Из чего делают стекло? — Интересно знать
31.10.2017 19:01
930
Стекло является незаменимым предметом в нашей жизни. Оно встречается повсюду: в жилых домах, витринах магазинов и во всех видах транспорта.
А вы задумывались когда-нибудь, ребята, из чего изготавливают стекло?
Люди научились делать стекло в Древнем Египте около 5 тысяч лет назад, но в отличие от современных стёкол, оно не было таким прозрачным как сейчас.
Основным материалом для изготовления стекла является кварцевый песок. К нему добавляют известь и соду и разогревают в специальной печи. Благодаря взаимодействию с содой песок лучше плавится. Известь же служит для укрепления полученного материала, и он не разрушается при взаимодействии с водой. Если бы известь не добавляли, то стекло могло просто раствориться от прикосновения с водой. Когда температура достигает 1700 градусов, все три материала смешиваются и становятся одним веществом, которое опускают в расплавленное олово при температуре больше 1000 градусов. Далее полученный материал помещают на конвейер, где он охлаждается до 250 градусов. Там же стекло нарезается на стандартные части и регулируется по толщине.
Для получения цветного стекла к песку кроме соды и извести добавляют соединения химических элементов. Например, зелёный цвет стекла можно получить при добавлении хрома, жёлтый – при добавлении оксида урана, а красный – оксида железа. Оксидом называют соединение химического элемента (например, металла) с кислородом.
Различные формы стекла получаются благодаря выдуванию его раскалённой массы. Существует такая профессия – стеклодув. Это мастер, изготавливающий стекла разных форм. Стеклодув использует в своей работе специальную длинную трубочку.
На её кончик он цепляет расплавленное стекло и выдувает образующийся пузырь. При этом стеклодув вращает трубочку, а пузырь попадает в специальную деревянную или металлическую формочку. Иногда мастера делают свои шедевры без форм. Выдуваемый из трубки пузырь они обрабатывают при помощи инструментов (щипцов, ножниц, гладилок и т.д.), придавая ему различные формы.
yznavaika.ru
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:
www.aif.ru
Ответы@Mail.Ru: Из чего делают стекло?
Обычное стекло содержит в своем составе примерно 70% диоксида кремния, который в таком же виде содержится в кварце, и в его поликристаллической форме, песке. Состав стеклаЧистый кремнезем (SiO2) имеет точку плавления примерно 2000 градусов, и в основном используется для получения стекла для специальных приборов. Обычно в состав смеси добавляют еще два вещества, чтобы упростить процесс производства. Во первых – это углекислый натрий (Na2CO3), или углекислый калий, который понижает точку плавления смеси до 1000 градусов. Однако, эти компоненты способствуют растворению стекла в воде, что является крайне нежелательным. Поэтому в состав смеси добавляют еще один компонент – известь (окись кальция, CaO), чтобы придать составу нерастворимость. Такое стекло содержит примерно 70%-ый кремнезем и называется известково-натриевым стеклом. Доля такого стекла в общем объеме производства составляет примерно 90%.
Так же как известь и углекислый натрий, к обычному стеклу добавляют и другие компоненты, чтобы изменить его физические свойства. Добавление в стекло свинца – увеличивает показатель преломления света, заметно увеличивает блеск, а добавка в состав смеси бора – изменяет тепловые и электрические свойства стекла. Оксид тория придавал стеклу высокий показатель преломления и низкую дисперсию, что необходимо в производстве высококачественных линз, но из-за его радиоактивности был заменен на оксид лантана в современной продукции. Добавки железа в стекло, используются для поглощения инфракрасного излучения (тепла) .
