Как се прави стъкло? Технология за производство на стъкло. Стъклени изделия. От какво се прави стъкло? Как се правят стъклени чаши

Стъкларството е много древен процес. Има археологически доказателства, че хората са правили стъкло още през 2500 г. пр.н.е. Някога рядко и ценно произведение на изкуството, стъклото сега е обичаен производствен процес. Стъклените продукти се използват като промишлени и битови контейнери, изолатори, армиращи влакна, лещи и декоративни изкуства. Материалите, използвани за направата на различни видове стъкло, може да варират, но общият процес за направата е описан по-долу.

стъпки

Използване на фурната

Купете кварцов пясък.Кварцовият пясък е основната съставка за производството на стъкло. Стъклото без желязо е ценено заради своята прозрачност, защото ако стъклото съдържа желязо, стъклото ще изглежда зеленикаво.

• Носете маска, ако работите с много фин кварцов пясък. При вдишване може да раздразни гърлото и белите дробове.
• Кварцовият пясък може да бъде закупен в онлайн магазини. Това е доста евтино, чанта с тегло 25 кг струва около 200 рубли. Ако искате да работите в индустриален мащаб, тогава за големи количества могат да предложат специализирани продавачи добри цени- понякога по-малко от 2000 рубли на тон.
• Ако не можете да намерите пясък, който съдържа малко примеси, ефектът на зеленикав оттенък може да се компенсира чрез добавяне на малки количества манганов диоксид. И ако искате зеленикаво стъкло, оставете желязото както е!

1. Добавете натриев карбонат и калциев оксид към пясъка.Натриевият карбонат (наричан калцинирана сода) намалява температурата, при която се произвежда промишлено стъкло. Това обаче кара водата да корозира стъклото. Следователно, за да се неутрализира това явление, калциевият оксид или вар се въвежда допълнително в стъклото. За да се направи стъклото по-устойчиво, в него се въвеждат магнезиеви и/или алуминиеви оксиди. Обикновено тези добавки заемат не повече от 26-30 процента от състава на стъклото.

   В зависимост от предназначението на стъклото добавете и други химикали.Най-разпространената добавка за декоративно стъкло е оловният оксид, който осигурява блясъка на кристала, както и ниската му твърдост, улесняваща рязане, и ниската температура на топене. Лещите за очила могат да съдържат лантанов оксид, който се използва заради пречупващата му сила, докато желязото насърчава усвояването на желязото от стъклото.

   • Оловният кристал може да съдържа до 33 процента оловен оксид, но колкото повече олово, толкова повече опит е необходим за оформяне на разтопеното стъкло, така че много производители на стъкло избират ниско съдържание на олово.

2. Добавете компоненти, за да получите желания цвят на стъклото, ако е необходимо.Както беше отбелязано по-горе, примесите на желязо в кварцовото стъкло му придават зеленикав вид, така че се добавя железен оксид за подобряване на зеленикавия оттенък, точно като медния оксид. Серните съединения дават жълтеникави, кехлибарени, кафеникави и дори черни оттенъци, в зависимост от това колко допълнителен въглерод или желязо е добавено към стъкления заряд.

   Поставете сместа в добър термоустойчив тигел.Тигелът трябва да издържа на изключително високата температура, която се постига в пещта. В зависимост от добавките, тя може да варира от 1500 до 2500 градуса. Тигелът трябва да е такъв, че да не е трудно да се хване с метални щипки и пръти.

   Разтопете сместа до течна течност.За промишленото силикатно стъкло това се извършва в пещ, нагрявана с газ;

   • Кварцът и пясъкът без примеси преминават в стъкловидно състояние при температура от 2300 градуса по Целзий. Добавянето на натриев карбонат (сода) намалява температурата, необходима за образуване на стъкло до 1500 градуса по Целзий.

