Szkła nieorganiczne są klasyfikowane według rodzaju substancji szklistej, rodzaju modyfikatorów, technologii wytwarzania I zamiar.
Ze względu na rodzaj substancji szklistej dzielimy szkła nieorganiczne krzemian(SiO2), glinokrzemian(A1 2 0 3 –SiO 2), borokrzemian(B 2 0 3 –SiO 2), glinoborokrzemian(A1 2 0 3 –B 2 0 5 –SiO 2), glinofosforan(A1 2 0 3 –P 2 0 5), chalkogenek(na przykład As 31 Ge 30 Se 21 Te 180), halogenek i inne okulary.
Rozróżnia się je ze względu na rodzaj modyfikatorów alkaliczny, niezawierający alkaliów I nieorganiczne szkła kwarcowe. Wytrzymałość szkła alkalicznego pod wpływem wilgoci zmniejsza się o połowę, ponieważ woda wypłukuje szkło. Jednocześnie tworzą się roztwory alkaliczne, które klinują szkło, powodując powstawanie mikropęknięć w warstwie wierzchniej.
Stosując technologię produkcji, można uzyskać szkło nieorganiczne dmuchanie, odlewanie, tłoczenie, rozciąganie na arkusze, rury, włókna itp. Szkło produkowane jest przemysłowo w postaci gotowych wyrobów, półfabrykatów i pojedynczych części.
Ze względu na przeznaczenie szkła nieorganiczne dzielą się na: techniczny, konstrukcyjny I gospodarstwo domowe(pojemniki szklane, naczynia, artykuły gospodarstwa domowego itp.).
Szkło techniczne podzielone według obszaru zastosowania dla elektrotechniki, transportu; laboratorium optyczne, oświetleniowe, żaroodporne, ogniotrwałe, niskotopliwe, chemiczne itd.
Szkło elektryczne. Wysokie wartości rezystywności elektrycznej, wysoka wytrzymałość elektryczna (16–50 kV/mm), niskie wartości strat dielektrycznych (tgδ=0,0018–0,0175) i stosunkowo wysoka stała dielektryczna (ε=3,5–16), która rośnie wraz ze wzrostem zwiększenie stężenia PbO lub BaO. Po nagrzaniu w zakresie temperatur 200–400°C rezystywność elektryczna zmniejsza się 10 8–10 10 razy, co wiąże się ze wzrostem ruchliwości jonów alkalicznych, a szkło traci swoje właściwości izolacyjne. Tlenki metali ciężkich – ołowiu i baru – zmniejszają ruchliwość jonów i zmniejszają straty.
Podczas lutowania metalu w szkle, podczas spawania szkieł o różnym składzie, w szkle pojawiają się naprężenia termiczne na skutek różnic temperaturowych współczynników rozszerzalności liniowej. Jeżeli współczynniki temperaturowe obu materiałów są zbliżone, wówczas nazywa się połączenia szkła z materiałem skoordynowane skrzyżowania, a jeśli są różne - nieskoordynowane skrzyżowania.
Jako dielektryk stosuje się go do żarówek lamp oświetleniowych i lamp radiowych, w elektrycznych urządzeniach próżniowych, do izolatorów i do uszczelniania układów scalonych. Zatem w postaci cienkiej (do 3–4 mikronów) folii szkło stosuje się jako trwałą, odporną na pękanie i żaroodporną izolację metalowych przewodów i termopar. Szkło chalkogenkowe służy do hermetyzacji urządzeń półprzewodnikowych. Szkła przewodzące elektrycznie (półprzewodnikowe): szkła chalkogenkowe i z tlenku wanadu są szeroko stosowane jako termistory i fotorezystory.
W zależności od współczynnika temperaturowego rozszerzalności liniowej szkło elektryczne dzieli się na platynę (C89-2), molibden (C49-1) i wolfram (C38-1). Każda grupa szkieł jest używana do dopasowanych połączeń ze stopami Mo, W i Fe-N. Marka szkła elektrycznego wskazuje wartość współczynnika temperaturowego rozszerzalności liniowej.
Szkło transportowe. W budowie maszyn z powodzeniem wykorzystuje się go jako materiał konstrukcyjny pod warunkiem zneutralizowania kruchości, co osiąga się poprzez jego hartowanie, zwykle w przepływie powietrza.
Specyficznymi właściwościami szkieł są ich właściwości optyczne: przezroczystość, odbicie, rozpraszanie, absorpcja i załamanie światła. Współczynnik załamania takich szkieł wynosi 1,47–1,96, współczynnik rozproszenia mieści się w zakresie 20–71.
Rodzaje szkła transportowego to tripleksy I termopan, stosowany do szyb w pojazdach, skafandrach kosmicznych.
Tripleksy – materiał kompozytowy składający się z dwóch arkuszy hartowanego szkła krzemianowego (lub organicznego) o grubości 2–3 mm, sklejonych ze sobą przezroczystą elastyczną folią polimerową (zwykle poliwinylobutyralu). Po zniszczeniu tripleksu powstałe nieostre fragmenty pozostają na folii polimerowej.