Металлы и их оксиды добавляют в состав стекла, чтобы изменить его цвет. Например, марганец добавляют в малых количествах, чтобы придать стеклу зеленый оттенок, или при более высоких концентрациях – цвет аметиста. Так же как и марганец, селен используют в малых дозах, чтобы обесцветить стекло, или в больших концентрациях – чтобы придать красноватый цвет. Малые концентрации кобальта придают стеклу синеватый оттенок. Оксид меди придает бирюзовый свет. Никель, в зависимости от концентрации, может придать стеклу синюю, фиолетовую или черную окраску. В зависимости от состава стекла, можно влиять на его окраску путем нагрева или охлаждения. ● Химический состав, % :
SiO2 — 72,2
Al2O3 — 1,7
CaO+MgO – 12,0
Na2O+K2O –13,7
SO3 — 0,3
Fe2O3 — 0,1
otvet.mail.ru
СТЕКЛО — это… Что такое СТЕКЛО?
стекло — Прозрачный хрупкий материал, получаемый при остывании стекломассы [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] Разновидности стекла Стекло – твердотельное состояние аморфных веществ. Термин также… … Справочник технического переводчика
Стекло — искусственный материал, обычно прозрачный, хрупкий, в расплавленном состоянии легко поддающийся формовке; художественное стекло включает витражи, смальтовые мозаики, художественные сосуды, архитектурные детали, декоративные композиции,… … Художественная энциклопедия
СТЕКЛО — ср. сткло южн., зап. и церк. сплав песку (кремнистого) с поташем, со щелочью; хим. кремнекислый натр, иногда калий, свинцовая окись и пр. Стекло белое, бемское, лучшее для оконниц; стекло полубелое и зеленое. Стекло в хозяйстве, вся стеклянная… … Толковый словарь Даля
стекло — сущ., с., употр. очень часто Морфология: (нет) чего? стекла, чему? стеклу, (вижу) что? стекло, чем? стеклом, о чём? о стекле; мн. что? стёкла, (нет) чего? стёкол, чему? стёклам, (вижу) что? стёкла, чем? стёклами, о чём? о стёклах 1. Стеклом… … Толковый словарь Дмитриева
стекло — твёрдый, прозрачный (бесцветный или окрашенный), хрупкий материал, получающийся при переохлаждении расплава, содержащего стеклообразующие компоненты (оксиды Si, B, Al, P, Ti, Zr и др.) и оксиды металлов (Li, K, Na, Ca, Mg, Pb). По внутренней… … Энциклопедия техники
СТЕКЛО — СТЕКЛО, стекла, муж. стёкла, стёкол, стёклам, ср. 1. только ед. Очень хрупкое прозрачное вещество, получаемое из кварцевого песка путем его плавления и химической обработки. Известковое стекло. Свинцовое стекло. Молочное, матовое стекло. «Чудится … Толковый словарь Ушакова
Стекло — естественное стекло известно человеку с древнейших времен. Наконечники стрел, ножки и т.п.. изготовленные первобытным человеком из природного вулканического стекла (обсидиана). были найдены в самых различных местах земного шара. Возникновение… … Энциклопедия мифологии
СТЕКЛО — СТЕКЛО, прозрачный (бесцветный или окрашенный) хрупкий материал. Наиболее распространено силикатное стекло, основной компонент которого оксид кремния. Получают его главным образом при остывании расплава, содержащего кремнезем и часто оксиды… … Современная энциклопедия
Стекло — СТЕКЛО, прозрачный (бесцветный или окрашенный) хрупкий материал. Наиболее распространено силикатное стекло, основной компонент которого оксид кремния. Получают его главным образом при остывании расплава, содержащего кремнезем и часто оксиды… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
СТЕКЛО — (1) неорганическое твёрдый, но хрупкий, рентгеноаморфный, изотропный, химически стойкий, в той или иной степени прозрачный (бесцветный млн. окрашенный) материал, получаемый при остывании расплавленной смеси компонентов шихты, состоящей из… … Большая политехническая энциклопедия
стекло
dic.academic.ru
История стекла в истории человечества. Изобретение и изготовление стекла
Как известно, стекло, используемое нами в повседневной жизни, – материал искусственный. Но у него есть природный аналог – обсидиан. Он представляет собой застывшую вулканическую лаву или оплавленную скальную породу. Именно обсидиан использовался первобытными людьми для изготовления различных режущих инструментов, а также украшений.