3. Хомогенизирайте стопеното стъкло и отстранете мехурчетата от него.Това включва разбъркване на стъклото, докато стане равномерно гъсто и добавяне на вещества като натриев сулфат, натриев хлорид или антимонов оксид.

   Оформете разтопеното стъкло.Стъклото може да се формира по един от следните методи:

   • Стъклената стопилка може да се излее във форма и да се остави да изстине. Този метод е използван от египтяните и така се създават повечето оптични лещи.
   • Голямо количество разтопено стъкло може да се събере в края на куха тръба и след това да се издуха чрез завъртане на тръбата. Стъклото се формира от въздуха, вдухван в тръбата, силата на гравитацията, действаща върху разтопеното стъкло, и всички инструменти, които духачът на стъкло използва за обработка на разтопеното стъкло.
   • Разтопеното стъкло може да се излее във вана от разтопен калай, използван като субстрат, и да се продуха със сгъстен азот, за да се оформи и полира. Стъклото, формовано по този метод, се нарича флоат стъкло и това е начинът, по който плоското стъкло се произвежда от 50-те години на миналия век.

4. Бавно охладете чашата във фурната.Този процес се нарича отгряване и премахва всички точкови източници на напрежение, които могат да се образуват, докато стъклото се охлажда. Незагрятото стъкло е много по-малко издръжливо. След като процесът приключи, стъклото може да бъде покрито, ламинирано или обработено по друг начин, за да се увеличи здравината и издръжливостта.

   Използване на фритюрник на дървени въглища

   1. Направете импровизирана пещ от скара за барбекю на дървени въглища.Този метод използва топлината, генерирана от пламъци от горящи въглища, за да разтопи кварцов пясък в стъкло. Използваните материали са сравнително евтини и достъпни - теоретично, за да подготвите всичко необходимо за производството на стъкло, трябва само да изтичате до строителен магазин. Използвайте голяма скара за барбекю - скара ще свърши работа стандартен размер"куполни" модели. Тя трябва да бъде възможно най-дебелостенна и издръжлива. Повечето скари за барбекю имат вентилационен отвор на дъното - отворете го.

      • Дори при изключително високите температури, постигнати с този метод, може да бъде много трудно да се стопи пясък върху скара. Преди да започнете, добавете малко количество (около 1/3-1/4 от обема на пясъка) сода за пране, вар и/или боракс към пясъка. Тези добавки намаляват точката на топене на пясъка.
      • Ако ще духате стъкло, вземете под ръка дълга куха метална тръба. Ако ще изливате стъкло във форма, подгответе я предварително. Имате нужда от форма, която няма да изгори или да се стопи от топлината на разтопеното стъкло, графитът работи чудесно за тази цел.

   2. Знайте опасностите от този метод.Този метод включва нагряване на скарата за барбекю над нормалните температурни граници - толкова много, че дори може да разтопи самата скара. Невнимателната работа с този метод крие риск тежки наранявания или дори смърт. Работете с повишено внимание. Дръжте под ръка голямо количество пръст, пясък или пожарогасител, предназначен за високи температури, в случай че трябва да намалите интензивността на огъня.

      Вземете всички възможни предпазни мерки, за да защитите себе си и вещите си от високи температури.Работете според този методвърху бетонна повърхност на открито, с достатъчно пространство наоколо. Не използвайте незаменимо оборудване. Стой настранаот скарата, когато готвите стъкло. Също така ще трябва да носите възможно най-много защитно облекло, включително:

      • ръкавици с висока якост или ръкавици за готвене;
      • маска за заваряване;
      • престилка с висока якост;
      • пожароустойчиво облекло.

   3. Купете прахосмукачка за домашна работилница с приставка за дълъг маркуч.С помощта на тиксо или по друг начин огънете маркуча така, че да духа директно във вентилационния отвор на дъното, без да докосва тялото на скарата. Вероятно ще трябва да прикрепите маркуч към един от краката или колелата на скарата. Поставете самата прахосмукачка възможно най-далече от скарата.

