Силикатно стъкло: производство и употреба

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-02 13:50

Стъклото е един от най-популярните материали, търсени в различни сфери на живота. Използва се в строителни и довършителни работи, от него се изработват произведения на приложното и високо изкуство, използва се в космическата индустрия. Това е един от наличните, прости по състав материали. Най-често срещаният вид, който най-често срещаме и използваме продукти от него е силикатното стъкло.

Какво е това?

Най-старото парче стъкло са мъниста, открити по време на разкопки в Египет, учените смятат, че находката е на повече от пет хиляди години. Оттогава съставът на стъклото се е променил малко. Основният елемент на материала е кварцов пясък (Si0_{2) - силикат. Към него се добавят сода, поташ, варовик и няколко други елемента.}

В индустрията, за да се получи стъклена маса, оксидите на основните вещества се смесват и топят в пещ. Точката на топене зависи от добавките, които променят свойствата на стъклото. Получената маса се оформя по няколко начина: чрез изработка на листово стъкло, придаване на различни форми (чинии, абажури за полилеи, стъкло за часовници и др.), изработване на заготовки за последваща обработка на парчета от стъклени духалки и много други.

BЛомоносов M. V., Kitaygorodsky N. I. имат значителен принос за развитието на стъкларството, Менделеев D. I. и др. се интересуват от практическата страна на въпроса. Лесно е да се определи материалът "силикатно стъкло". Какво е? Материал с аморфно-кристална структура на структурата, получен чрез топене на смесени оксиди с последващо охлаждане.

Изработка на стъкло

Основният елемент за производството на стъкло е кварцов пясък, към който се добавят поне пет съставки в пропорции. В зависимост от по-нататъшните цели на използване на получения материал, към основната рецепта се добавят добавки: окислители, заглушители, обезцветители, багрила, ускорители и т.н. Металните оксиди се използват като багрила. Например, медта ще оцвети маса от стъкло в червено, желязото ще даде син или жълт оттенък, кобалтовите оксиди ще дадат син цвят, а колоидно сребро ще даде жълт оттенък.

Приготвената суха смес се зарежда в пещ за топене на стъкло, където суровината се топи при температура 1200-1600°C, като процесът отнема от 12 до 96 часа. Производството на стъкло завършва чрез процес на бързо охлаждане, само при това условие стъклената маса ще получи всички необходими качества: прозрачност, механична устойчивост и допълнителни свойства, заложени в процеса на смесване на оксиди.

Видове силикатно стъкло

Производството на материали е енергоемък процес и се обработва от силикатната индустрия. Производството на стъкло в индустрията се извършва втунелен тип пещи с непрекъснато поддържане на зададената температура. Сухата смес се зарежда от единия край на пещта, готовият материал се разтоварва на изхода.

Поради широкото приложение в различни индустрии, силикатното стъкло може да бъде разделено на типове:

• Кварцът без примеси на натриев оксид, калий е безалкално стъкло. Има висока устойчивост на топлина и отлични електрически свойства. От недостатъците - трудно се обработват.
• Сода, калий, натрий-калий - алкално стъкло. Най-често срещаният тип материал, подходящ за обща употреба. Използва се за направата на стъкло за аквариум, стъкло за прозорци, съдове и др.
• Алкален с високо съдържание на оксиди на тежки метали. Например, добавянето на олово е необходимо за получаване на кристал, оптично стъкло.

Многоцелева употреба

Силикатното стъкло има редица свойства, които позволяват да се използва в широк диапазон. Всяко негово качество може да бъде подобрено, във връзка с което се разкриват допълнителни възможности. Например стъклото с амалгамно покритие служи като огледало и може да се използва и като слънчев панел при определени условия.

Хигиеничните и практични свойства на стъклените съдове са неоспорими. Материалът няма порьозност, което означава, че патогенните бактерии не се размножават в него, лесно се почиства, устойчив е на всякакви хранителни продукти. Топлоустойчивите ястия от него са многофункционални: можете да печете на висока температура във фурната или да поставите вфризер без повреди.

Слой и дебелина

Материалът е с различна дебелина, което определя неговите възможности. Лист с дебелина 2 мм, подходящ за прозорци. Стъклото за аквариум се използва най-малко 5 мм, в зависимост от обема на водата, излята в контейнера. Въпреки това, акваристите все повече стигат до извода, че използването на акрилен аналог е много по-удобно, особено ако се изисква капацитет от 500 литра или повече.