Рукотворное стекло, история происхождения которого будет рассмотрена ниже, поначалу мало отличалось от природного. Оно не могло похвастаться ни красотой, ни прозрачностью.
История изобретения стекла: легенды и домыслы
Античный исследователь Плиний Старший приводит в своих трудах сведения о том, что искусственное стекло появилось благодаря путешественникам, которые готовили пищу на песчаном берегу и в качестве подставки под котёл использовали кусок натуральной соды. На следующий день на внешних стенках котла была обнаружена стеклянная корка. Гипотеза Плиния была опровергнута только в 20 веке. Ученые доказали, что выплавить стекло на открытом огне невозможно. Впрочем, уже несколько тысячелетий назад жители Древнего Египта и Двуречья научились плавить стекло в ямах. Температура в этих примитивных печах была достаточно высокой, чтобы из песка, щёлочи и извести образовался новый материал. Однако первое рукотворное стекло, скорее всего, действительно было создано случайно в процессе производства глиняной посуды.
Древнейшие технологии
История стекла в истории человечества насчитывает более 4 тысяч лет. Изображения и артефакты, найденные в гробницах фараонов, дают представление о древнейших способах производства и вкусовых предпочтениях египтян. Так, стекло изначально использовали в качестве глазури для глиняной посуды. Также из него делали бусины, флакончики и подвески. Египтяне, в отличие от жителей Двуречья, предпочитали непрозрачное стекло. Его окрашивали окислами металлов в синий, фиолетовый, желтый и другие цвета. Только чиновники и особы царской крови могли позволить себе стеклянные изделия. Мелкие предметы изготавливались следующим методом: на металлический прут помещался глиняный сердечник, на который наматывали горячее стекло.
Крупные делались так: форму помещали в стеклянную массу и поворачивали. Стекло тонким слоем оседало на стенках и затвердевало, а форма впоследствии извлекалась.
Эволюция производства. Античность
История возникновения стекла (рукотворного, разумеется) отражена во многих музейных собраниях. Рассматривая коллекции египетских древностей, можно сделать вывод, что старейшие изделия не отличались сложностью. Детали выплавлялись отдельно и прилеплялись к основному объему. Египтяне также практиковали изготовление мозаичного (наборного) стекла, которое использовалось для украшения мебели. Эту технику спустя несколько веков переняли и отточили римляне. Кроме того, незадолго до начала нашей эры ремесленники из Александрии изобрели стеклодувную трубку. С её помощью из раскалённой массы выдували пузырь и постепенно придавали ему форму различными специальными инструментами. Кроме свободного выдувания, в античности получило распространение выдувание в матрице. Иногда мастера использовали целый комплекс форм, из которых потом собирали готовое изделие. Метод позволял изготавливать сложные стеклянные конструкции. Более того, римляне научились застеклять окна. Античное оконное стекло было довольно мутным и очень тонким и отливалось (предположительно) в плоских формах.
Средние века и Возрождение. Достижения венецианцев
Римляне способствовали распространению стеклоделия в Европе. Правда, местные (в частности, Кёльнские) изделия уступали по качеству восточным, но зато немецкие мастера изобрели листовое стекло. По составу оно мало чем отличалось от современного. Мастера из Венеции пошли еще дальше. История стекла в истории человечества немыслима без вклада венецианцев. Они целенаправленно работали над улучшением свойств материала и добились его исключительной прозрачности. Политика протекционизма в отношении местного производства принесла плоды: здешний хрусталь высоко ценился в Европе.
Кроме посуды и листового стекла, венецианские умельцы изготавливали линзы для очков и зеркала. Почти половина населения города была занята в стекловарении. Цеха даже были перенесены на остров Мурано во избежание городских пожаров и утечки информации. Конечно, у венецианцев были и конкуренты, в первую очередь, генуэзские ремесленники. Но аналог муранского стекла был получен англичанином Джоном Равенкрофтом только в 17 веке.