      • Уверете се, че маркучът е здраво закрепен и не се движи: ако се разхлаби по време на топене на стъкло, Неприближете се до скарата, ако е много гореща.
      • Включете прахосмукачката, за да проверите позицията на маркуча. Прецизно поставен маркуч ще духа директно във вентилационния отвор.

   4. Постелете вътрешността на скарата с дървени въглища.Използвайте повече дървени въглища, отколкото бихте направили за печене на месо. Успешни резултати се наблюдават, когато скарата е пълна почти догоре.

Производството на стъкло започва поне още през третото хилядолетие пр. н. е., както се вижда от стъклени частици, открити в Месопотамия. Производството на стъкло, което някога е било рядко изкуство, се превърна в широко разпространена индустрия, където стъклените продукти се използват както в търговските, така и домашна употреба, като стъклени контейнери, изолационни материали, армировка от влакна, лещи и в изкуствата и занаятите. Въпреки че материалите, използвани за производството на стъкло, могат да варират, основният процес на производство на стъкло остава същият и е описан по-долу.

Предприеме достатъчно количествосилициев пясък. Наричан още кварцов пясък, силициевият пясък е основният компонент в производството на стъкло. Стъклото без примеси на желязо се използва за производство на прозрачно стъкло, тъй като желязото, когато присъства, придава на стъклото зеленикав оттенък. Ако не можете да намерите пясък без примеси на желязо, тогава ефектът на оттенък може да бъде елиминиран чрез добавяне на малко количество манганов диоксид.

Добавете натриев карбонат и калциев оксид към пясъка. Натриевият карбонат (или содата) намалява температурата, необходима за производството на стъкло в индустриален мащаб. Той обаче позволява на водата да проникне през стъклото, така че се добавя натриев карбонат или калциев хидроксид, за да се неутрализира това свойство. Може да се добави и магнезиев и/или алуминиев оксид, за да се направи стъклото по-издръжливо. По правило тези добавки съставляват не повече от 26-30 процента от партидата стъкло.

За да подобрите качеството на стъклото, добавете други химически елементи, в съответствие с целта на използването му. Най-често срещаната добавка за производството на декоративно стъкло е оловен оксид, който придава блясък на прозрачните стъклени продукти, както и пластичност, което улеснява процеса на рязане на стъкло и освен това намалява точката на топене. Лещите за очила могат да съдържат лантанов оксид поради неговите пречупващи свойства, докато желязото помага на стъклото да абсорбира топлината.

Кристалът може да съдържа до 33 процента оловен оксид; обаче, колкото повече оловен оксид, толкова повече умения са необходими за оформяне на разтопеното стъкло, така че много производители на кристали избират по-малко олово в стъклото.

Ако трябва да направите стъкло с определен цвят, добавете химикали към него. Както бе споменато по-горе, примесите на желязо в кварцовия пясък придават на стъклото зеленикав оттенък, така че железният оксид, подобно на медния оксид, се добавя за увеличаване на зеления оттенък. Серните съединения придават жълтеникав, кехлибарен, кафеникав или дори черен оттенък на стъклото в зависимост от това колко въглерод или желязо е добавено към сместа.

Поставете сместа в добър топлоустойчив тигел или контейнер.

Разтопете сместа до течна течност. За да се направи промишлено кварцово стъкло, топенето се извършва в газова пещ, докато специалното стъкло може да се произвежда с помощта на електрическа пещ за топене, котлова пещ или пещ.

Кварцовият пясък без добавки се превръща в стъкло при температура от 2300 градуса по Целзий (4174 градуса по Фаренхайт). Чрез добавяне на натриев карбонат (сода) температурата се намалява до необходимото ниво за производство на стъкло, 1500 градуса по Целзий (2732 градуса по Фаренхайт).

Отстранете мехурчетата и осигурете хомогенност на разтопената стъклена маса. Това означава разбъркване на сместа, докато стане гъста и добавяне на химикали като натриев сулфат, натриев хлорид или антимонов триоксид.

