Стъкло - какво е и как се произвежда? свойства на стъклото

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Всеки от нас е срещал стъкло повече от веднъж. Всеки ученик знае какъв е този крехък и прозрачен материал. Виждаме го всеки ден в огледала, прозорци, съдове и мебели, но познаваме ли го добре? Как се произвежда, какво представлява и какви са свойствата на стъклото?

Какво означава тази дума

Има много референтни материали, които могат да помогнат с това. Какво означава думата "стъкло" според един от най-популярните източници? Речникът на Ожегов характеризира това вещество като твърд материал, получен от кварцов пясък, смесен с оксиди на някои метали. Дори определението дава известна представа за това как се произвежда материалът. Но ще преминем към тази тема по-късно.

Със сигурност всички са свикнали с факта, че стъклото е прозрачен материал. Но обърнете внимание - речникът на Ожегов не дава такова уточнение. Стъклото може да бъде не само прозрачно, но и цветно или матирано. Но съставът на материала не се различава значително.

От какво стъкло е направено

Стандартният състав на стъклото е смес от чист кварцов пясък, вар и сода. За да промените свойствата на материала,се използват различни добавки. Но все пак основният компонент е точно чист речен пясък. Количеството му е приблизително 75% от цялата смес. Содата ви позволява да намалите точката на топене на пясъка почти 2 пъти. Лаймът предпазва стъклото от повечето химикали и придава сила и блясък.

Допълнителни примеси:

• Манган. Добавя се към стъкло за получаване на специфичен зелен оттенък. Никел или хром могат да се използват за други цветове.
• Оловото придава на стъклото допълнителен блясък и характерен звън. Материалът е по-студен на допир. Стъклото с примес на олово се нарича кристал.
• Оксидът на борната киселина също придава на материала допълнителен блясък и прозрачност, като същевременно намалява коефициента на термично разширение на продуктите.

История на производството на стъкло

Дори преди 6000 години хората успяха да създадат този красив и крехък материал. Разбира се, външният му вид беше малко по-различен от съвременното стъкло, тъй като в древен Египет и Месопотамия нямаше оборудване за висококачествено почистване на пясък и други инструменти. Въпреки това там започва производството на стъкло. Благодарение на своята устойчивост на влиянието на околната среда, този материал е дал на историците представа за културата и техническите възможности на най-древните народи.

В Русия първата фабрика за стъкло се появява през 1636 г. Намираше се близо до Москва. Там се правеха ястия.и прозорците. Този бранш на индустрията получи голямо развитие при Петър I.

Едва през 1859 г. изобретението на помпата за високо налягане направи възможно създаването на стъкло без участието на стъклодухачи. Това значително опрости производството. И в началото на 19 век е открито интересно свойство на материала - ако готовият продукт се нагрее до определена температура, механичните свойства на стъклото ще се увеличат с 400%.

Модерно производство

Технологиите пристъпиха далеч напред, което направи възможно създаването на всякакви материали в огромни количества и с най-малък разход на човешки усилия. В момента има много фабрики, в които стъклото се създава по стандартна, утвърдена технология. Какво е модерен материал, получен от разтопен кварцитов пясък, ще научим, като се запознаем с технологията. Да вземем листов материал като пример.

Производство на стъкло по етапи:

1. Всички необходими съставки се зареждат във фурната и се загряват до образуването на хомогенна течна маса.
2. В специален хомогенизатор тази сплав се смесва до хомогенност.
3. Получената маса се изсипва в плосък съд, на дъното на който е разтопен калай. Там стъклото се разпределя, образувайки равномерен тънък слой.
4. Охладеният и втвърден материал се изпраща към конвейера. Там се извършва контрол на дебелината на стъклото и рязане. Материал, който не издържа теста, както и дефектни части, се изпращат за претопяване.
5. Прави се последната проверка на качеството, след което стъклотопристига в склада на готовия продукт.

Видове стъкло

В момента този материал е един от най-разпространените. Не е изненадващо, че има различни видове стъкло, които се различават както по външен вид, така и по физически свойства. Ето някои от тях:

1. Кристално стъкло. Това е материал, съдържащ олово. Говорихме за него по-горе.
2. Кварцово стъкло. Съдържа най-чистия пясък, поради което е много издръжлив. Издържа на температурни колебания, затова се използва за създаване на оптични инструменти, лабораторни стъклария и прозорци.
3. пяно стъкло. Лек строителен материал, който може да се използва както за декорация, така и за полагане на стени и подове. Съдържа голям брой кухини, поради което има високи топло- и звукоизолационни свойства.
4. Стъклена вата. Обемен ефирен материал, състоящ се от тънки и много здрави нишки. Той е пожароустойчив, така че се използва не само в строителството, но и при шиене на дрехи за пожарникари и заварчици.

Апликация за стъкло

В зависимост от неговите свойства и външен вид, почти всяко приложение може да се намери за този материал. Основният потребител на стъкло, произведено в наше време, е строителната индустрия. Използва повече от половината от произведения материал. Предназначението му може да бъде много разнообразно – облицовка на стени, остъкляване на прозорци, изграждане на стени от кухи тухли, топлоизолация и др. Витражи също могат да бъдат приписани на строителната площ. Какво е готически прозорец, те знаят със сигурноствсичко. По правило той е облицован с голям брой цветни стъклени парчета. В днешно време витражите не са загубили своята актуалност и се използват както в строителството, така и в производството на мебели.

Стъклени съдове за различни цели са на второ място по популярност. Малко по-малко се произвеждат сервизи. Струва си да се отбележи, че стъклото е незаменим материал в химическата индустрия, тъй като е устойчиво на повечето реагенти.

Физически свойства

Като всеки друг материал, стъклото има редица качества, които трябва да знаете, преди да го използвате в определена област.

1. Плътност. Може да варира в зависимост от състава на сместа и метода на производство. Стойността на плътността на стъклото може да варира от 220 до 650 kg/m3.
2. Крехкост. Тази характеристика е отличителна черта на стъклото и ограничава използването му в строителната индустрия. Сега учените създават по-сложни сплави, които увеличават максимално здравината на материала.
3. Топлоустойчивост. Обикновеното стъкло издържа на температури до 90 ^оС. След обработка термичните свойства на материала се увеличават значително. Например, индустриалното стъкло може да издържи на температури над 200 ^oC.

Интересни факти

Научихме много за стъклото - какво е то, как се произвежда и какви свойства има. Време е да се отклоним малко и да се запознаем с най-интересните факти за този много разпространен материал. Малко хора знаят, че:

• Скоростта на пукнатината върху счупеното стъкло е 4828 км/ч.
• Времето за разлагане на този материал е приблизително един милион години.
• Стъклото може да се претопява многократно без почти никаква загуба на качество. В това отношение той няма почти никакви аналози.
• Като аморфен материал, разтопеното стъкло няма да се втвърди при бързо охлаждане. Това изисква специални условия.

Стъклото не е напразно толкова активно използвано в строителството и други области на човешкия живот. Със сигурност ще остане един от най-популярните материали още дълго време. Това твърдение се подкрепя от здравината, издръжливостта и относителната простота на производството на стъкло, поради факта, че компонентите за неговото създаване присъстват на Земята в големи количества.