Termopan – szkło trójwarstwowe, składające się z dwóch tafli szkła hartowanego i szczeliny powietrznej pomiędzy nimi. Ta szczelina powietrzna zapewnia izolację termiczną.
Szkło optyczne i oświetleniowe. Właściwości optyczne szkieł zależą od ich barwy, o której decyduje skład chemiczny szkła, a także od stanu powierzchni wyrobów. Wyroby optyczne muszą posiadać izotropową, pozbawioną naprężeń strukturę, którą uzyskuje się poprzez wyżarzanie oraz gładkie, wypolerowane powierzchnie.
Zwykłe niemalowane szkło płaskie przepuszcza do 90%, odbija około 8% i pochłania około 1% światła widzialnego i częściowo podczerwonego; promieniowanie ultrafioletowe jest pochłaniane prawie całkowicie. Szkło kwarcowe jest przezroczyste dla promieniowania ultrafioletowego. Okulary rozpraszające światło zawierają fluor. Szkło o wysokiej zawartości PbO pochłania promieniowanie rentgenowskie.
Szkła optyczne stosowane w urządzeniach i instrumentach optycznych dzielą się na korony, charakteryzuje się niskim załamaniem światła (n d = 1,50) oraz krzemienie(n d =1,67) – o dużej zawartości tlenku ołowiu.
Szkło żaroodporne i ogniotrwałe.
„Pyreks” – szkło żaroodporne na bazie SiO 2 (80,5%) o wysokiej zawartości B 2 0 3 (12%), Na 2 0 (4%), a także tlenków glinu, potasu i magnezu.
„Mazda” – szkło ogniotrwałe na bazie SiO2 (57,6%) z tlenkami glinu (25%), wapnia (7,4%), magnezu (8%) i potasu. Pyrex i Mazda są wykorzystywane do produkcji wyrobów stosowanych w podwyższonych temperaturach pracy: osłon termometrów, wzierników itp.
Szkło topliwe. Szkła te produkowane są na bazie PbO (70%) z dodatkiem B 2 O 3 (20%) lub B 2 0 3 (68,8%) z dodatkiem ZnO (28,6%) i Na 2 O (2,6%) ) ; stosowany do produkcji emalii, glazur i lutów do lutowania szkła.
Szkło konstrukcyjne Produkowane są następujące typy: arkusz, okładzina I wyroby i konstrukcje szklane.
Szkło płaskie produkowane jest z masy szklanej, która zawiera 71–73% SiO 2, 13,5–15% Na 2 O, do 10% CaO, do 4% MgO i do 2% Al 2 0 3. Waga 1 m2 tafli szkła 2–5 kg. Transmisja światła - nie mniej niż 87%.
Szkło płaskie produkowane jest w trzech gatunkach oraz w zależności od grubości w sześciu rozmiarach (gatunkach): 2; 2,5; 3; 4; 5 i 6 mm. O klasie szkła płaskiego decyduje obecność defektów, do których zaliczają się: prążkowanie – nierówności na powierzchni; zło – wąskie nitkowate paski; pęcherzyki – wtrącenia gazowe itp. Szerokość tafli szkła wynosi 250–1600 mm, długość 250–2200 mm.
Przemysł produkuje również specjalne rodzaje szkła tafliowego: gablota(błyszczący), pochłaniające ciepło, uviol(przepuszcza 25–75% promieni ultrafioletowych), hartowanych, architektoniczno-budowlanych itd.
Szkło płaskie to główny rodzaj szkła stosowany do oszklenia otworów okiennych i drzwiowych, witryn sklepowych, dekoracji zewnętrznej i wewnętrznej budynków.
Szkło elewacyjne służy do wykończenia elewacji i wnętrz budynków. Do właściwości użytkowych takiego szkła zalicza się wysoką dekoracyjność (jasne kolory, błyszcząca powierzchnia), dużą odporność na warunki atmosferyczne i trwałość. Do grupy okularów licowych zaliczają się:
stemalit – arkuszowy materiał budowlany wykonany z hartowanego, polerowanego szkła (grubość 6–12 mm), pokrytego od wewnątrz nieprzezroczystą (matową) farbą ceramiczną. Powłoka zabezpieczona jest od strony pomieszczenia cienką warstwą aluminium nałożoną w próżni. Stosowany do okładzin wewnętrznych i zewnętrznych budynków;
marblit – blacha budowlana o grubości 12 mm wykonana z kolorowego szkła hartowanego z polerowaną powierzchnią przednią i falistą powierzchnią tylną, może imitować marmur;
płytki emaliowane szklane – wykonane z odpadowego szkła tafli (emalii szklanej), napawanej na powierzchnię szkła, przyciętego na wymagany wymiar (150x150, 150x70 mm i grubości 3–5 mm);
szklana mozaika - mozaika dywanowa w formie małych kwadratowych płytek (20x20 lub 25x25 mm) wykonanych z nieprzezroczystego (wyciszonego) kolorowego szkła, ułożona w dywany gładkie lub mozaikowe;
smalt – kostki lub płyty o grubości 10 mm z kolorowego kruszonego szkła, otrzymane przez odlewanie lub prasowanie; wykorzystywane do wykonywania mozaik.
