Из чего делают стекло и как


как производят, из чего его делают и как научились

Процесс производства стекла

Стеклянная посуда, окна в домах и многое другое – для нас сегодня это привычные предметы обстановки. Однако много веков назад стеклянные кубки стоили баснословно дорого, и их можно было встретить только на столах у наиболее богатых и знатных вельмож. Из чего же делают стекло, и как люди научились его изготавливать?

История изобретения стекла

Стекло было известно, по крайней мере, две тысячи лет назад. Древнеримский историк Плиний описал случай, в результате которого оно было изобретено. По его версии, однажды моряки, везшие на своем корабле соду, высадились заночевать на берегу, покрытом чистым золотым песком.

Они разожгли костер, чтобы приготовить ужин и согреться. Но один мешок из их груза прорвался, и сода высыпалась в костер. Ночью пошел дождь, смыл золу и головешки, и в результате моряки увидели на месте костра сияющую стеклянную поверхность.

Из каких компонентов делают стекло

Из каких компонентов делают стекло

Так ли на самом деле было изобретено стекло, или, как гласит другая версия, оно получилось в ходе экспериментов с обжигом глиняных горшков – но люди овладели секретом его приготовления довольно давно.

Для того, чтобы изготовить стекло, требуется три основных компонента.

Кварцевый песок – это чистый речной песок, состоящий из оксида кремния. Доля песка в смеси для варки стекла составляет около 75%. Он плавится при очень высокой температуре: его нужно нагревать до 1700 градусов Цельсия. От качества песка во многом зависит прозрачность и качество будущих стеклянных изделий. Венецианские стеклодувы, изготавливавшие наиболее знаменитое в средневековой Европе муранское стекло, специально привозили песок из провинции Истрия, а для богемского стекла мастера измельчали в мелкий песок куски кварца.

Сода (или поташ) необходима для того, чтобы расплавить песок при более низкой температуре. Добавив в песок соду в нужной пропорции, температуру нагрева стеклянной смеси снижают практически вдвое.

В процессе нагрева сода разлагается до оксида натрия или калия, который и служит катализатором плавления. В древности ее получали путем выщелачивания золы после сжигания водорослей или хвойных пород дерева. Доля соды в смеси для стекла составляет около 16-17%.

Известь, или окись кальция, делает стекло нерастворимым большинством химических веществ, крепким и блестящим. Впервые добавлять ее в стекло начали богемские стеклодувы в семнадцатом столетии, применяя для этого известняк или мел.

Кроме того, сегодня в массу для приготовления стекла добавляют сульфат натрия, таламит и нефелиновый сиенит. Для получения разноцветного стекла в качестве добавок используют окиси различных металлов: меди, железа, серебра и т.д.

Этапы производства листового стекла

Все ингредиенты, из которых производится стекло, загружают в печь и нагревают до образования жидкой однородной массы.

Расплавленную массу загружают в гомогенизатор и перемешивают до полной однородности.

Стеклянную массу выливают в длинную емкость, где находится расплавленное олово. На его поверхности стекло разливается ровным слоем одинаковой толщины, постепенно остывая.

Застывшая стеклянная лента поступает на конвейер, где производится контроль толщины и нарезка на стандартные куски стекла. Обрезанные неровные края, а также брак, не прошедший контроль качества, поступает на переплавку.

Готовое листовое стекло проходит последнюю проверку качества и отправляется на склад готовой продукции.

Аналогичным образом изготавливается стекло для производства посуды, измерительных приборов, елочных игрушек и другой продукции. Состав стекла может изменяться в зависимости от свойств, которые оно должно иметь.

Как производят стекло

Кроме того, для повышения прочности оно может подвергаться процедуре закаливания. В результате стекло приобретает способность выдерживать сильные удары по поверхности.

Популярны сегодня дуплексные и триплексные стекла, склеенные специальными составами из двух или трех слоев тонкого стекла. Однако основу каждого из них составляют золотой кварцевый песок, питьевая сода и обычная известь.

Как делают стекло и из чего?

Стекло материал твердый, но в тоже время очень хрупкий. Это делает его интересным. Но множество людей считают его самым обыкновенным материалом, не подозревая, каким образом оно создается. Так из чего же делают стекло? Ответ на этот вопрос, достаточно развернут.

Как создают стекло?

При создании стекла, за основу берутся известь, сода и кварцевый песок. Смешав просто все составляющие, сразу стекло не получится. Для того, чтобы получить стекло нужны не только компоненты, указанные выше, но и самое главное это специальная печь, для плавления всех компонентов. Ведь для плавления кварцевого песка нужна очень высокая температура не менее 1700 градусов. И тут момент применения соды. Сода используется для уменьшения температуры   песка вдвое.  Осталась известь! Для чего же нужно это вещество? Известь также очень важна при изготовлении стекла. Она добавляется для того, чтобы стекло не боялось воды. Представьте, если бы стекло окон изготавливались только из песка и соды, то что бы случилось с ним во время дождей? Конечно, оно бы просто растворилось! Также мы не смогли пить воду и чай из стаканов. Поэтому и нужна известь.

Как делают цветное стекло?

Ведь стекло изготавливают не просто прозрачное, не имеющее цвета. Цветное стекло правят, используя все основные компоненты, при этом добавляют к расплавленной массе некоторые химические соединения. Точнее оксиды различных металлов. В результате получают цветное стекло. Например, чтобы получить красного цвета стекло, добавляют оксид железа. Чтобы создать желтое стекло применяют в смеси оксид урана, а оксид никеля создает стекло фиолетового цвета. Чтобы получить зеленого цвета или же оттенков зеленого стекло добавляют медь или хром. В этом и состоит ответ на вопрос, из чего создают стекло.

Сам процесс создания стекла, конечно же, занимательный, но существует немало и других интереснейших фактов связанных с ним. Известно, что в средневековье, венецианские мастера научились создавать изящные, тонкие и дорогостоящие красивые изделия из стекла. Это посуда и различные украшения. 

Это достижение, по  созданию стекла, стало нечто особенным, и было секретным. Для того, и чтобы окружающие не узнали подробностей, мастеров переселили на мурановские острова. Там они жили практически в изгнании от людей, но это было сделано в благих целях. Единственный минус такой жизни это отсутствие возможности общения с людьми.

Мурановское стекло, изготавливающееся на острове стеклодувами, обрело славу далеко за пределами Венеции. Спустя некоторое время, секреты изготовления стекла стали известны и другим людям. При этом его использовали в изготовлении посуды, украшений, зеркал и многого другого. Наука показала, что искривленное стекло может направлять световой луч, концентрируя и рассеивая его. Опираясь на эти возможности стекла, люди научились производить линзы, которые в дальнейшем нашли свое применение в различных оптических приборах. Это очки для улучшения зрения, микроскопы  и телескопы, для изучения молекул и звезд. И это не единственное применение стекла. Использование  стекла сегодня широко и разнообразно!

Как изготовить стекло? Технология производства стекла. Изделия из стекла

Рассмотреть себя в витрине магазина, умыться и глянуть утром в зеркало, понаблюдать за диковинным перемешиванием кофе с молоком сквозь прозрачные стенки чашки — привычные занятия. И никто не задумывается о том, какой путь делает стекло, чтобы стать неотъемлемым атрибутом быта современного человека. Все начинается со смешивания необычных ингредиентов.

Технология производства стекла начинается с подготовки и смешивания составных частей. От степени подготовки ингредиентов зависит качество стеклянных изделий.

Сырье

Наиболее распространено силикатное стекло. Название происходит от названия химического элемента оксида силициума — SiO2. Кварцевый песок — представитель данного вещества в природе.

Сульфат натрия, известняк, сода — вот из чего делают стекло. В состав добавляют немного стеклобоя.

Сортировка основы для стекла

Перед тем как изготовить стекло, песок просеивают и сортируют. Сырье худшего качества пускают на производство оконного стекла, лучшее — на изготовление посуды, украшений, оптических линз и художественных изделий. Сказывается разница в размере крупинок и химическом составе: чем мельче песок, тем шире сфера его применения. Если преобладают крупные песчинки, то такой песок — основное сырье для оконного стекла.

Начальная сортировка

Отсортированный песок транспортируют в цеха для дальнейшей обработки. Кварцевое сырье помещают в барабаны, стенки которых состоят из тончайшей пленки. Когда барабаны вращаются, песок омывается чистой водой без моющих средств. Пленка пропускает воду. Содержимое выбрасывается на конвейер, который протрясает содержимое, отсеивая крупные камешки.

Сортировка от металлов

Далее следует этап тонкой фильтрации для очищения песка от включений металлов. Попадание последних изменит химический состав стекла. Для этого используют спиралевидные вертикальные желоба. Под воздействием центробежной силы тяжелые металлические частички прижимаются к внутренне части желоба, более легкий песок по внешнему краю промывается и идет дальше.

