastnostmi - vzorčasta, barvna itd.

Varnostna očala

Ena od negativnih lastnosti stekla je njegova krhkost, obstajajo tehnologije za krepitev materiala. Najpogostejše vrste:

Ojačana. Pločasto steklo, pri oblikovanju katerega se v maso vnese kovinska mreža. Področje uporabe - industrijski prostori, ulična razsvetljava, obloga jaškov dvigal itd.
Laminirano ali tripleks. Dva ali več kozarcev drži skupaj poseben film ali tekočina. Ta vrsta materiala bistveno zmanjša raven hrupa v prostorih. Tudi pri uporabi dodatnih barvnih filtrov med laminacijo lahko opravlja funkcije zaščite pred soncem. Triplex ima visoko mehansko stabilnost, ko se plošča zlomi, delci ostanejo pritrjeni na folijo, zaradi česar je čim bolj varna za uporabo pri zasteklitvi fasad, balkonov, oken in vrat.
odporen proti ognju. Najpogosteje se proizvaja s tehnologijo laminiranja s posebnimi filmi, ki pri temperaturah nad 120 ° C spremenijo svoje fizikalne lastnosti in, ko se razširijo, postanejo dolgočasni, kar daje steklu togost.
Zaščitna. Je večplastni material, sestavljen iz več vrst stekla, ki je zlepljen s polimernim filmom. Na primer, silikatno steklo je vezano na polikarbonat in organsko steklo. Takšen prosojni blok je odporen na mehanske, kemične in udarne poškodbe. Vrste varnostnega stekla vključujejo neprebojna stekla, odporna na udarce, odporna na vbode in druge vrste. Tehnične zahteve za material in razvrstitev zaščitnih stekel ureja GOST R 51136.
Prekaljeno. Ima visoke trdnostne lastnosti. Učinek je zagotovljen s tehnologijo izdelave stekla - v posebni tunelski peči so plošče za kratek čas izpostavljene visokim temperaturam in se hitro ohladijo. Ko se kaljeno steklo razbije, se razbije na majhne koščke, ki ne predstavljajo nevarnosti za življenje in zdravje. Pomanjkljivost je nezmožnost mehanske obdelave utrjene mreže, pri najmanjšem udarcu se zruši. Večino izdelkov iz kaljenega stekla najprej oblikujemo, izrežemo ali kako drugače obdelamo, preden jih kalimo.

Avto steklo

Očala za avtomobile imajo povečane lastnosti trdnosti, ki izpolnjujejo varnostne zahteve. Do danes se v proizvodnji uporabljata dve tehnologiji - laminacija (triplex) in utrjevanje (stalinit):

Kaljeno dobimo s toplotno obdelavo navadnega silikatnega stekla, segrevanjem v peči na temperaturo +600 ° C, čemur sledi hitro ohlajanje. Pridobi mehansko in toplotno trdnost, vendar se z močnimi udarci zruši in razpade na majhne varne drobce brez rezalnih in prebadajočih robov. Ruska oznaka - črka "Z", evropska - "T" ali kaljena.
Laminirano - to sta dve tanki ploščati kozarci, povezani s polimernim filmom pod vplivom temperature in vakuuma. Lastnosti stekla so takšne, da ob močnih udarcih ostane nedotaknjeno, ne razpade na drobce, če poči. Deli ostanejo zlepljeni s filmom. Triplex ima dodatne funkcije - niansiranje z barvnimi filtri med laminacijo, dodatno notranjo zvočno izolacijo, nizko toplotno prevodnost itd.

Sodobni razvoj

Dvajseto stoletje lahko imenujemo čas široke uporabe stekla. Po razvoju tehnologije mehanskih metod pridobivanja materiala se je začel uporabljati na različnih področjih - kot najtanjše vlakno na področju telekomunikacij, nič manj uspešno se uporablja v velikih večtonskih blokih v gradbenih tehnologijah.

Lastnosti stekla so raznolike, še vedno jih proučujejo v znanstvenih ustanovah, mojstri pa iščejo nove načine uporabe in izumljajo nove vrste. Leta 1940 so steklarji svetu predstavili penjeno steklo. Njegove lastnosti so:

Lahkost - ne potone v vodi, ima celično strukturo, specifična teža nekoliko presega težo plute.
Odpornost na vlago, vzdržljivost.
Prijaznost do okolja (koks je dodan klasičnemu šaržnemu receptu).
Ognjevarno (ni vnetljivo) in pogasi ogenj.
Material je mogoče razžagati na kose brez ogrožanja kakovosti.

Področje uporabe so bili izolacijski materiali za nevarne industrije, hladilnice itd.

Za sončne celice se uporablja steklo s prevodno prevleko iz tanke plasti kovinskega oksida. Prevlečene plošče delujejo pri temperaturah okrog 350°C. Poleg tega je takšno steklo nameščeno v kabinah letal, da se izognemo ledu in ohranimo toploto v kabini.

Pomemben dosežek sodobnega časa je bila možnost izdelave steklokeramike. Material je izdelan po tehnologiji navadnega stekla, vendar se na zadnji stopnji hlajenja proces upočasni in v masi materiala pride do kristalizacije. Katalizatorji so posebni dodatki, ki ne vplivajo na zunanje stanje stekla, ampak tvorijo majhne kristale. Material prenese visoke temperature brez deformacij in je bolj odporen na vse vrste poškodb. Uporablja se v raketni znanosti, gospodinjskih aparatih, laboratorijih, delih motorjev in mnogih drugih področjih.