Форма на разтопено стъкло. Оформянето на стъкло може да се извърши по един от няколко начина: разтопеното стъкло се излива във форма и се охлажда в нея. Този метод е използван от египтяните и в момента се използва за производство на лещи.

Повечето от разтопеното стъкло може да се натрупа в края на куха тръба, в която след това се вдухва въздух, докато тръбата се върти. Формата на стъклото се придава от въздуха, който навлиза през тръбата, силата на гравитацията привлича разтопеното стъкло и стъклодухът използва различни инструменти, за да работи с разтопеното стъкло.

Разтопеното стъкло може да се излее във вана с разтопен калай като основа и да се постави под налягане с азот, за да се оформи и да блести стъклото. Стъклото, произведено по този метод, се нарича полирано плоско стъкло и това е методът, по който стъклото за прозорци се произвежда от 50-те години на миналия век.

Оставете чашата да изстине.

За да увеличите здравината на стъклото, трябва да прибягвате до топлинна обработка. Този процес се нарича изпичане и премахва щетите, настъпили по време на процеса на охлаждане на стъклото. След като този процес приключи, стъклото може да бъде покрито, ламинирано или обработено по друг начин, за да се подобри неговата здравина и издръжливост.

Отгряването е допълнителен производствен процес, при който полирано стъкло с дадена форма се поставя в пещ, загрята до най-малко 600 градуса по Целзий (1,112 градуса по Фаренхайт) и след това бързо се охлажда („темперира“) с помощта на силен въздушен поток под високо налягане. Закаленото стъкло се разпада на малки парчета при 6000 паунда на квадратен инч (psi), докато закаленото стъкло се разпада на малки парченца при не по-малко от 10 000 psi и обикновено около 24 000 psi

Натрошени стари стъклени парчета могат да се добавят към стъклената смес, преди стъклото да се разтопи, за да се рециклира в ново стъкло. Старото стъкло или „стъкленият скрап“ трябва първо да се тества за наличие на примеси, които биха могли да отслабят свойствата на новото стъкло, ако бъдат въведени в него.

Компоненти, от които се нуждаете:

• кварцов пясък (силициев диоксид);
• натриев карбонат (сода);
• калциев оксид (калциев хидроксид);
• други оксиди и соли: (например, магнезиев оксид, алуминиев оксид, железен оксид, магнезиев или натриев оксид, или калциеви соли по желание);
• оловен оксид (по избор);
• топлоустойчив тигел, профилна или куха тръба;
• пещ или стъклен нагревателен шкаф - това завършва производството на стъкло.

Хората влизат в контакт със стъклени продукти всеки ден. Стъклото е почти магически предмет - от едната страна е прозрачен, а от другата е материален предмет. Едно вещество ще бъде прозрачно, когато фотони (светлинни кванти) преминават през него, без да бъдат абсорбирани. Но по някаква причина не всеки идва с идеята - как и от какво се прави стъкло? Как протича процесът?

Интересни факти:

• Разлагането на стъклото ще отнеме милиони години.
• Стъклото се рециклира без загуба на качество.
• Най-дебелото стъкло в света е 26-сантиметровият екран на аквариума в Сидни.

От какво се прави стъкло?

За да направят стъкло, занаятчиите вземат: кварцов пясък (основният компонент); вар; Газирани напитки;

Първо кварцов пясък, сода и вар се нагряват в специална пещ до температура от 1700 градуса над нулата. Песъчинките се свързват помежду си, след което се хомогенизират (превръщат се в хомогенна субстанция) и газът се отстранява. Масата се „потапя“ в разтопен калай при температури над 1000 градуса, който плува на повърхността поради по-ниската си плътност. Колкото по-малка е масата, която отива в калаената баня, толкова по-тънко ще бъде стъклото, което излиза.