Сушка

Влажное сырье подвергается сушке. Кварцевый песок подается на круглый вращающийся конвейер. Снизу он продувается горячим воздухом. Высушенное сырье подается к месту дальнейшей обработки.

Плавление

К песку добавляются остальные составные элементы. Все засыпается в плавильную печь. При температуре в 1600 градусов все переплавляется и перемешивается специальной лопаткой, которая постоянно охлаждается прохладной водой.

Охлаждение и выравнивание стеклянной поверхности

Полученная смесь выливается в ванны, наполненные расплавленным оловом. Плотность последнего меньше плотности горячего стекла, поэтому оно ровно растекается по ванне. При этом охлаждается до температуры в 600 градусов, ведь температура олова ниже температуры жидкого стекла. Крупный ролик вытягивает мягкое стекло и проталкивает дальше.

Нарезание

Полученный «бесконечный» стеклянный лист надрезается алмазом. Режущее устройство двигается по траектории под углом. Лист подается постоянно двигающимися валиками. Алмаз «улавливает» движения, подстраивается и надрезает ровные листы. Далее один из валиков приподнимается и стекло рассоединяется по линии отреза.

Перемещения стекла

Полученные листы перемещают при помощи роботов, которые имеют вакуумные насадки. Они захватывают стекло и переносят на указанное человеком с помощью пульта место.

Мы рассказали об основных этапах и технологии производства стекла прозрачного. Его чаще используют, чем цветное.

Цветное стекло

Для создания оригинальных витражей необходимы хрупкие стеклянные листы разных цветов. Перед тем как сделать цветное стекло, нужно выбрать желаемый цвет. В измельченное сырье добавляется химический элемент, который окрасит прозрачное стекло. Оранжевый цвет получится, если добавить сульфит кадмия и цинковые белила. Для создания красного оттенка — селен. От количества добавляемого вещества зависит цвет и интенсивность окрашивания.

Оборудование для изготовления

Процесс производства стекла, конечно, длительный, но в настоящее время большинство операций автоматизированы. Оборудование разнообразное и дорогостоящее.

Основное оборудование стекольных заводов:

  • транспортные средства для перевозки песка из карьеров к конвейерам;
  • конвейерные ленты для перемещения сырья к местам сортировки;
  • барабаны для мытья песка;
  • сортировочные устройства;
  • фильтрующие установки;
  • установки для смешивания компонентов;
  • стеклоплавильные печи;
  • ванны для выравнивания или устройства для вытягивания листов стекла;
  • укомплектованные роликами конвейеры для передвижения стекла по цеху;
  • автоматизированный прибор с алмазом для разрезания листов;
  • пневматические захватывающие устройства.

Стекло в домашних условиях

Народные умельцы могут изготовить стекло даже дома. Для начала нужно просчитать пропорции компонентов. Изучив, из чего делают стекло, в состав будущей стеклянной смеси включают: песок, соду, известь, стекло битое.

Порядок изготовления стекла дома:

  1. Подготовка основных компонентов. Необходимо 180 грамм пищевой соды нагреть на огне до испарения влаги. Прогреть 400 грамм просеянного промытого песка на огне, просушить. Измельчить 80 грамм извести. Засыпать в одну посуду. Добавить 10 грамм борной кислоты и две столовой соли пищевой.
  2. Чтобы самому изготовить стекло, следует подготовить емкость. Металлическую посуду для сохранения целостности в сильном огне желательно обмазать смесью из жидкого стекла и глины в несколько слоев. Для этого несколько ложек глины для лепки перемешать с водой до жидкого состояния. Затем добавить одну-две ложки жидкого стекла. С помощью кисточки покрыть посуду.
  3. Прокалить обмазанный сосуд на газе. Его поверхность покроется выпуклыми «пупырышками».
  4. Подготовить стеклянный бой: разбитую посуду просеять. Три столовые ложки мелких стеклянных частичек засыпать в посуду для варки. Добавить остальное сырье.
  5. Полученную шихту поставить в огонь. Поддувать можно с помощью горна. Через три–четыре часа смесь расплавится до жидкой консистенции стекла.

Стандарты качества

Видов стекла огромное множество. Для определения качества каждого вида созданы государственные стандарты, в котором описаны свойства и качественные характеристики.

Существуют ГОСТы для стекла кварцевого, листового, медицинского, многослойного, моллированного, неорганического, оптического и прочих разновидностей. В них описаны технологии производства, марки, методы определения качества, классификации.

Марки стекла

Крупные производственные компании занимаются выпуском листовых видов стекла широкого перечня. Это связано с популярным остеклением крупных офисных и торговых зданий в крупнейших городах. Поэтому производственники часто используют № 111-90 ГОСТ «Стекло листовое. Технические условия».

По назначению стекло подразделяют на такие марки:

  • М1 — зеркальное улучшенное. Толщина изделий не более 6 мм и не менее 2 мм. Предназначено для ветровых стекол автомашин, зеркал качественных.
  • М2 — зеркальное. Используют для производства зеркал, стекол в общественном транспорте.
  • М3 — полированное техническое. Производят декоративные элементы мебели, зеркала.
  • М4 — полированное оконное. Служит для качественного остекления конструкций светопрозрачных, безопасных стекол транспортных средств.
  • М5 — неполированное оконное улучшенное. Используется для стекол сельскохозяйственного транспорта.
  • М6 — неполированное оконное. Служит для создания светопрозрачных конструкций.
  • М7 — полированное витринное. Толщина составляет от 6,5 мм до 12 мм. Используют при оформлении витрин, витражей.
  • М8 — неполированное витринное. Из него изготавливают витрины, фонари.

Классификация стеклянных изделий

Вокруг человека полно предметов из стекла или с его включениями. Обобщить их можно по назначению использования.

Основные группы изделий из стекла:

  1. Бытовые изделия. Которые в свою очередь подразделяют на хозяйственные, художественно-декоративные, кухонную посуду. Хозяйственные изделия служат для консервирования и хранения продуктов питания. Художественно-декоративные — обладают высокими эстетическими свойствами и служат для украшения интерьера. Кухонная утварь изготавливается из боросиликатного или ситаллового стекла, обладающего огнеупорными свойствами. Поэтому ассортимент представлен жаровнями, кастрюлями, утятницами.
  2. Строительное — стекло, используемое в строительстве. Производство включает в себя стекло для окон, витрин, витражи, стеклопакеты, стеклоблоки, прочие строительные изделия.
  3. Техническое — стекло, имеющее узкую специализацию. Включает в себя медицинское оптическое, лабораторную посуду, транспортное, используемое в электрике, детали для автомашин.

Применение стекла

Используется стеклянная продукция во многих сферах человеческой деятельности. В некоторых важна его твердость, в других — прозрачность, качество ценится везде одинаково.

Направления применения стекла:

  1. Оптика. Первоочередное значение придается прозрачности будущих оптических элементов. Используется в научной, военной, аэрокосмической деятельности и для выпуска потребительской оптики.
  2. Прозрачное стекло. Активно применяют в строительстве для возведения световых конструкций.
  3. Цветное стекло — основа при создании витражей, прочих мозаик.
  4. Художественное стекло. Данный вид используют для создания оригинальных украшений, элементов интерьера.
  5. Стеклоэмаль. Это прочный материал с высокой устойчивостью к истиранию. Активно используется для покрытия керамической плитки, ванн, сантехники из фаянса, гальванических ванн.
  6. Стеклоткань, стекловолокно. Из них производят стекловату, стеклотекстолит и другие материалы.
  7. Оптическое волокно. Оно служит для изготовления особых нитей для проведения связи, интернета, телевизионных сетей.
  8. Фотохромное стекло. Для защиты от света используется данный вид стекла. Применяют при производстве солнцезащитных очков, для затемнения окон в общественном транспорте.
  9. Диэлектрическое стекло — активно используется для производства изоляторов в электротехнической промышленности.

Места производства стекла

Во многих странах бывшего СССР сохранились стекольные производства. Это обусловлено доступностью сырья и относительной простотой производства.

Стекольное производство в России представлено следующими компаниями:

ООО «БСЗ» – Боярский стекольный завод, крупнейший производитель. Выпускает закаленное, тонированное стекло и триплекс. Продукция используется в автомобильно-строительной промышленности: для ветровых стекол, боковых стекол в автомашинах. Расположен в городе Бор, Нижегородской области.

ОАО «Салаватстекло» выпускает листовое стекло для производства торгового оборудования, мебельной и транспортной промышленности. Предприятие производит стеклянные бутылки. Производство размещено в Республике Башкортостан, городе Салавате.

ОАО «Саратовстройстекло» выпускает стеклянные листы современным флот-способом. Предприятие изготавливает стекло марок М1, М4 и М7. Продукцию Саратовского стекольного завода использовали при строительстве Кремлевского дворца съездов, гостиницы «Россия» и ряде других.