История появления стекла на Руси. Развитие ремесла
На Русь этот дорогой материал попал из Византии. В Киево-Печерской лавре археологи раскопали мастерские стеклоделов, относящиеся к 11 веку. Но изделий сохранилось мало, секреты мастерства были утрачены. Поэтому сложно предположить, была ли русская история стекла. В истории человечества нередко случалось так, что многие вещи приходилось изобретать заново. Возрождение ремесла случилось только в 17 веке (в 1639 году), когда швед Ю. Койет выстроил неподалеку от столицы завод по производству оконных стёкол и аптекарской посуды. Тридцатью годами позже был создан Измайловский завод. Здесь изготавливались предметы роскоши, главным образом изысканные «потешные» кубки по образцу венецианских.
В 18 веке несколько стекольных заводов заработало в окрестностях Петербурга. Было заново изобретено цветное стекло. Изделия расписывались золотом и серебром, украшались прозрачными и непрозрачными эмалями.
Современное стеклоделие
В 18-19 веках история стекла в истории человечества обуславливалась промышленной революцией. По всей Европе происходило совершенствование производственного процесса. Появлялись новые печи, изменялись технологии вытягивания и обработки массы. Строились заводы, продукция которых была ориентирована на обывателя, а не на царствующих особ. Иными словами, стекло стало доступным. К началу 20 века в средней полосе России работало множество небольших предприятий, выпускавших посуду и листовое стекло. Правда, они не могли удовлетворить растущих потребностей: объем импорта оставался высок.
В 1959 году английские технологи изобрели новый способ растяжки и выравнивания стекла в ванне с расплавленным оловом. Он получил название «флоат-метод». Эта технология, несколько модернизированная, используется и в современном производстве.
fb.ru
Из чего сделано стекло?
Стекло — это удивительный материал. Его довольно трудно разрезать, но при этом легко разбить. Самая главная отличительная характеристика стекла — его прозрачность. Давайте разберемся, благодаря каким ингредиентам стекло получает свои уникальные свойства.
Ингредиенты стекла
Основными ингредиентами любого стекла являются кварцевый песок, карбонат кальция и известняк. Все эти составные части следует перемешать и поместить в печь, разогретую до 1400-1500 градусов Цельсия. В результате этой процедуры все смешанные ингредиенты превратятся в жидкую массу, которая при охлаждении обретет форму стекла.
Если вы хотите подробнее познакомиться с процессом создания стекла, вам следует прочитать нашу статью: Как делают стекло.
История создания стекла
Но стекло не всегда делали именно таким образом. Самое первое стекло вообще было сделано без участия человека, за много миллионов лет до начала нашей цивилизации. Ученые предполагают, что первое стекло появилось из вулканической лавы.
Первые люди, которые начали производить стекло, делали это из натуральной соды и песка. Они перемешивали эти ингредиенты и нагревали. Этот процесс описал Плиний (энциклопедист периода Древнегреческой цивилизации).
Еще одна точка зрения, объясняющая появление стекла, предлагает другой сценарий. Согласно ему, первый стекловидный материал был получен в процессе обжига глиняных изделий или во время выплавки меди.
Так или иначе, данное открытие имеет огромное значение в развитии человеческого общества. Производство стекла вполне можно сравнить с открытием огня или изобретением колеса и т. д.
Муранское стекло
В истории развития производства стекла нельзя не отметить великих мастеров из Венеции. Именно им, мастерам с острова Мурано, в XIII веке удалось добиться абсолютной прозрачности и невероятной тонкости стекла. С тех пор объемы производства стекла резко увеличились. Стеклянные изделия стали настоящими произведениями искусства и предметами роскоши.
Уже позднее появились первые зеркала с использованием стекла, цветные стекла, увеличительные стекла, микроскопы и те
elhow.ru
Из чего делают стекло? | NUR.KZ
Из чего делают стекло? Простой вопрос, интересующий многих любознательных людей. Предлагаем ознакомиться с составом материала и его основными свойствами.
Стекло: из чего состоит
Стеклоделие — древнейшая технология. Изначально производство стекла было сложным и трудоемким процессом. Современная наука упростила его, существенно сократив время производства изделий и уменьшив их стоимость. Из чего делают стекло и как это происходит?