Интересни факти:

• Муранското стъкло се счита за най-скъпото в света. Продуктите, направени от него, струват милиони долари. От древни времена Венеция е известна с производството на висококачествено стъкло. Надеждно е известно, че през 13-ти век правителството на държавата премества производството на големия остров Мурано, а на занаятчиите е строго забранено да го напускат. Наказанието е смъртна присъда. Освен това входът на острова също беше затворен за туристи или други жители на Венеция. Такива строги мерки позволиха да се запази тайната на производството.
• Едно от най-интересните психични заболявания на Средновековието е „стъклената болест“. Човек с такова разстройство мислеше, че е направен от стъкло и се страхуваше да не се счупи. Френският крал Чарлз VI страда от това заболяване. Монархът винаги носел няколко ката дрехи и забранявал на всеки да се докосва.

Какви функции изпълняват содата и варовик в производствения процес?

Содата за хляб помага да се намали точката на топене 2 пъти. Ако не го добавите, ще бъде много трудно да разтопите пясъка и съответно да свържете отделни зърна пясък помежду си. Необходима е вар, за да може масата да издържи на вода. Ако не беше включен, прозорецът например щеше да се разтвори веднага след първия дъжд, а стъклото щеше да се пръсне след контакт с вода.

Свързани материали:

Какво е венецианско стъкло и защо художниците са купували яйца?

Интересни факти:

1. Китай не е произвеждал стъкло повече от 500 години, от 14-ти до 19-ти век. Сега държавата е един от лидерите в производството и контролира една трета от световния пазар на стъкло.
2. 1994 г. беше много активна година за рециклирането на стъкло в Съединените щати. Ако поставите всички стъклени продукти, рециклирани през тази година, в един ред, ще получите един вид „път“ към Луната.

Как се прави цветното стъкло?

Произвежда се не само безцветно стъкло. За да се получи цветен продукт, в допълнение към основните компоненти, в пещта за топене се добавят химически съединения:

1. Железните оксиди придават на стъклото богат червен нюанс.
2. Никелови оксиди – кафяви, лилави (в зависимост от количеството).
3. За да получите ярко жълт оттенък, добавете уранови оксиди към пясък, сода и вар.
4. Хромът прави стъклото зелено.

Какви характеристики и свойства има стъклото?

Пропорции на компонентите за производство стъклени изделияизбрани в зависимост от предназначението им. Разграничават се: домакинско стъкло - това, което след това се използва за изработка на съдове, чаши, бижута; строителство – витрини, прозорци, витражи;

От какво се прави стъкло? Прост въпрос, който интересува много любознателни хора. Каним ви да се запознаете със състава на материала и неговите основни свойства.

Стъкло: от какво е направено?

Стъкларството е древна технология. Първоначално производството на стъкло е било сложен и трудоемък процес. Съвременната наука го опрости, като значително намали времето за производство на продуктите и намали цената им. От какво е направено стъклото и как се получава?

За производството се използват следните съставки:

• Кварцов пясък. 3/4 от стъклото се състои от силициев оксид. Качеството на пясъка определя качеството на готовия материал. Затова е важно то да е чисто, без примеси. Пясъкът се разтопява под въздействието на рекордно високи температури, в резултат на което променя структурата си, превръщайки се в течна маса.
• Газирани напитки. Действа като катализатор на топене, което позволява да се намали температурата на обработка на кварцов пясък.
• Лайм. Придава здравина, блясък и твърдост на стъклото.

В допълнение към тези компоненти към масата за производство на стъкло се добавят нефелин сиенит, таламит и натриев сулфат.

Как се прави стъкло? Смесените до гладкост съставки се разтопяват в специална пещ при температура 1500–1700 градуса по Целзий. Получената маса се разпределя на равномерен слой върху контейнери с разтопен калай. Докато материалът се охлажда, той се втвърдява и се превръща в плътен лист. Полученият лист се зарежда в специален конвейер за проверка на еднаквостта на дебелината и нарязване на стандартни парчета.