ООО «Пилкингтон Гласс» — британский производитель стекольной продукции на территории Московской области. Изготавливает специализированную линию солнцезащитного стекла, которая широко применяется для остекления зданий. Продукция обладает высокими шумоизоляционными свойствами, поэтому используется при остеклении зданий рядом с автомобильными дорогами и железнодорожными ветками.

ООО «Гардиан Стекло Рязань» — предприятие России, в производстве которого применяются последние технологии и оборудование. Компания изготавливает стекловолоконную теплоизоляцию, солнцезащитное и мультифункциональное, энергосберегающее стекло. Работает линия производства зеркал с окрашенной поверхностью.

ОАО «Востек» — производственный комплекс, который занимается выпуском листов стекла для использования в производстве окон и остекления теплиц. Акционерное общество производит багетное, матированное, закаленное стекло. Занимается реставрацией католических храмов и прочих ценных построек, работает линия автоматического разрезания стекла. Продукция поставляется в Англию, Голландию, Германию. Производство находится в Городе Санкт-Петербург.

ЗАО «Символ» – московское предприятие изготавливает листовое стекло для автомобильной промышленности, предлагает широкий выбор ударостойкого многослойного стекла.

Можно изготовить стекло как на крупном промышленном производстве, так и дома. Основным действующим веществом является мелкий кварцевый песок. Самый главный вид оборудования — плавильная печь, процессы в которой полностью автоматизированы. Человек почти без усилий получает материал широкого спектра применения - от производства стеклопакетов до получения нитей оптоволокна.

Стекло. Виды и применение. Свойства и производство. Особенности

Стекло – группа материалов имеющих различную химическую структуру, общим показателем для которых является свойство переходить при охлаждении из жидкого состояния в твердое без образования кристаллической решетки.

Технология производства

Существует много разновидностей стекла, технология производства которых отличается. В общем ее можно описать как варку. Материал в зависимости от применяемого сырья расплавляется и выдерживается при температуре 1200-1600°С на протяжении  от 12 до 96 ч. За этот период времени используемая сырьевая масса поддается химическим изменениям. В материале происходит множество химических реакций, в конце которых он приобретает свойства стекла.

Сформированная при варке масса в горячем состоянии является жидкой. В вязком состоянии она используется для формирования различных изделий, которые при застывании становятся твердыми.

Стекло варится в шамотных горшках вместимостью до 1,5 тонны. В одну печь помещают от нескольких до 10-20 горшков. Также на некоторых производствах применяются ванные печи, которые работают в режиме непрерывной варки стекла до 5 лет, после чего меняются или поддаются ремонту.

Стекольная масса нуждается в соблюдении строгого температурного режима при остывании. Если изделие остынет быстрее допустимой скорости, то оно треснет. В связи с этим на производстве этому уделяется особое внимание.

Свойства стекла
Материал сочетает в себе ценные качества, такие как:
  • Прозрачность.
  • Твердость.
  • Низкий коэффициент температурного расширения.
  • Малая теплопроводность.
  • Термостойкость.
  • Высокая твердость.

При всех достоинствах, у стекла имеется и недостаток – хрупкость. В отличие от металлов и прочих материалов при механическом воздействии оно не деформируется, а разлетается на осколки. Осколки могут иметь острые кромки, что несет опасность.

Материал имеет достаточно большую массу. По этому показателю он практически приравнивается ко многим видам металлов. При этом зачастую стекла гораздо тверже, и могут поцарапаться только алмазным инструментом или изделиями с твердыми напайками.

Виды стекла по сырьевому составу
Для изготовления стекла может использоваться различное сырье. От него зависят свойства и внешний вид материала. Различают следующие разновидности стекла:
  • Кварцевое.
  • Натриево-силикатное.
  • Известковое.
  • Свинцовое.
  • Боросиликатное.

Существуют и другие разновидности стекол, которые однако не нашли промышленной популярности. Они больше подходят для узкоспециализированных задач. К примеру, такой редкой разновидностью является урановое стекло, которое раньше использовалось для изготовления ваз, чаш и прочей посуды.

Кварцевое стекло

Материал является самым простым в плане сложности химического состава. По сути это просто сваренный кварцевый песок. Хотя изделие и простое в плане состава, но сложное в изготовлении. Это связано с высокой температурой плавки песка. С расплавленной кварцевой массой сложно работать, формируя необходимые изделия, что делает материал не распространенным.

В частности из него делают химические стаканы, колбы для ртутных ламп. Для менее ответственных изделий его применение нерационально. Важным качеством кварцевого стекла является высокая температурная устойчивость. Оно не меняет свою форму при нагреве до температуры +1000°С.  Материал хорошо переносит резкие перепады температуры. При неравномерном сильном разогреве или охлаждении поверхности он может давать трещины.

Натриево-силикатные

Материал получается в результате совместной варки оксида кремния и оксида натрия. Последний компонент это обычная сода, которая действует как флюс. Плавка и варка стекла выполняется при температуре +900°С.  Главная особенность таких стекол в том, что они растворяются в воде. Однако, несмотря на это они получили широкое распространение в промышленности.

Известковые

Это стекло является практически натриево-силикатным, в которое добавлена известь. Включение последнего компонента делает материал устойчивым к растворению в воде. Именно этот тип стекла широко использовали в древности благодаря сравнительной легкости его производства.

Известковые стека производят и в наше время, но немного по усовершенствованной технологии. В него добавляют оксид алюминия, оксид магния и прочие компоненты, позволяющие повысить качество готового изделия. Зачастую оконные стекла сделаны именно из этого материала, как и большинство зеркал. Массовая доля всего производимого в мире стекла является известковым.

Свинцовые

Несмотря на название, в состав этого стекла помимо свинца также включены сода, кремнезем и еще несколько оксидов. Этот материал является очень эффективным электрическим изолятором. Благодаря этому его используют при изготовлении микросхем, изоляторов для конденсаторов.

Эта разновидность стекла отличается повышенным блеском. Подавляющее число так называемых хрустальных изделий являются свинцовыми стеклами. Это дорогой материал с высокими декоративными качествами.

Боросиликатные

В став боросиликатного стекла включен оксид бора. За счет этого материал отличается высокой устойчивостью к температурному воздействию как минимум в 2 раза выше, чем у обычных видов стекла. Его часто называют пирекс. Это его торговое название, которое было присвоено производителем, разработавшим его рецептуру. Высокая стойкость материала к термоудару делают боросиликатное стекло популярным при производстве посуды. Из него делают тарелки, кастрюли, чашки и т.д.

Виды стекол применяемых в остеклении
Помимо различия по сырью, также осуществляется классификация стекла на виды и по другим критериям. Они бывают:
  • Ламинированные.
  • Закаленные.
  • Армированные.
  • Энергосберегающие.
  • Солнцезащитные.
  • окрашенные в массе.
  • Окрашенные.
Ламинированные

Ламинированное стекло также называют триплекс. Это листовой материал, состоящий из нескольких слоев обычного стекла, между которыми располагается пленка или полимер. Наличие последних делает материал более крепким и безопасным. При разбивании он не разлетается на мелкие осколки. В связи с этим его используют для изготовления лобовых стекол для автомобилей.

В целом материал имеет массу достоинств. Его сложнее разбить, он лучше останавливает ультрафиолет. За счет пленки при взгляде на него с внешней стороны создается эффект поляризации, снижающий просматривание.

Закаленные

Эти стекла поддаются термической или химической обработки. За счет этого они становятся более крепкими и твердыми. Их очень сложно разбить или поцарапать. Их используют для изготовления триплекса, стеклопакетов для окон. В случае разбивания, что бывает редко, закаленное стекло разлетается на мелкие не острые безопасные осколки.

Армированные

Эти стекла содержат внутри металлическую сетку. Она выступает в качестве армирующего слоя. За счет нее обеспечивается высокая ударопрочность. В случае разбивания осколки стекла удерживаются на сетке. Это позволяет ему по-прежнему выполнять свою функцию, хотя и менее эффективно.

Стекло считается эффективным для удержания распространения огня и дыма. Его часто используют для остекления хозяйственных построек, СТО, гаражей, автомоек. За счет сетки внутри окна разбиваются с меньшей вероятностью, чем обычные стекла. Армированное изделие хорошо пропускает свет, но искажает изображение. По этой причине оно совершенно непригодно для установки в окна домов, административных и офисных зданий.

Энергосберегающие

Это низкоэмиссионные виды стекла. Они наделены весьма важным качеством – отражают обратно тепловые лучи при воздействии с одной стороны. Их применяют для сборки стеклопакетов для окон. За счет них тепло помещения при попадании на остекление не проходит наружу. При этом свет и тепло от солнечных лучей проникают внутрь помещения без проблем.