Wyroby i konstrukcje szklane. Do najczęściej spotykanych wyrobów i konstrukcji szklanych w budownictwie zalicza się:
pustaki szklane – puste bloki składające się z dwóch uformowanych połówek zespawanych ze sobą. Transmisja światła wynosi co najmniej 65%, rozpraszanie światła wynosi około 25% (rozpraszanie światła zwiększa się poprzez pofałdowanie wewnętrznej strony bloczków), przewodność cieplna wynosi 0,4 W/(m K). Służą do wypełniania otworów świetlnych w ścianach zewnętrznych oraz montażu powłok i przegród półprzezroczystych;
podwójne szyby - dwie lub trzy tafle szkła połączone na obwodzie metalową ramą (klatką), pomiędzy którymi tworzy się hermetycznie zamknięta wnęka powietrzna. Stosowany do oszklenia budynków;
profil szklany – wielkogabarytowe płyty budowlane ze szkła profilowego, produkowane w procesie ciągłego walcowania profili skrzynkowych, teowych, kanałowych i półokrągłych. Włókno szklane może być wzmocnione lub niewzmocnione, bezbarwne i kolorowe. Służy do budowy półprzezroczystych ogrodzeń budynków i budowli.
Włókno szklane - materiał włóknisty otrzymywany ze stopionego szkła. Najczęściej stosowane jest bezalkaliczne szkło E-aluminiowo-borokrzemowe, a także szkło o wysokiej wytrzymałości na bazie tlenków: SiO 2 , A1 2 0 3 , MgO. Średnica włókna szklanego wynosi od 0,1 do 300 mikronów. Kształt przekroju poprzecznego może mieć postać koła, kwadratu, prostokąta, trójkąta, sześciokąta. Dostępne są również włókna puste. Według długości włókno dzieli się na staplowe (od 0,05 do 2–3 m) i ciągłe. Gęstość włókna szklanego wynosi 2400–2600 kg/m3. Wytrzymałość elementarnych włókien szklanych jest kilkadziesiąt razy większa niż próbek szkła luzem: wytrzymałość na rozciąganie sięga 1500–3000 MPa dla włókien ciągłych o średnicy 6–10 μm. Włókno szklane ma wysokie właściwości termoizolacyjne, elektryczne i dźwiękochłonne, jest odporne termicznie i chemicznie, niepalne i nie gnije.
Podczas transportu i różnego rodzaju obróbki powierzchnia włókien szklanych jest olejowana w celu zapobiegania ścieraniu, gdyż ich wytrzymałość zależy od stanu powierzchni włókien. Wykonane z włókna szklanego wata szklana, tkaniny I siatka, I włókniny w postaci pasm i płócien, mat szklanych.
Wełna szklana – materiał wykonany z włókien szklanych, którego średnica do produkcji wyrobów termoizolacyjnych nie powinna przekraczać 21 mikronów. Struktura wełny powinna być luźna – liczba pasm składających się z równoległych włókien nie powinna przekraczać 20% wagowych. Gęstość w stanie sypkim nie powinna przekraczać 130 kg/m3. Przewodność cieplna – 0,05 W/(m·K) przy 25°C. Wełnę szklaną ciągłą stosuje się do produkcji materiałów i wyrobów termoizolacyjnych w temperaturach izolowanych powierzchni od -200 do +450°C.
Bardzo cienka wełna szklana z włókna szklanego ma gęstość 25 kg/m 3, przewodność cieplną 0,03 W/(m K), temperatury pracy od -60 do +450 ° C, pochłanianie dźwięku 0,65–0,95 w zakresie częstotliwości 400–2000 Hz. Wełna szklana wytwarzana z włókien superfine, a także produkty na jej bazie, znajdują zastosowanie w budownictwie jako materiał dźwiękoszczelny.
Maty szklane(ASIM, ATIMS, ATM-3) – materiały składające się z włókien szklanych umieszczonych pomiędzy dwiema warstwami włókna szklanego lub siatki z włókna szklanego przepikowanej włóknem szklanym. Stosowane są w temperaturach 60-600°C jako elementy wzmacniające w materiałach kompozytowych.
Szklany materiał dachowy I filc szklany – materiały w rolkach otrzymywane przez nałożenie spoiwa bitumicznego (bitumiczno-gumowego lub bitumiczno-polimerowego) po obu stronach, odpowiednio, na płótno z włókna szklanego lub filc szklany i pokrycie jednej lub obu stron ciągłą warstwą wierzchnią. Połączenie biostabilnego podłoża i impregnatu o podwyższonych właściwościach fizyko-mechanicznych pozwala uzyskać trwałość papy szklanej na poziomie około 30 lat.