Използването на ламиниран материал (триплекс) разширява възможностите: тъканта, залепена с полимерно фолио, е практически неразрушима, безопасна е, защото не се рони. Практически е невъзможно да се счупят две силикатни стъкла с дебелина 10 мм с филмов слой с чук. Триплексът се използва за направата на прозрачни мостове, облицовки на фасади на сгради, огради на басейни и др.

Свойства

Използването на материали на силикатна основа намира своето място в строителството. Използват се не само за производството на прозорци, но и като допълнителна защита и свързващо вещество. И така, фундаментните блокове се обработват с течно стъкло, което ги прави устойчиви на влага, гъбички, температурни колебания и др.

Извит полупрозрачен или матов материал се използва в ежедневието, от него се правят мебелни врати, душ кабини, фасади на сгради и т.н.

Силикатното стъкло има следните свойства:

• Прозрачност.
• Отразяващ.
• Устойчив.
• Топлоустойчив.
• Устойчив на агресивни химически среди.
• Устойчив на естествена агресивна среда.
• Издръжливост.
• Ниска топлопроводимост.

Допълнителни качества, като устойчивост на напрежение и механични повреди, се придават на материала чрез втвърдяване. Същността на процеса е бързото нагряване и същото бързо охлаждане за кратък период от време. Силата се увеличава 4-5 пъти. Използва се за изработка на часовниково стъкло, крила на врати, мебели, вътрешни прегради.

Производство на продукти

Силикатни стъклени съдове и предмети за бита се произвеждат по няколко основни начина:

• Натискане. Вискозната маса се излива във фиксирана форма, след което се задават определени параметри с помощта на подвижната част на матрицата (щанф). Формата на вътрешната повърхност може да има шарка, която се пренася във външната част на продукта по време на процеса на щамповане.
• Издухване. Различава се в механични и ръчни. Дебелината на стената на продукта варира от 1 мм до 10 мм. По този начин се изработват вази, бутилки, чаши за вино, чаши. Издухването на ръка е изкуство. Майсторите стъклодухачи създават уникални произведения чрез комбиниране на прозрачни и цветни маси, включително метал, естествени суровини, злато и така нататък в тялото на произведението. Няма идентични ръчно издухани продукти.
• Кастинг. Използва се основно за изработка на фигурки, фигурки. В промишлеността, чрез леене, оптичностъкло.
• Многостепенна артикулация. Използват се части, произведени по две технологии: издухване и пресоване. Например, стъкленият съд се издухва и стеблото се натиска, готовите части се свързват.

Декоративна обработка

Силикатното стъкло е плодороден материал за много видове декорации. Разграничете топъл и студен дизайн.

Горещите храни включват:

• Оцветяване на едро с метални оксиди.
• Смесване на маса от различни цветове с допълнително оформяне (венецианско стъкло с петна).
• Пукане. Масата се оформя в продукт, охлажда се рязко, в резултат на което се появяват повърхностни пукнатини и продуктът се разтопява, за да се фиксира.
• Fusing.
• Горещо формоване на шнурове, конци с последваща добавка към продукта.
• Образуване на допълнителна форма на ръба по време на издухване. Постигнато с помощта на инструменти.

Студени форми за декор:

• Механични: шлайфане, гравиране, диамантено рязане, пясъкоструене.
• Химически: ецване с флуороводородна киселина.
• Приложено: боядисване, рисуване на ваденки, ситопечат, метализация, плазмено пръскане, боядисване с лъскави бои.

Други видове стъкло

Съвременните технологии направиха възможно да се придадат допълнителни качества на силикатното стъкло. От тях най-интересните и търсени са:

Умно стъкло: видът на материала, който се променятехните свойства под влияние на външни условия. Например, под въздействието на електрически ток, продуктът става тъп, когато веригата е изключена, той се връща в прозрачно състояние.

фибростъкло (фибростъкло): получено чрез изтегляне на материал в тънки (измерени в микрони) нишки. Те създават доста гъвкав материал. Използва се за производството на оптични влакна, изолационни материали и др.

Избистрено стъкло: обикновеното силикатно стъкло има зеленикав или сивкав оттенък, който се вижда ясно, когато се гледа през разреза. В резултат на това платното се оказва леко оцветено. За да се избегне този ефект, по време на производствения процес се добавят избелители, за да неутрализират нежелания цвят. Различава се от обикновения материал по повишена пропускливост на светлина, пренос на цветове без промяна на цвета.