Эффект энергосбережения может достигаться напылением на стекла специального состава или путем приклеивания пленки. Нужно отметить, что энергосберегающее остекление может дополнительно работать и в обратную сторону, препятствовать проникать солнечного тепла внутрь помещения.

Солнцезащитное

Изделие этого типа работает на отражение солнечного тепла. Оно используется для изготовления стеклопакетов. Оно размещается отражающей стороной на улицу, за счет чего внешнее тепло не проникает в помещение. Стоимость такого стекла может существенно отличаться. Самые дорогие способны отражать солнечное тепло, при этом пропускать внутрь практически весь свет. За счет этого в помещение поступает нормальное дневное освещение.

Окрашенные в массе

Такое стекло является менее прозрачным. За счет этого оно поглощает часть света и тепла. Чаще всего при его изготовлении используются цветные пигменты: зеленые, коричневые, бронзовые, серые.

За счет поглощения тепла поверхность стекла сильно разогревается. Установлено, что у стекол с поглощением света на 50% температура поверхности днем может дойти до +90°С. Касание к ним в такие моменты вызывает ожог на коже. Использование таких стекол на окнах также нежелательно и по причине пагубного влияния на человека. Тусклый свет через такое окно приводит к нарушению ориентированию во времени, порчи зрения.

Окрашенные

Такие стекла изначально являются прозрачными. Для снижения пропускной способности они могут окрашиваться с одной из сторон. Как следствие сквозь них может проникать меньше света. Кроме этого отдельные виды красок дают возможность сохранить отличную прозрачность с одной стороны и зеркальный эффект с другой.

Похожие темы:

Как делают стекло? | Вечные вопросы | Вопрос-Ответ

Основу стекла составляет один из самых распространённых материалов: кварцевый песок. Его подвергают специальной обработке, нагревая до критических температур. При этом отдельные частички песка сплавляются между собой. Затем следует быстрое охлаждение получившейся массы, в ходе которого песчинки просто не успевают вернуться в первоначальное состояние.

Процесс изготовления стекла состоит из нескольких этапов:

1. Песок плавят до жидкого состояния в специальной печи. Кварцевый песок плавится при температуре 2300 градусов Цельсия. Добавление карбоната натрия (соды) снижает необходимую для стеклообразования температуру до 1500 градусов Цельсия. Однако сода вызывает разъедание стекла водой. Поэтому, чтобы нейтрализовать это явление, в стекло дополнительно вводят оксид кальция (известь).

2. В зависимости от назначения стекла в эту смесь добавляют другие химические вещества. Наиболее распространённая добавка для декоративных стекол — это оксид свинца, который обеспечивает блеск, а также низкую твёрдость, облегчающую резку. Чтобы сделать стекло более стойким, в него вводят оксиды магния или алюминия.

3. Чтобы придать стеклу нужный оттенок, в расплавленную массу добавляют оксиды различных металлов. Например, с помощью оксида железа его делают красным, оксида никеля — фиолетовым или коричневым, оксида урана — жёлтым. Медь или хром придают ему зелёный цвет разных оттенков.

4. Из расплавленной массы песка, соды, извести и других компонентов удаляют газовые пузырьки. Это подразумевает размешивание стекла до равномерной густоты и добавление таких веществ, как сульфат или хлорид натрия, оксид сурьмы.

5. Расплавленному стеклу придают форму. Это можно осуществлять одним из следующих способов:

  • Стекло выливают в ванну с расплавленным оловом, используемым в качестве субстрата, и продувают сжатым азотом для формования и полировки. Именно так производят листовое стекло с 1950-х годов.
  • Расплавленную массу выливают в форму и дают стеклу остыть. Этот метод использовался египтянами, именно так создаётся большинство оптических линз.
  • Стекло собирают на конце полой трубы, а затем выдувают его, поворачивая эту трубу. Стекло формуется благодаря продуваемому воздуху, силе тяжести, действующей на его расплав, и любым инструментам, которые использует стеклодув. Так изготавливают вазы, стаканы, ёлочные игрушки и другие объёмные предметы.

6. Стеклу дают остыть, после чего его вновь подвергают тепловой обработке. Делается это, чтобы стекло стало более прочным . Этот процесс называется отжигом, при нём удаляются все точечные источники напряжений, которые могут образовываться в процессе охлаждения стекла.

7. На завершающем этапе на стекло наносят различные покрытия, ламинируют или обрабатывают его каким-либо другим способом для повышения прочности и стойкости. Листовое стекло режут на стандартные листы.

Смотрите также:

из песка, своими руками в домашних условиях, температура плавления стекла

Современную жизнь невозможно представить без стекла, ведь оно присутствует во многих предметах первой необходимости. Лабораторное оборудование, часы, фотоаппараты и камеры, лампы накаливания, посуда, предметы интерьера – все это и многое другое изготавливают из стекла или с его применением.

Сделать стекло сейчас возможно даже в домашних условиях.

Если вы еще не знаете, как делают стекло из песка, то мы расскажем о том, как проходит процесс производства в промышленных масштабах и в домашних условиях.

Принципиальные моменты процесса одинаковы вне зависимости от характеристик сырья.

Как делают стекло из песка

Скорее всего, вы знаете, что для изготовления стекла необходим песок, и действительно, он является самым главным ингредиентом. Чтобы стеклянное изделие получилось прозрачным, применяют кварцевый песок без примесей металлов, которые придают материалу цветные оттенки.

Чтобы изготовить стекло понадобится кремнистый песок, который иначе называют кварцевым.

Так как у кварцевого песка температура плавления 2300⁰С, то необходимы компоненты, которые помогут снизить ее, чтобы сделать процесс изготовления проще и доступнее. Таким ингредиентом стал карбонат натрия или обыкновенная кальцинированная сода, благодаря которой температуру плавки удалось понизить практически вдвое.

Сода (карбонат натрия) понижает температуру, необходимую для производства стеклянного полотна.

Из-за соды стекло получается водопроницаемым, что делает его непрактичным в быту и на производстве. Чтобы придать материалу прочности в сплав добавляют оксид кальция или известь. Дополнительно в составе могут присутствовать оксиды магния или алюминия для максимальной устойчивости к физическим и химическим факторам.

Для производства тонкого декоративного стекла, например, хрусталя в качестве добавки используют оксид свинца, которые придает изделиям блеск и хрупкость. В линзах очков обычно присутствует оксид лантана из-за способности преломлять лучи света.

Наиболее применяемой добавкой в производстве декоративного стекла выступает оксид свинца, придающий блеск.

Сапфировое стекло для очков изготавливают с добавлением оксида алюминия благодаря чему оно обретает максимальную твердость и устойчивость к физическим повреждениям. Чтобы изготовить цветное стекло, в сплав добавляют оксид железа для получения красного цвета, никель для коричневого и фиолетового оттенка, медь и хром для зеленого, кобальт для синего и другие металлы.

На производстве стекло изготавливают в несколько этапов: на первом ключевые компоненты плавят вместе в печи до получения однородного сплава, затем отправляют в емкость из олова, которое не смешивается со стеклом, сохраняя его однородность. Уже на этом этапе стекло постепенно охлаждается, становится гладким и тонким.

Для получения однородной массы надо удалить пузырьки – чтобы получить такой эффект стекловары делают постоянные помешивания, пока расплавленная стекольная масса не загустеет.

Полностью остывает сплав при движении по конвейеру, длина которого может достигать 100 м, это необходимо для предотвращения образования избыточного давления внутри сплава, что может привести к будущему браку. После конвейера стекло подвергается дальнейшей обработке для создания различных изделий.

Различаются стекла лишь составляющим материалом, которое используется для изготовления. А вот сам процесс практически одинаковый.

Как сделать стекло в домашних условиях своими руками

Чтобы изготовить стекло дома, понадобится специальная печь, обеспечивающая нагрев до высоких температур. В домашних условиях используют муфельную, электрическую или горшковую печку, а также жаровню на древесном угле.

Специальные стекла можно плавить в электрической, горшковой или муфельной печи.

Второй вариант более простой, но небезопасный, так как во время нагрева до гипермаксимальных температур гриль может сам расплавиться. Мы расскажем, как варить стекло в специальной печи.

  1. Подготовьте огнеупорный тигель (плавильный горшок).
  2. Всыпьте в тигель песок, соду и известь, причем примеси должны занимать не более 30% в составе.
  3. Поставьте тигель в печь и расплавьте состав при максимально высокой температуре (1500-1700⁰С).
  4. После того, как компоненты расплавятся, разлейте жидкий сплав по формам для отливки.
  5. Последний этап – обжиг в печи, охлажденной до 400-600⁰С. Так стеклянное изделие сделается твердым и прочным.
Тигель должен выдерживать исключительно высокую температуру, которая достигается в печи.