W zależności od rodzaju posypki zapobiegającej sklejaniu się podczas przechowywania w rolkach oraz przeznaczenia, szklane pokrycia dachowe produkowane są w gatunkach: S-RK (z posypką gruboziarnistą), S-RF (z posypką łuskowatą), S -RM (z posypką pylącą lub drobnoziarnistą). Szklane pokrycia dachowe stosuje się na górną i dolną warstwę pokrycia dachowego oraz do laminowanej hydroizolacji.
Gidrostekloizol – materiał hydroizolacyjny w rolkach przeznaczony do uszczelniania żelbetowych okładzin tuneli (klasa T), przęseł mostów, wiaduktów i innych obiektów inżynierskich (klasa M).
Hydrostekloizol składa się ze szklanej podstawy ( tkane Lub siatkówka włókninowa zduplikowana włóknem szklanym), obustronnie pokryty warstwą masy bitumicznej, w skład której wchodzi bitum, wypełniacz mineralny (ok. 20%) z dodatkiem mielonego talku, magnezyt i plastyfikator. Oprócz wysokiej wodoodporności posiada dobre właściwości wytrzymałościowe przy rozciąganiu w kierunku wzdłużnym. Wytrzymuje obciążenie niszczące w najwyższej kategorii jakości 735 N. Odporność na ciepło - 60–65 ° C, temperatura kruchości - od -20 do -10 ° C.
Gidrostekloizol przykleja się bez użycia mastyksu - poprzez równomierne stopienie (na przykład za pomocą płomienia palnika gazowego) jego powierzchni.
Szkło piankowe (szkło komórkowe)– materiał komórkowy otrzymywany przez spiekanie drobno zmielonego proszku szklanego i środka porotwórczego. Produkuje się je z tłuczonego szkła lub wykorzystuje się te same surowce, co do produkcji innych rodzajów szkła: piasek kwarcowy, wapień, sodę i siarczan sodu. Substancjami porotwórczymi mogą być koks i wapień, antracyt i kreda, a także węgliki wapnia i krzemu, które podczas spiekania uwalniają dwutlenek węgla, tworząc pory.
Szkło piankowe ma specyficzną strukturę – materiał ścianek o dużych porach (0,25–0,5 mm) zawiera drobne mikropory, co powoduje niską przewodność cieplną (0,058–0,12 W/(m·K)) przy odpowiednio dużej wytrzymałości, wodoodporności i mrozoodporności opór . Porowatość różnych rodzajów szkła piankowego wynosi 80–95%; gęstość 150–250 kg/m3; wytrzymałość 2–6 MPa. Ma wysokie właściwości izolacji cieplnej i akustycznej. Szkło piankowe jest materiałem ognioodpornym o wysokiej odporności na ciepło (do 600°C). Łatwy w obróbce (przepiłowany, szlifowany); dobrze przylega np. do materiałów cementowych.
Panele ze szkła piankowego stosowane są do izolacji termicznej przegród budowlanych (ścian, sufitów, dachów itp.), w konstrukcjach chłodni (izolacja powierzchni o temperaturze pracy do 180°C) oraz do dekoracyjnego wykończenia wnętrz. Filtry do kwasów i zasad wykonane są ze szkła piankowego o otwartych komórkach.
Szklanapora otrzymywany poprzez fanulację i spienianie ciekłego szkła dodatkami mineralnymi (kreda, mielony piasek, popiół z elektrowni cieplnych itp.). Dostępny w trzech klasach: SL ρ 0 =15–40 kg/m 3 , λ=0,028–0,035 W/(m K); L ρ 0 =40–80 kg/m 3, λ=0,032–0,04 W/(m·K); ρ 0 =80–120 kg/m3, λ=0,038–0,05 W/(m·K).
W połączeniu z różnymi spoiwami pory szkła wykorzystywane są do produkcji izolacji termicznej w kawałkach, mastyksach i wylewanych na miejscu. Najbardziej efektywne zastosowanie pianki szklanej występuje w tworzywach spienionych bez wypełniaczy, gdyż jej wprowadzenie do tworzyw piankowych pozwala na zmniejszenie zużycia polimeru i znaczne zwiększenie odporności ogniowej wyrobów termoizolacyjnych.
Szkło zbrojone – wyrób konstrukcyjny wytwarzany metodą ciągłego walcowania szkła nieorganicznego z jednoczesnym walcowaniem wewnątrz arkusza metalowej siatki wykonanej z odprężonego drutu stalowego chromowanego lub niklowanego. Szkło to charakteryzuje się wytrzymałością na ściskanie 600 MPa, podwyższoną ognioodpornością, odpornością na stłuczenie w przypadku stłuczenia oraz przepuszczalnością światła przekraczającą 60%. Może mieć gładką, kutą lub wzorzystą powierzchnię i być bezbarwny lub kolorowy.