Для производства используют следующие ингредиенты:
- Кварцевый песок. На 3/4 стекло состоит из оксида кремния. Качество песка определяет качество готового материала. Поэтому важно, чтобы он был чистым, без примесей. Песок плавят под воздействием рекордно высоких температур, в результате чего он меняет структуру, превращаясь в жидкую массу.
- Сода. Выступает катализатором плавления, позволяет снизить температуру обработки кварцевого песка.
- Известь. Придает стеклу прочность, блеск и твердость.
Помимо этих составляющих, в массу для производства стекла добавляют нефелиновый сиенит, таламит и сульфат натрия.
Как делают стекло? Смешанные до однородности ингредиенты плавят в специальной печи при температуре 1500–1700 градусов Цельсия. Полученную массу распределяют равномерным слоем на емкостях с расплавленным оловом. В ходе остывания материал твердеет, превращается в плотный лист. Полученный лист загружают в специальный конвейер для проверки равномерности толщины и нарезки стандартными кусками.
Для окрашивания материала используют оксиды серебра, железа, меди и других металлов. Синий цвет дает оксид кобальта, сиреневый — никеля, зеленый — калиево-цинковый. Ионы металлов-красителей, добавленные в расплавленную смесь, равномерно распределяются и придают материалу нужный оттенок. Интенсивность цвета регулируется количеством добавления красителя, а также толщиной готового стекла.
Из чего делают стекло для телефона
Для производства защитных стекол для смартфонов используют алюмосиликат. Его производят путем высокотемпературной обработки диоксида кремния с добавлением специальных химических веществ. В состав материала входит кислород, алюминий, кремний и ионы натрия, необходимые для второго этапа производства.
Читайте также: Кто изобрел интернет?
Затем алюмосиликатное стекло подвергают обработке ионами калия. Первый материал помещают в горячую (400 градусов по Цельсию) солевую ванну, где под действием химической реакции разрываются ионные связи. Ионы калия замещают ионы натрия в алюмосиликате, подвергаются прессованию под высоким давлением.
В результате стекло получает высокопрочный защитный слой, которого нет у обычного минерального стекла. Отсюда и высокие показатели надежности, прочности, износостойкости и долговечности. Защитное стекло на телефон выдерживает большие нагрузки, сохраняя целостность матрицы.
Из чего делают стекло для часов
При изготовлении стекла для часов используют разные материалы, отличающиеся как по эксплуатационным характеристикам, так и по способу ухода. Вот основные разновидности:
- Пластик. Да-да, часовые стекла производят из легкой и прозрачной пластмассы — силикатного стекла. Такое стекло трудно разбить, но легко поцарапать. Поверхность быстро теряет привлекательный внешний вид.
- Минеральное сырье. Кварцевый песок плавят в специальной печи, добавляют определенные оксиды и охлаждают для получения твердой консистенции. Материал имеет хорошие оптические свойства, устойчивость к воздействию агрессивных сред, легко поддается полировке. Но под воздействием прямых солнечных лучей дает много бликов. Легко бьется. Некоторые производители покрывают минеральные часовые стекла твердым защитным слоем, повышая устойчивость к механическим повреждениям.
- Сапфир. Синтетический сапфир получают путем высокотемпературной обработки кристаллизованного оксида алюминия. Ему свойственна повышенная прочность, износостойкость и долговечность. Выдерживает экстремальные условия эксплуатации, не царапается даже при непосредственном воздействии острых предметов. По относительной шкале Мосса стекло имеет твердость 9, уступая лишь алмазу с твердостью 10. Стоимость сапфирового стекла значительно выше, но она оправдана высокими пользовательскими характеристиками материала.
Также производители предлагают комбинированные часовые стекла. Минеральная основа покрывается плотным слоем сапфирового покрытия, что позволяет улучшить прочностные характеристики материала.
Стекло — практичный и распространенный материал. Но даже сейчас сложный и технологичный процесс его производства немного напоминает магию.
Читайте также: Идеи малого бизнеса в Казахстане с нуля
www.nur.kz