Вот так можно приготовить стекло дома, если у вас есть специальное оборудование.

Важно! При работе соблюдайте технику безопасности: используйте сварочную маску, термостойкие рукавицы, не подходите близко к печи.

Как расплавить стекло в домашних условиях

Если вы хотите не сварить, а растопить стеклянное изделие, то без специального оборудования тоже не обойтись, ведь стекло не относится к легкоплавким материалам.

Тигель должен быть таким, чтобы захват его металлическими щипцами и прутьями не составлял затруднений.

Существует два способа плавки: литье и моллирование. В первом случае жидким стекольным сплавом заполняются специальные формы, а во втором случае состав плавится до густого, тягучего состояния, и с ним работают стеклодувы, придавая массе разнообразные формы.

Чтобы расплавлять бутылки и другие изделия дома, вам понадобится печь специальной конструкции.

Температура плавления стекла

Точная температура плавления зависит от наличия примесей в составе. Обыкновенное прозрачное стекло плавится при 700-750⁰С, посудное – при 1200-1400⁰С, а кварцевое – 1650⁰С. В промышленном производстве поддерживают в печах поддерживают температуру 1600⁰С.

Кварц и песок без примесей переходят в стеклообразное состояние при температуре 2300 градусов Цельсия.

Использование печи для плавки стекла

Если вас интересует, как расплавить стекло в домашних условиях, то пригодится профессиональное оборудование, а именно – муфельная печь, чья конструкция обеспечивает, нагрев до максимально высоких температур. Сегодня существуют муфельные печи, способные нагреваться до 2000⁰С. Применяя такие конструкции дома, вы легко сможете изготовить украшения или другие изделия из стекла, переплавляя бутылки или другую стеклянную тару в совершенно новые изделие.

Муфельная печь поможет производить стекло в домашних условиях.

Используйте формы для литья, но на них необходимо нанести специальный состав, чтобы стекло легко отделилось. Установите форму таким образом, чтобы состав не смог стечь за ее границы. Расположите изделия в печи так, чтобы при плавке, они стекали прямо в формы. Нагревайте печь постепенно, чтобы форма выдержала. После окончания процесса литья, понизьте температуру до 500⁰С и оставьте в печи для отжига.

Важно! Не подпускайте к оборудованию ребенка, так как это грозит опасностью для жизни.

Теперь вы знаете, что изготовить и расплавить стекло можно даже в домашних условиях, если в распоряжении есть сырье и специальное оборудование. Главное – соблюдайте технику безопасности при работе с высокими температурами и внимательно читайте инструкцию к эксплуатации муфельной печи, так вы обезопасите здоровье во время экспериментов со стеклом в домашних условиях.

ВИДЕО: Как сварить стекло в домашних условиях.

50 вариантов изделий из стекла в домашних условиях:

Что такое стекло? | Как делают стекло?

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 31 декабря 2019 г.

Теперь вы это видите, а теперь нет. Стекло немного загадки. Достаточно сложно защитить нас, но он разбивается невероятная легкость. Он сделан из непрозрачного песка, но полностью прозрачный. И, что, пожалуй, самое удивительное, он ведет себя как твердый материал ... но это также замаскированная странная жидкость! Вы можете найти стекло, куда бы вы ни посмотрели: большинство комнат в вашем доме будет иметь стеклянное окно и, если не это, возможно, стеклянное зеркало... или стеклянная лампочка. Стекло - одно из старейших и самых универсальные материалы, созданные человеком. Давайте узнаем об этом больше.

Фото: Стеклянная загадка: Как нечто прозрачное для света кажется цветным? Цвета в этом стакане на самом деле нет! Стеклянные линзы преломляют (отклоняют) световые лучи с разной длиной волны на разную величину, вызывая появление спектральных цветов. Это крупный план линзы Френеля с маяка.

Что такое стекло?

На фото: Витражи изготавливают путем добавления солей металлов, таких как железо, марганец, хром и олово к ингредиентам расплавленного стекла, чтобы придать ему разнообразные привлекательные цвета.Этот витраж, разработанный художником Эдвардом Бёрн-Джонсом, находится в соборе Святого Филиппа в Бирмингеме, Англия.

Вы не поверите, но стекло сделано из жидкого песка. Вы можете сделать стекло, нагревая обычный песок (который в основном состоит из кремния диоксид), пока он не расплавится и не превратится в жидкость. Вы не найдете этого происходит на вашем местном пляже: песок тает на невероятно высокой температура 1700 ° C (3090 ° F).

Когда расплавленный песок остывает, он не превращается обратно в песчаный желтый материал, с которого вы начали: он проходит полный трансформация и приобретает совершенно иную внутреннюю структуру.Но это сколько бы вы ни охлаждали песок, он никогда не перестанет твердый. Вместо этого он становится своего рода замороженной жидкостью или какими материалами ученые называют его аморфным твердым телом. Это как крест между твердым телом и жидкостью с некоторым кристаллическим порядком твердое тело и некоторая молекулярная хаотичность жидкости.

Стекло - такой популярный материал в наших домах. потому что он обладает множеством действительно полезных свойств. Помимо будучи прозрачным, его изготовить недорого, легко придать форму, когда он расплавленный, достаточно устойчивый к нагреванию в застывшем состоянии, химически инертный (чтобы стеклянная банка не вступала в реакцию с предметами, которые вы в нее кладете), и его можно перерабатывать любое количество раз.

Как делают стекло?

Художественное произведение: Производство стекла упрощено: смешать и нагреть песок и переработанное стекло с карбонатом кальция и карбонат натрия.

Когда американские ученые испытали прототип атомной бомбы в пустыне Нью-Мексико в 1945 году взрыв превратился песок в непосредственной близости от удара в стекло. К счастью, есть более простые и менее экстремальные способы изготовления стекла, но все им нужно огромное количество тепла.

На стекольном заводе, песок смешивается с отработанным стеклом (из сборников вторсырья), кальцинированной содой (карбонат натрия) и известняк (карбонат кальция) и нагревают в печь.Сода снижает температуру плавления песка, что помогает экономия энергии при изготовлении, но имеет досадный недостаток: из него получается стекло, которое растворяется в воде! В известняк добавлен, чтобы предотвратить это. Конечный продукт - натриево-известково-кремнеземное стекло. Это обычное стекло, которое мы можно видеть все вокруг нас.

Фото: боросиликатное стекло, такое как этот кувшин из PYREX® (задняя часть), выдерживает резкие перепады температур, в отличие от обычного стекла (переднее), которое разбивается.Обычная стеклянная банка спереди немного тоньше и значительно легче. Вы также можете увидеть, очень ясно, что боросиликатное стекло имеет слегка голубоватый цвет (как и оксид бора, из которого оно сделано).

После того, как песок растоплен, его либо высыпают в формы для изготовления бутылок, стаканов и других емкостей, или "плавающие" (выливается в большую емкость с расплавленным оловом), чтобы получился идеально ровный листы стекла для окон. До сих пор иногда изготавливают необычную стеклянную тару "взорвав" их.Заворачивается «комок» расплавленного стекла вокруг открытой трубы, которая медленно вращается. Воздух продувается открытый конец трубы, в результате чего стекло взорвалось, как воздушный шар. С умелым выдуванием и точением можно получить самые разные удивительные формы. сделал.

Производители стекла используют несколько иной процесс в зависимости от типа стекла, которое они хотят сделать. Обычно другие химикаты добавляются для изменения внешнего вида или свойств готовое стекло. Например, химические вещества на основе железа и хрома добавлен в расплавленный песок, чтобы стекло стало зеленоватым.Боросиликатное стекло, пригодное для запекания (широко продается под товарный знак PYREX®) является производится путем добавления оксида бора к расплавленной смеси. Добавление оксида свинца делает прекрасное хрустальное стекло, которое легче разрезать; высоко ценится ограненный свинцовый кристалл сверкает цветом, преломляя (изгибая) свет проходя через это. Некоторые специальные виды стекла производятся разный производственный процесс. Пуленепробиваемый Стекло изготовлено из многослойного или ламината, состоящего из нескольких слоев стекла и пластика. все вместе. Закаленное стекло, используемое в лобовых стеклах автомобилей, производится путем охлаждения расплавленного металла. стекло очень быстро, чтобы сделать его намного труднее.Витражное (цветное) стекло изготавливается путем добавления металлических соединений в стекло, пока оно расплавлено; разные металлы придают отдельным сегментам стекла разные цвета.

Стекло - твердое тело ... или жидкость?

Изображение: Вверху: В обычном кристаллическом твердом теле атомы расположены в аккуратный и предсказуемый способ. Внизу: в аморфном твердом теле, таком как стекло, расположение гораздо более случайное.

Это очень интересный вопрос.