Szkło zbrojone stosowane jest do szklenia świetlików, stolarki okiennej, przegród, klatek schodowych itp.
Szkło znane jest całej ludzkości już od dość dawna, a dokładniej około 54-55 wieków. I w związku z tym przez cały ten okres przeszedł wiele zmian, można nawet powiedzieć, że uległ przekształceniu. Ponieważ w tej chwili nie ma już tylko jednego rodzaju szkła, istnieje całość klasyfikacja szkła. Bez wątpienia, niezależnie od tego, jakiego rodzaju jest to szkło, każdy rodzaj szkła musi łączyć w sobie funkcje, które zostały w nim wcześniej zawarte. Mówiąc dokładniej, jest to:
- - estetyka;
- - izolacja akustyczna;
- - izolacja cieplna;
- - ochrona przed przegrzaniem;
- - bezpieczeństwo.
Następnie przyjrzyjmy się bliżej dostępnej obecnie klasyfikacji szkła.
1. Szyba- Jest to bezbarwny i całkowicie przezroczysty arkusz. Zgodnie z przepisami, ten typ nie powinien zawierać żadnych plam, przyciemnień ani innych wad, chyba że jest to oczywiście szkło wysokiej jakości. Arkusz okna może mieć odcień zieleni lub błękitu, ale biorąc pod uwagę, że współczynnik przepuszczalności światła nie będzie niższy niż ustalona norma.
Wybierając szkło, nie zapominaj, że im jest ono bardziej przejrzyste i jednorodne, tym jest lepsze i trwalsze. Ponieważ każda wada zmniejsza jej wytrzymałość 90-100 razy, z wyjątkiem tych regulowanych przez specjalne normy.
I jeszcze jedna kwestia, o której musisz pamiętać, jeśli zamierzasz oszklić okna na niższych piętrach, wybierz szkło o grubości 3 lub 4 milimetrów. A jeśli zamierzasz zainstalować duże witraże na wyższym poziomie, musisz wybrać szkło, którego grubość wynosi co najmniej 6 mm, czyli okazuje się, że im wyższe okno, tym większa jest jego grubość, ale mniejsza jego obszar.
Jak już rozumiesz, szkło okienne służy do oszklenia witraży, balkonów, szklarni i innych przepuszczających światło ogrodzeń pomieszczeń mieszkalnych lub niemieszkalnych.
2. Szkło żaroodporne lub energooszczędne- jest to rodzaj szkła pokrytego powłoką optyczną, która przepuszcza do pomieszczenia krótkofalowe promieniowanie słoneczne, natomiast zapobiega przedostawaniu się do pomieszczenia długofalowego promieniowania cieplnego, np. z tych samych urządzeń grzewczych.
Obecnie znane są następujące rodzaje powłok:
- Szkło K (twarda powłoka);
- i-glass (miękka powłoka).
Jeśli porównamy te powłoki, twarda powłoka ma lekkie zmętnienie powierzchni, widoczne tylko w jasnym świetle. Ale takie okno wygląda, jakby było w odpływach brudnej wody.
Tego typu szyby najczęściej stosowane są w nowszych oknach PCV, które znacząco oszczędzają energię.
Przy produkcji okien z podwójnymi szybami najczęściej stosuje się okna energooszczędne.
3. Szkło przeciwsłoneczne- szyba, która może ograniczać transmisję energii świetlnej.
Okulary przeciwsłoneczne dzielą się na 2 typy:
- znacznie odbijające promieniowanie;
- znacznie odbiera promieniowanie.
Szkło odbijające promienie słoneczne typu 1 to tafle okienne wykonane ze szkła przezroczystego lub nawet kolorowego, którego jedna strona jest pokryta w procesie produkcyjnym cienką warstwą tlenku metalu, co zapobiega przenikaniu promieniowania przez szybę. Jednocześnie warstwy odblaskowe pochłaniają część promieniowania.
Szkło tego typu można montować zarówno z powłoką od wewnątrz, jak i od zewnątrz. To zależy od tego, jakiego cienia potrzebujesz od wnętrza pokoju.
Podczas wytwarzania szkła absorbującego na roztopione szkło nanoszone są kryształy lub tlenki metali, które są w stanie pochłonąć część promieniowania. Jednocześnie szkło nagrzewa się i odpowiednio uwalnia dużą część ciepła, które otrzymuje na zewnątrz. Część ciepła nadal przenika do wnętrza pomieszczenia, co jest oczywiście niepożądane, gdyż znacznie zwiększa zapotrzebowanie na energię niezbędną do schłodzenia pomieszczenia.
Dzięki okularom przeciwsłonecznym latem w pomieszczeniu nie jest tak gorąco, a jasność i kontrast oświetlanych obiektów jest znacznie mniejsza. W rezultacie ludzie czują się mniej zmęczeni. Ale niestety te okulary nie chronią przed bezpośrednim jasnym światłem słonecznym, więc będziesz musiał opuścić zasłony.