За оцветяване на материала се използват оксиди на сребро, желязо, мед и други метали. Синият цвят идва от кобалтовия оксид, лилавият от никела, зеленият от калиево-цинковия. Умиращите метални йони, добавени към разтопената смес, се разпределят равномерно и придават на материала желания нюанс. Интензитетът на цвета се контролира от количеството добавено багрило, както и от дебелината на готовото стъкло.

От какво е направено стъклото на телефона?

Алумосиликатът се използва за производството на защитно стъкло за смартфони. Произвежда се чрез високотемпературна обработка на силициев диоксид с добавяне на специални химикали. Материалът съдържа кислородни, алуминиеви, силициеви и натриеви йони, необходими за втория етап на производство.

След това алумосиликатното стъкло се обработва с калиеви йони. Първият материал се поставя в гореща (400 градуса по Целзий) солена баня, където химическа реакция разрушава йонните връзки. Калиеви йони заместват натриевите йони в алумосиликата и се пресоват под високо налягане.

В резултат на това стъклото получава изключително издръжлив защитен слой, който обикновеното минерално стъкло няма. Оттук и високите нива на надеждност, здравина, устойчивост на износване и издръжливост. Защитното стъкло на телефона може да издържи на големи натоварвания, като същевременно запазва целостта на матрицата.

От какво се прави часовниково стъкло?

При производството на стъкло за часовници се използват различни материали, които се различават както по отношение на експлоатационните характеристики, така и по начина на грижа. Ето основните разновидности:

• Пластмаса. Да, да, стъклата за часовници са изработени от лека и прозрачна пластмаса - силикатно стъкло. Такова стъкло е трудно да се счупи, но лесно да се надраска. Повърхността бързо губи привлекателния си вид.
• Минерални суровини. Кварцовият пясък се топи в специална пещ, добавят се определени оксиди и се охлажда до получаване на твърда консистенция. Материалът има добри оптични свойства, устойчивост на агресивни среди и лесно се полира. Но когато е изложен на пряка слънчева светлина, той произвежда много отблясъци. Чупи се лесно. Някои производители покриват минералните часовникови стъкла с твърд защитен слой, повишавайки устойчивостта на механични повреди.
• Сапфир. Синтетичният сапфир се произвежда чрез високотемпературна обработка на кристализиран алуминиев оксид. Характеризира се с повишена здравина, устойчивост на износване и издръжливост. Издържа на екстремни условия на работа, не се драска дори при директно излагане на остри предмети. По относителната скала на Мос стъклото има твърдост 9, на второ място след диаманта с твърдост 10. Цената на сапфиреното стъкло е много по-висока, но е оправдана от високите потребителски характеристики на материала.

Производителите предлагат и комбинирани стъкла за часовници. Минералната основа е покрита с плътен слой сапфирено покритие, което подобрява якостните характеристики на материала.

Стъклото е практичен и често срещан материал. Но дори и сега сложният и технологичен процес на производството му е малко като магия.

Откакто съществува стъклото, има негови разновидности, различаващи се по цвят. От какво се прави синьо, зелено или червено стъкло? Какво ви позволява да промените нюанса на даден материал, за да създадете красив стъклопис, ваза или скулптура? Всичко е свързано с добавянето на различни химични съединения, най-често оксиди:

• Червеният цвят идва от добавянето на железен оксид.
• Лилави и кафяви нюанси (всичко зависи от количеството) – никел.
• Ярко жълтият цвят е уран.
• Нюанси на зелено – хром и мед.
• Наситено синьо – кобалт.

Между другото, друг оксид - този път алуминиев оксид се използва за производството на сапфирено стъкло за часовници. Много е твърд, само с диамант можеш да оставиш драскотина!

Стъклото е интересен и изненадващ материал, който е необходим в много аспекти на живота.

Както обикновено, ви каним да гледате увлекателно видео за това как се прави стъкло