Ответ - и то, и другое - и ни то ни другое! Существуют самые разные мнения о том, как относиться к таким материалам, как стекло, которые кажутся немного похожими на жидкости в некоторых отношениях и немного похожи на твердые тела в других.

В школах и из книг мы часто узнаем, что твердые тела фиксированная структура атомов.

На самом деле, существуют разные виды твердых тел, которые имеют очень различные структуры и не все, что мы называем "твердым", ведет себя точно так же. Представьте себе кусок железа и кусок резины. Совершенно очевидно, что они оба твердые тела, и все же резина сильно отличается от железа. Внутри каучука и железа есть свои атомы (в в случае железа) и молекул (в случае резины), расположенных в совершенно разными способами.Железо имеет правильную или кристаллическую структуру. (как карабин с атомами по углам), а резина - это полимер (состоящий из длинных цепочек молекул слабо связаны между собой). Или подумайте о воде. Как вы, возможно, обнаружили, вода - это почти уникальное твердое вещество, потому что она расширяется, когда он зависает. Короче не все подходит аккуратно в наши представления о твердом, жидком и газовом, а не обо всех твердых телах, жидкости и газы ведут себя красиво, аккуратно и легко объяснимо. В исключения - это то, что делает науку действительно интересной!

Аморфные твердые вещества

Вернемся к стеклу.Вглядеться в микроскоп внутри стекла, и вы найдете молекулы, из которых он сделан расположены в неправильном порядке. Вот почему стекло иногда называется аморфным твердым телом (твердое тело без регулярного кристаллическая структура, которая была бы похожа на металл). Ты можешь также см. стекло, описываемое как «замороженная переохлажденная жидкость». Это еще один способ сказать «стекло - это жидкость, которая никогда не застывала». загадочное утверждение, которое иногда можно встретить в научных книгах. Мы могли бы скажем, стекло немного похоже на жидкость и немного похоже на твердое тело.Он имеет внутренняя структура, которая находится где-то между структурой жидкости и твердое тело, с некоторым порядком твердого тела и некоторые из хаотичность жидкости.

Стекло - не единственное твердое аморфное вещество. Можно сделать тип воды, называемый аморфным льдом, который можно описать как между твердым веществом (вода) и жидкостью (лед). Вы делаете это путем охлаждения воды очень быстро. Лед образуется так быстро, что не успевает собраться до его нормальной кристаллической структуры. Итак, что вы получаете, похоже на лед но в некотором роде ведет себя как жидкая вода.Другие вещества могут быть превращены в аморфные твердые тела. Солнечные элементы часто делают из так называемый аморфный кремний.

Для чего мы используем стекло?

Фото: Стекло можно использовать для переработки других материалы. Урановое стекло имеет необычный желто-зеленый цвет и светится в ультрафиолетовый свет. Эти кусочки стекла были изготовлены из урана, оставшегося после очистки завод Fernald по переработке урана недалеко от Цинциннати, Огайо, США. Витрификация (превращение материала в стекло) - один из способов избавиться от безопасность ядерных отходов.Изображение предоставлено Министерством энергетики США.

Glass начинает ваш день с блеска: взгляд на часы, взгляд сквозь глазурь на солнце или дождь, хмурый взгляд в зеркале, песня из душ, когда вы умываетесь теплой водой, струящейся из солнечные панели на крыше. Стаканы упаковывают стол для завтрака, который сам по себе может быть сделанным из дымчатого стекла, и есть бутылки и банки со всем формы и цвета. Готовя завтрак на кухне, вы могли бы используя стеклокерамическую варочную панель или микроволновая печь с металлическим покрытием окно, чтобы волны оставались внутри.Может ты смотришь теплые круассаны через дверцу духовки из пирекса? (А это стеклянный чайник?)

Когда вы проверяете электронную почту во время завтрака (плохая привычка), скорость передачи данных в Интернете сжимается. в ваш дом через оптические волокна, как потоки солнечного света через отражающие тепло окна, которые сохранят прохладу. Вы читаете слова через стеклянную ЖК-панель вашего ноутбука или закаленные стекло гориллы вашего смартфона, оба заряжаются солнечной энергией из фотоэлектрических панелей на крыше. Говорящие головы бормоча тебе через экран телевизора в углу.

Затем вы отправляетесь на работу или в школу в застекленной машине, автобусе, поезде (возможно, даже вертолет), согнувшись под лампами с низким энергопотреблением, покрытыми стеклом, чтобы продлить срок их службы. Если вы едете, по шоссе вы грохот может производиться из заполнителей и асфальта, в том числе переработанное стекло; даже белые полосы посередине используют крошечное стекло бусинки, чтобы они сияли в ваших фарах. Может ты заглянешь в банк или почта по дороге, улыбаясь кассиру позади ее пуленепробиваемое окно, поскольку вы быстро делаете копию ваши водительские права (которые вы по неосторожности оставляете на стеклянной пластине копировального аппарата).

Фото: Стекло приносит вовнутрь! Это замечательная часовня путников на ранчо Палос-Вердес, Калифорния, спроектированная Ллойдом Райтом (сыном Фрэнка Ллойда Райта). Фотография из коллекции калифорнийских фотографий Джона Б. Лавлейса в американском проекте Кэрол М. Хайсмит, Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.

Если это современное здание, ваш офис или школа может быть миниатюрным стеклянным собором; мы думайте о стекле как о хрупком и хрупком, но закаливайте его правильно и из него можно делать стены, полы, крыши и лестницы; магазины демонстрируют свои изделия через огромные ламинированные панели, отполированные до совершенство.

И это лишь малая часть того, что стекло делает для нас. Есть загружает больше мест, где он прячется, от лампочек в термометры и металлокерамические пломбы в зубах корпусов лодок из стеклопластика, «наждачная бумага», которую мы используем для украшения (часто стеклянная бумага), и даже тензодатчики, которые предупреждают нас, когда здания трескаются. Очистить, чистый, привлекательный, инертный, дешевый, прочный и эффективный. Какие вы могли бы хотеть большего? Стекло - один из тех волшебных материалов, которые мы абсолютно не воспринимаем как должное; везде и нигде - "невидимо прозрачно", так что мы даже не замечаем, что это есть!

.

Как делается стекло? - Производство стекла

Несмотря на то, что мы рассматриваем стекло как один из наиболее распространенных строительных материалов для изготовления различной кухонной утвари, окон, большого разнообразия декоративных небольших объекты и важная часть современных компьютерных коммуникаций, его первоначальное использование нашими ранними предками сделало его одним из самых востребованных и ценные предметы во всем мире. В те доисторические времена стекло естественной формы (вулканический обсидиан) использовалось как острое оружие, полезный инструмент, и это имело большую ценность.

Первые археологические свидетельства производства стекла происходят из районов Древнего Египта и Месопотамии. В те времена единственное стекло изделия, которые были сделаны, были созданы либо путем глазурования готовых предметов, либо бусинок, которые были случайно сформированы в других процессах обработки металла. К концу бронзового века процесс изготовления стекла превратился в более организованную профессию, когда расплавленное стекло разливали в готовые емкости. Этот процесс был медленным, ненадежным и не позволил стеклу стать обычным явлением.Перелом в истории производства стекла наступил в 1 века до нашей эры, когда сирийские и палестинские рабочие открыли искусство выдувания стекла. Это изобретение сильно изменило всю стекольную промышленность. производство, превращая его в дешевый и простой в производстве материал. Завоевание Иудеи римлянами в 63 г. до н.э. позволило этой технике изготовления стекла распространились по территории Древней Римской Империи, а со временем и по всей Европе и миру. Римляне настолько предпочитали стекло, что использовали его в производство не только для изготовления контейнеров и украшений, но и в архитектурных целях (обычно после 100 г. н.э., когда александрийские рабочие открыл секрет изготовления прозрачного стекла).

Производство стекла в наше время не сильно изменился с тех пор, как был обнаружен в древних областях Персии и Египта - песок (который состоит из кремнезема, кальцинированной соды и извести) нагревают до экстремальных температур, а затем дают остыть и принимают практически любую форму путем выдувания или заливки предварительно разработанного формы. Этот чрезвычайно простой процесс также может быть обогащен добавками, которые могут обеспечить стекло любого цвета или непрозрачности, которое только можно вообразить, улучшить качество, долговечность и другие свойства.Хотя этот процесс может показаться простым, он требует большой точности, потому что для создания идеального стекла В контейнере оконном необходимо тщательно поддерживать температуру на каждом этапе производственного цикла.

Современное производство стекла выполняется несколькими техниками:

Стеклянная тара - В котором стекло тщательно изготавливается в три различных этапа (плавление сырья, заливка или выдувание стекла в формы для тары и охлаждение последние штрихи по качеству)

Обработка флоат-стекла - В котором стекло укладывается на поверхность расплавленного металла (олова или свинца).Этот процесс используется для создания плоских окон.