Szkło przeciwsłoneczne stosowane jest w oszkleniach urządzeń przeciwsłonecznych i okien, przy czym w większym stopniu powinno być stosowane w klimatyzowanych pomieszczeniach biurowych.
4. Wzorzyste szkło to tafla szkła, która ma dwustronny lub jednostronny powtarzalny wzór reliefowy na przezroczystym lub kolorowym szkle. Szkło wzorzyste uważane jest za element dekoracyjny wnętrza i być może dlatego przepuszcza wszelkie dźwięki, zarówno na zewnątrz, jak i wewnątrz.
Konstrukcja i kolor szkła muszą być zgodne z ustalonymi normami. Głębokość reliefu powinna być zgodna z ustalonymi zasadami - od 0,4 do 1,6 mm. Zgodnie z przepisami szkło wzorzyste musi także przepuszczać i rozprowadzać światło. Współczynnik przepuszczalności światła tego typu szkła przezroczystego przy oświetleniu światłem rozproszonym, jeśli wzory są tylko jednostronne, wynosi nie mniej niż 0,75, a jeśli wzory są dwustronne, 0,7. Transmisja światła przez kolorowe szkła wzorzyste zawsze zależy od ich składu, koloru powłok oraz samego szkła i wynosi 35-60%. Szkło wzorzyste można wykorzystać także do oszklenia okien, drzwi, różnego rodzaju ekranów i przegród.
5. Szkło przewodowe- jest to szkło z prostą metalową siatką, jest w pełni bezpieczne i ognioodporne, stanowi dobrą barierę dla dymu. W przypadku pożaru może pęknąć, ale wzmocnienie utrzyma go na miejscu i zapobiegnie ucieczce ognia. Kawałki szkła nie wypadną, nawet jeśli powstanie wiele usterek. Szkło zbrojone można stosować do oszklenia posadzek fabrycznych, okien, wind i fasad.
6. Napięte szkło- jest to tafla szkła, która może być polerowana, niepolerowana lub nawet wzorzysta, a następnie hartowana za pomocą specjalnych urządzeń hartujących.
Hartowanie szkła jest podobne do hartowania stali. Należy pamiętać, że szkła hartowanego nie można już poddać obróbce mechanicznej, dlatego też zabieg ten należy przeprowadzić ściśle przed samym procesem hartowania.
Najbardziej wrażliwą i delikatną częścią szkła hartowanego są jego krawędzie. Podczas rekonstrukcji należy zabezpieczyć jego końce przed silnymi uderzeniami i innymi rodzajami uszkodzeń. Przepuszczalność światła przez bezbarwne, przezroczyste szkło hartowane musi wynosić co najmniej 85%.
Szkło hartowane znajduje zastosowanie zarówno w oszkleniu, jak i przy produkcji tzw. szkła zespolonego czy szkła laminowanego.
7. Szkło laminowane lub laminowane- jest to szkło składające się z dwóch, trzech lub większej liczby warstw połączonych ze sobą płynem laminującym.
Laminowanie nie zwiększa wytrzymałości szkła, ale przy stłuczeniu szkło laminowane nie rozpada się na drobne kawałki pod wpływem laminowanego płynu, tj. kawałki pozostają na nim. Szkło laminowane zapewnia również idealne wygłuszenie pomieszczeń, ponieważ... Kilka warstw szkła może skutecznie zredukować wpływ niepotrzebnego hałasu. Za pomocą folii do laminowania można uzyskać niemal każdy odcień szkła.
Szkło laminowane stosowane jest najczęściej do oszklenia fasad, balkonów, okien, a także do ochrony przed kulami, pożarami, hałasem i włamaniem.
8. Szkło samoczyszczące- to najzwyklejsze szkło ze specjalną powłoką na zewnętrznej powierzchni szkła, która ma podwójne działanie. Kiedy na samo szkło padają odblaski światła dziennego, jego powłoka reaguje na światło na dwa sposoby.
Wszystkie ciała stałe w naturze są w stanie krystalicznym lub amorficznym (szklistym).
Ciała krystaliczne mają regularną siatkę geometryczną, którą tworzą cząsteczki (jony lub atomy) ułożone w ściśle powtarzalnej kolejności. W przeciwieństwie do ciał stałych krystalicznych, substancje szkliste nie mają takiej sieci. Cząsteczki tworzące szkło są ułożone geometrycznie prawidłowo, jedynie w stosunkowo niewielkiej odległości od siebie, a przy pewnej odległości porządek ten ulega zakłóceniu. Inaczej mówiąc, można powiedzieć, że w szkle nie ma prawidłowego porządku w ułożeniu elementarnych komórek geometrycznych. Dlatego ciała krystaliczne są czasami charakteryzowane jako materiały o uporządkowaniu dalekiego zasięgu, a szkło jako materiał o uporządkowaniu jedynie krótkiego zasięgu.
Szkło oznacza wszystkie ciała amorficzne powstałe w wyniku przechłodzenia stopu, niezależnie od składu chemicznego i zakresu temperatur krzepnięcia, posiadające właściwości ciała stałego w wyniku stopniowego wzrostu lepkości; proces przejścia ze stanu ciekłego do stanu szklistego musi być odwracalny.
Istnieje również szereg innych charakterystycznych cech charakterystycznych dla szkła. Na przykład ciała krystaliczne charakteryzują się stałą temperaturą topnienia każdej substancji. Szkło mięknie w szerokim zakresie temperatur. Właściwości ciał krystalicznych, gdy krzepną w procesie krystalizacji, zmieniają się gwałtownie, to znaczy nagle, podczas gdy właściwości szkieł zmieniają się stopniowo podczas krzepnięcia.
Szkło dzielimy na naturalne i sztuczne.
Do szkła naturalnego zalicza się szkło powstałe podczas aktywności wulkanicznej (erupcja magmy), na przykład szkło obsydianowe.
Szkło sztuczne obejmuje wszelkie szkło powstałe w wyniku pracy człowieka.
Szkło sztuczne z kolei może być organiczne lub nieorganiczne.
Szkła organiczne (tworzywa sztuczne) produkowane są na bazie produktów pochodzenia organicznego, głównie żywic. Szkło organiczne ze względu na niewystarczająco wysoką przezroczystość, małą trwałość i niską odporność chemiczną nie znalazło szerokiego zastosowania.
Szkło nieorganiczne otrzymuje się z materiałów nieorganicznych. W zależności od tlenku tworzącego szkło, z którego wykonane jest szkło, wyróżnia się następujące rodzaje szkła:
krzemian otrzymywany z dwutlenku krzemu SiO2;
boran - na bazie tlenku boru B 2 O 3;
borokrzemian - na bazie B 2 O 3 i SiO 2;
fosforan - na bazie bezwodnika fosforu R 2 O 5.
Oprócz tego skład szkieł obejmuje tlenki sodu (Na 2 O), potasu (K 2 O), wapnia (CaO), magnezu (MgO), glinu (Al 2 O 3), baru (BaO), ołowiu (PbO), cynk (ZnO), mangan (MnO), miedź (CuO).
W zależności od przeznaczenia szkło przemysłowe dzieli się na konstrukcyjne, techniczne, elektryczne próżniowe, optyczne, chemiczne laboratoryjne, kontenerowe i gatunkowe.
Do grupy szyb budowlanych zalicza się szyby arkuszowe (GOST 111-65) i gablotowe, niepolerowane, polerowane (GOST 7132-61) i wzmocnione (GOST 7481-67), wzorzyste (GOST 6629-74), elementy konstrukcyjne i konstrukcyjne (puste) Pustaki szklane, szkło profilowane), szkło architektoniczne i artystyczne (szkło kolorowe w tafli, mozaika szklana i płytki elewacyjne). Wszystkie te szklanki są krzemianowe. Przybliżone składy szkieł przemysłowych podano w tabeli 1.
| Szkło | SiO2 | Al2O3 | Sao | MgO | Na2O | K2O | B2O3 | BaO | F | PbO |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Okno Błyszczący Tarnoe Odmiana Laboratorium chemiczne Elektropróżnia Optyczny Kryształ |
71,6 73,2 73,7 74,5 68,7 71,9 53,5 57,5 |
1,5 1,3 0,2 0,5 3,8 - 8,8 0,5 |
7,8 7,8 9,1 6,5 8,4 5,5 - - |
4,0 3,8 1,75 2,0 0,8 3,5 - - |
15,1 13,9 15,2 14,0 9,7 16.l - - |
- - - 2,0 6,1 1,0 16,2 15,5 |
- - - - 2,5 - 16,2 1,0 |
- - - - - 2,0 ZnO 1,0 |
- - - - - - 5,3 - |
- - - - - - - 24 |
Szkła nieorganiczne dzielą się na kilka typów: elementarne, tlenkowe, halogenkowe, chalkogenkowe i mieszane.
Okulary elementarne (monoatomowe).
Szklanki składające się z atomów jednego pierwiastka nazywane są elementarnymi. Siarkę, selen, arsen i fosfor można otrzymać w stanie przypominającym szkło. Istnieją informacje o możliwości zeszklenia telluru i tlenu. Po ochłodzeniu do -11°C daje gumowaty, przezroczysty produkt, nierozpuszczalny w dwusiarczku węgla.
Okulary oksydacyjne.
Przy określaniu klasy, rodzaj tlenku tworzącego szkło zawartego w szkle to tlenek boru, tlenek krzemu i tlenek fosforu. Wiele tlenków przechodzi w stan szklisty dopiero w warunkach szybkiego chłodzenia: tlenek arsenu, tlenek antymonu, tlenek wanadu lub tlenek glinu, tlenek wolframu nie zeszkliły się same, ale w kombinacjach właściwości tworzenia szkła znacznie się poprawiają.