Ручное выдувание стекла - Используется в основном для создания арт-объектов и нестандартной стеклянной тары.

После изготовления каждое изделие из стекла можно дополнительно обработать покрытием, термической обработкой, гравировкой или каким-либо декором.

.

Как делается стекло? - Химия для детей

Из чего сделано стекло?

Стекло изготовлено из смеси песка, извести и соды. Когда эти ингредиенты нагреваются вместе, они образуют жидкое стекло. Это жидкое стекло превращается в листы путем охлаждения и сплющивания. Для изготовления таких предметов, как вазы, мастера выдувают шар из жидкого стекла с помощью длинной трубки.

Листовое стекло, изготовленное методом прокатки:

  • Песок, известь и сода нагреваются вместе в печи для получения жидкого стекла.Ролики используются для расплющивания стекла в листы, которые сначала охлаждают, а затем разрезают.

Листовое стекло, изготовленное методом Floating:

  • Жидкое стекло из печи плавает и медленно охлаждается на поверхности жидкого олова. После того, как стакан остынет, его разрезают на кусочки.

Стекло ручной работы:

  • Вазы, украшения и другие замысловатые предметы из стекла изготавливаются стеклодувом. Стеклодув использует металлическую выдувную трубку, на конце которой находится кусок горячего стекла.Затем стеклодув придает форму мягкому стеклу.

Стекло имеет множество применений:

  • Стекла, оконные стекла, зеркала - это лишь немногие из многих вещей, которые сделаны из стекла. Стекло не только полезно, но и может красиво выглядеть. Окна из цветного стекла - это произведения искусства.

Дополнительная информация:

  • Другие ингредиенты для производства стекла могут включать оксид алюминия, оксид свинца, соляную соль и оксид цинка, которые используются для производства различных типов стекла.При производстве листового стекла также добавляются отходы стекла из предыдущей плавки, составляющие от 5 до 40 процентов смеси. Плавка происходит в гигантских печах, откуда расплавленное стекло плавится или раскатывается в листы.

Чем заняться -

  • Определите различные стеклянные предметы в вашем доме и обратите внимание, как каждый из них выглядит и ощущается по-разному.
  • Попробуйте посетить стекольный завод или узнать о стеклодуве и посмотреть, как они придают форму предметам.
  • Попробуйте посмотреть сквозь разные стеклянные предметы. Что ты видишь?

Посетите раздел «Химия для детей», где вы найдете больше таких интересных видеороликов и интерактивных статей по химии.

.

стекло | Определение, состав и факты

Стекло , твердый неорганический материал, который обычно бывает прозрачным или полупрозрачным, а также твердым, хрупким и непроницаемым для природных элементов. С древних времен из стекла делали практичные и декоративные предметы, и оно по-прежнему очень важно в таких разнородных приложениях, как строительство зданий, предметы домашнего обихода и телекоммуникации. Его получают путем охлаждения расплавленных ингредиентов, таких как кварцевый песок, с достаточной скоростью, чтобы предотвратить образование видимых кристаллов.

Британская викторина

Строительные блоки повседневных предметов

Из чего сделаны сигары? К какому материалу относится стекло? Посмотрите, из чего вы на самом деле сделаны, проанализировав вопросы в этой викторине.

Далее следует краткое описание стекла. Стекло подробно рассматривается в ряде статей.Витражи и эстетические аспекты стеклянного дизайна описаны в витражах и стеклянной посуде. Состав, свойства и промышленное производство стекла покрываются промышленным стеклом. Физические и атомные характеристики стекла рассматриваются в аморфном твердом теле.

Разновидности стекла широко различаются по химическому составу и физическим свойствам. Однако большинство разновидностей обладают определенными общими качествами. При охлаждении они проходят вязкую стадию из состояния текучести; они проявляют эффекты цвета, когда смеси стекла сплавлены с определенными оксидами металлов; в холоде они плохо проводят как электричество, так и тепло; большинство типов легко ломаются от удара или сотрясения и демонстрируют раковинный перелом; и на них лишь незначительно действуют обычные растворители, но они легко разрушаются плавиковой кислотой.

стекло; Капля принца Руперта

Капля принца Руперта - это капля стекла, образованная при быстром охлаждении расплавленного стекла в холодной воде. Капли были новинкой 1600-х годов, и сегодня они используются для демонстрации прочности закаленного стекла. Изображение, полученное с помощью поляризованных линз, показывает напряжение и потенциальную энергию, хранящуюся в стекле, в виде радуги.

© Тайлер А. Гордон

Состав коммерческого стекла

Товарные стекла можно разделить на натриево-известково-кремнеземные стекла и специальные стекла, при этом большая часть произведенного стекла относится к первому классу.Такие стекла изготавливаются из трех основных материалов: песка (диоксид кремния или SiO 2 ), известняка (карбонат кальция или CaCO 3 ) и карбоната натрия (Na 2 CO 3 ). Сам по себе плавленый диоксид кремния является отличным стеклом, но, поскольку температура плавления песка (кристаллического кремнезема) выше 1700 ° C (3092 ° F) и поскольку достижение таких высоких температур очень дорого, его использование ограничено теми, в которых его превосходные свойства - химическая инертность и способность противостоять резким перепадам температуры - настолько важны, что затраты оправданы.Тем не менее, производство кварцевого стекла - довольно крупная отрасль; он производится в различных качествах, и, когда он предназначен для оптических целей, в качестве сырья используется горный хрусталь, а не кварцевый песок.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня

Чтобы снизить температуру плавления кремнезема, необходимо добавить флюс; в этом и состоит назначение карбоната натрия (кальцинированной соды), который делает флюс оксидом натрия доступным.При добавлении примерно 25 процентов оксида натрия к диоксиду кремния температура плавления снижается с 1723 до 850 ° C (от 3133 до 1562 ° F). Но такие стекла легко растворяются в воде (их растворы называют жидким стеклом). Добавление извести (оксида кальция или CaO), поставляемого с известняком, снова делает стекло нерастворимым, но слишком большое его количество делает стекло склонным к расстеклованию, то есть к осаждению кристаллических фаз в определенных диапазонах температур. Оптимальный состав составляет около 75 процентов диоксида кремния, 10 процентов извести и 15 процентов соды, но даже он слишком подвержен расстеклованию во время определенных операций механического формования, чтобы быть удовлетворительным.

При производстве листового стекла обычно используют 6 процентов извести и 4 процента магнезии (оксид магния, или MgO), а в бутылочном стекле около 2 процентов глинозема (оксид алюминия, или Al 2 O 3 ). часто присутствует. Также добавляются другие материалы, некоторые из которых используются для улучшения качества стекла (т.е. для удаления пузырьков, оставшихся в процессе плавления), а другие добавляются для улучшения его цвета. Например, песок всегда содержит железо в качестве примеси, и, хотя материал, используемый для изготовления бутылок, специально выбран из-за его низкого содержания железа, небольшие следы примесей все же придают контейнеру нежелательный зеленый цвет; За счет использования оксида селена и кобальта вместе со следами триоксида мышьяка и нитрата натрия можно нейтрализовать зеленый цвет и получить так называемое белое (обесцвеченное) стекло.

Стекло оптическое и высокотемпературное

Стекла самого разного и зачастую гораздо более дорогого состава изготавливаются, когда необходимы особые физические и химические свойства. Например, в оптических очках требуется широкий диапазон составов для получения разнообразных показателей преломления и дисперсии, необходимых, если разработчик линз должен производить многокомпонентные линзы, которые не имеют различных дефектов, связанных с одной линзой, таких как хроматическая аберрация. . Сверхпрозрачные оксидные стекла высокой чистоты были разработаны для использования в волоконно-оптических системах связи, в которых сообщения передаются в виде световых импульсов по стеклянным волокнам.

Когда обычное стекло подвергается резкому изменению температуры, в нем возникают напряжения, которые делают его склонным к разрушению; однако, уменьшив коэффициент теплового расширения, можно сделать его гораздо менее восприимчивым к тепловому удару. Стекло с самым низким коэффициентом расширения - это плавленый кварц. Другой хорошо известный пример - боросиликатное стекло, используемое для изготовления домашней посуды, коэффициент расширения которого составляет лишь одну треть от обычного натриево-известково-кремнеземного стекла.Чтобы осуществить это восстановление, большая часть оксида натрия, добавленного в качестве флюса, заменяется оксидом бора (B 2 O 3 ), а часть извести - оксидом алюминия. Еще одно знакомое специальное стекло - это свинцовый хрусталь, используемый в производстве превосходной посуды; Используя моноксид свинца (PbO) в качестве флюса, можно получить стекло с высоким показателем преломления и, следовательно, желаемым блеском и блеском.

Добавление цвета и специальных свойств

Агенты, используемые для окрашивания стекла, обычно представляют собой оксиды металлов.Один и тот же оксид может давать разные цвета с разными смесями стекла, а разные оксиды одного и того же металла могут давать разные цвета. Пурпурно-синий цвет кобальта, хромовый зеленый или желтый цвет хрома, дихроичный канареечный цвет урана и фиолетовый марганец постоянны. Закись железа дает оливково-зеленый или бледно-голубой цвет в зависимости от стекла, с которым он смешан. Оксид железа дает желтый цвет, но для предотвращения восстановления до состояния железа требуется окислитель.Свинец дает бледно-желтый цвет. Оксид серебра дает стойкое желтое пятно. Мелкоизмельченный овощной уголь, добавленный в известково-натриевый стакан, дает желтый цвет. Селениты и селенаты дают бледно-розовый или розовато-желтый цвет. Теллур дает бледно-розовый оттенок. Никель с калийно-свинцовым стеклом дает фиолетовый цвет, а с натриево-известковым стеклом - коричневый. Медь дает павлиний синий цвет, который становится зеленым при увеличении доли оксида меди.

стеклянный бокал

Винный бокал, синее стекло, украшенное белой и золотой эмалью, Иран, середина XIX века; в Бруклинском музее, Нью-Йорк.

Фотография Триш Мэйо. Бруклинский музей, Нью-Йорк, подарок мистера и миссис Чарльз К. Уилкинсон в честь Ирмы Л. Фраад, 76.147.3

Важным классом материалов являются халькогенидные стекла, представляющие собой селениды, содержащие таллий, мышьяк, теллур и сурьму в различных пропорциях. Они ведут себя как аморфные полупроводники. Их фотопроводящие свойства также ценны.

Некоторые металлические стекла обладают магнитными свойствами; такие характеристики, как простота изготовления, магнитная мягкость и высокое электрическое сопротивление, делают их полезными в магнитных сердечниках силовых трансформаторов.

Производство стекла на протяжении веков

На протяжении веков из стекла изготавливали множество различных полезных и декоративных изделий. История стекла как творческого искусства частично определялась техническими достижениями в его производстве и декоре, а частично - историей вкуса и моды.

Выдувание стекла

Расплавленное стекло на стеклодувном стержне.

© Ройик Евгений / Shutterstock.com

Стекло впервые было изготовлено в древнем мире, но его раннее происхождение неясно.Египетские стеклянные бусины - самые ранние из известных стеклянных предметов, датируемые примерно 2500 годом до нашей эры. Позже, в египетской цивилизации, был изготовлен тип стекла, характеризующийся перистыми или зигзагообразными узорами цветных нитей на поверхности стеклянного сосуда.

Настоящее происхождение современного стекла относится к Александрии в период Птолемеев, а затем в Древнем Риме. Александрийские мастера усовершенствовали технику, известную как стеклянная мозаика, в которой кусочки стеклянных тростей разных цветов были разрезаны поперек, чтобы создать различные декоративные узоры.Стекло Миллефиори, у которого трости вырезаны таким образом, чтобы создавать рисунки, напоминающие формы цветов, является разновидностью мозаичного стекла.

стеклянная чаша

Чаша из прессованного мозаичного стекла, предположительно из Александрии, Египет, I век до нашей эры; в Музее Виктории и Альберта в Лондоне.

Предоставлено Музеем Виктории и Альберта

Формованное стекло также было разработано на ранней стадии, когда стекло прессовалось в форму для придания ему определенной формы. Также были возможны различные виды декора, включая гравировку и цвет.

Выдувание стекла, вероятно, было разработано в I веке до нашей эры мастерами стекла в Сирии. С помощью этой техники возможности придания стеклу желаемой формы были безграничны. Стекло можно было выдуть в форму или придать ему совершенно произвольную форму. Римляне усовершенствовали стекло-камею, в котором дизайн был получен путем срезания слоя стекла, чтобы оставить рисунок рельефным.

Портлендская ваза, римская камея, I век н. Э .; в Британском музее.

Предоставлено попечителями Британского музея

Следующие важные события в истории стекла произошли в Венеции в 15 веке.Еще в 13 веке венецианский остров Мурано стал центром стеклоделия. Сначала венецианские стеклодувы использовали многие из древних и средневековых декоративных техник для создания богато окрашенных и орнаментальных изделий с мотивами, характерными для итальянского Возрождения.

Мурано: выдувание стекла

Ремесленник выдувает стекло на острове Мурано, недалеко от Венеции.

© Боян Бречель — Невыпущенный банк изображений / Getty Images

Позже они разработали прозрачное стекло, похожее на хрусталь, под названием cristallo, , которое должно было сформировать основу для процветающей экспортной торговли и распространиться по всей Европе.Простые выдувные бокалы этого типа были очень востребованы в 16 веке. Такое стекло можно было декорировать гравировкой тонких узоров; Используемая с начала 16 века, эта техника оставалась популярной и в 18 веке по всей Европе. Гравировка алмазным острием практиковалась, в частности, в Нидерландах и Германии.

В конце 17 века Богемия превратилась в важный район производства стекла и оставался важным до начала 20 века. К 17 веку Англия производила стекло в венецианских традициях, которое отличалось простотой.Стеклодув Джордж Равенскрофт около 1675 года обнаружил, что добавление оксида свинца к стеклу венецианского типа дает твердое, более тяжелое стекло. Свинцовый хрусталь, как его называли, впоследствии стал излюбленным видом стекла для изготовления прекрасной посуды.

Равенскрофт, Джордж: стеклянная кружка

Стеклянная кружка Джорджа Рэйвенскрофта, c. 1674–80; в Музее Виктории и Альберта в Лондоне.

Предоставлено Музеем Виктории и Альберта, Лондон

Эмалирование вошло в моду в Англии в середине 18 века, что привело к развитию стекла, которое иногда называют бристольским стеклом.В 18 веке в моду вошло резание стекла. По мере совершенствования этой техники стало возможным большое разнообразие эффектов. В конце концов, к концу 18 века, когда эта техника получила дальнейшее развитие в Ирландии, вся поверхность стекла была глубоко прорезана для отражения света. Этот свинцовый хрусталь английской и ирландской огранки был имитирован в Европе и Соединенных Штатах и ​​остается популярным по сей день. Кристалл Уотерфорд - важный пример этого типа.

В период модерна произошли важные изменения.Стекло Favrile, изобретенное Луи Комфорт Тиффани, с его плавными формами, заимствованными из натуралистических форм, и его блестящей поверхностью, вызвало большое восхищение и оказало особое влияние на стеклоделов в Центральной Европе. Французский стеклодув Эмиль Галле и фирма Daum Frères также были важными дизайнерами в эпоху ар-нуво.

Рене Лалик, один из лидеров французского стекольного искусства, изготовил стекло с рельефным декором. Стеклянная компания Steuben из Нью-Йорка производила предметы из прозрачного стекла, часто с гравировкой или надрезом.

Дверное полотно из стекла Lalique, разработанное Норманом Миллером, в церкви Св. Матфея, приход Св. Лаврентия, Джерси.

© E&E Image Library — Heritage-Images / Imagestate Последняя редакция и обновление этой статьи выполняла Эми Тикканен, менеджер по исправительным учреждениям.

Узнайте больше в этих связанных статьях Britannica:

  • строительство: Стекло как строительный материал

    Стекло претерпело значительное развитие во второй индустриальной эпохе.Изготовление прозрачного листового стекла было усовершенствовано в конце 19 века, равно как и методы пескоструйной обработки и травления. В Соединенных Штатах в 1905 году компания Libbey Owens Glass

  • Консервация и реставрация произведений искусства: Стекло и другие стекловидные материалы

    Стекло издревле использовалось как в декоративных, так и в бытовых целях. Стекло , глазурь, эмаль и фаянс - четыре изделия из стекловолокна - производятся из трех основных компонентов: кремнезема, щелочи и небольшого количества кальция. Стекло , глазури и эмаль (но не фаянс)…

  • аморфное твердое тело: прозрачные стекла

    Термины стекло и оконное стекло часто используются как синонимы в повседневном языке, настолько знакомо это древнее архитектурное применение аморфных тел.Оксидные стекла, такие как те, что указаны в таблице, не только отлично пропускают свет, но и хороши…

.

Смотрите также

Новости

Скидки 30% на ремонт квартиры под ключ за 120 дней

Компания МастерХаус предлагает качественные услуги по отделке, которые выполнены в соответствии с вашими пожеланиями. Даже самые невероятные фантазии можно воплотить жизнь, стоит только захотеть.

29-01-2019 Хиты:0 Новости

Подробнее

Есть вопросы? Или хотите сделать заказ?

Оставьте свои данные и мы с вами свяжемся в ближайшее время.

Индекс цитирования