Okulary krzemianowe.
Najważniejsze w praktyce należą do klasy szkieł krzemianowych. Żadne inne klasy szkła nie mogą się z nimi równać pod względem rozpowszechnienia w życiu codziennym i technologii. Zdecydowane zalety szkieł krzemianowych wynikają z ich niskiego kosztu, ekonomicznej dostępności, wysokiej stabilności chemicznej w najpopularniejszych odczynnikach chemicznych i mediach gazowych, wysokiej twardości i względnej prostoty produkcji przemysłowej.
Okulary boranowe.
Szklisty anhydryt borowy można łatwo otrzymać przez zwykłe stopienie kwasu borowego w temperaturze 1200-1300°C. Ze względu na doskonałe właściwości elektroizolacyjne i porównywalną topliwość, szkła boranowe są szeroko stosowane w elektrotechnice. Niektóre szkła boranowe są interesujące dla optyki.
Szkło organiczne to nazwa techniczna bazująca na polimerach organicznych: polikrylanach, polistyrenie, poliwęglanach, kopolimerach chlorku winylu połączonych z metakrylanem metylu. dalsze przetwarzanie: Obróbka poprzez formowanie wtryskowe. przezroczysta, bezbarwna masa plastyczna powstająca podczas polimeryzacji estru metylowego kwasu metakrylowego. Łatwo poddaje się obróbce mechanicznej. Znajduje zastosowanie jako szkło arkuszowe w lotnictwie i budowie maszyn, do produkcji artykułów gospodarstwa domowego, wyposażenia ochronnego w laboratoriach, budownictwie i architekturze, przy budowie instrumentów, oszkleniu szklarni, kopuł, okien, w medycynie - protetyce, soczewkach w optyce, rurach w przemysł spożywczy itp.
Szkło kwarcowe zawiera co najmniej 99% SiO- (kwarc). Szkło kwarcowe topi się w temperaturach powyżej 1700° C z najczystszych odmian kwarcu krystalicznego, kryształu górskiego, kwarcu żyłkowego lub czystego piasku kwarcowego. Szkło kwarcowe przepuszcza promienie ultrafioletowe, ma bardzo wysoką temperaturę topnienia, a dzięki niskiemu współczynnikowi rozszerzalności wytrzymuje nagłe zmiany temperatury oraz jest odporne na wodę i kwasy. Szkło kwarcowe wykorzystywane jest do produkcji szkła laboratoryjnego, przyrządów optycznych, materiałów izolacyjnych, lamp rtęciowych stosowanych w medycynie itp.
Szkło rozpuszczalne to mieszanina krzemianów sodu i potasu (lub samego sodu), której wodne roztwory nazywane są płynnym szkłem. Szkło rozpuszczalne stosowane jest do produkcji cementów i betonów kwasoodpornych, do impregnacji tkanin, do produkcji farb ognioodpornych, żelu krzemionkowego, do wzmacniania słabych gruntów itp.
Chemiczne szkło laboratoryjne to szkło o dużej odporności chemicznej i termicznej. Aby zwiększyć te właściwości, do składu szkła wprowadza się tlenki cynku i boru.
Włókno szklane – włókno sztuczne znajduje szerokie zastosowanie w przemyśle chemicznym do filtrowania gorących roztworów kwaśnych i zasadowych, oczyszczania gorącego powietrza i gazów; materiały z włókna szklanego są stosowane w budownictwie i rurociągach odpornych na korozję, w produkcji izolacji elektrycznych itp.
Wyroby szklane.
Szkło– jednorodna bryła amorficzna, otrzymywana w wyniku chłodzenia masy szklanej. Prostym przykładem jest wzięcie kostki cukru, podgrzanie jej do stanu płynnego, a następnie ostudzenie. Cukier traci swoją pierwotną strukturę krystaliczną i staje się substancją amorficzną.
Historia szkła.
Szkło pojawiło się po raz pierwszy w starożytnym Egipcie 3...4 tysiąclecia p.n.e. Jednak szkło z tamtej epoki jeszcze bardziej różniło się wyglądem od obecnego. Z reguły były słabo przezroczyste i zawierały dużą liczbę bąbelków. Z takiego szkła wykonywano przeważnie dekoracje.
Pod koniec VII wieku. produkcja szkła wywodzi się z Wenecji, gdzie już w IX wieku. osiąga wysoki poziom. Monopolem szklarstwa weneckiego były słynne witraże i mozaiki ze szkła weneckiego zdobiące kościoły tego okresu, a różnorodne wyroby artystyczne ze szkła kolorowego, szkła mozaikowego i filigranowego oraz luster. Sztuka ta rozprzestrzeniła się następnie na inne kraje Europy Zachodniej i Bliskiego Wschodu.
Pod koniec XVII w. W Czechach wynaleziono szkło charakteryzujące się czystością, przezroczystością i twardością, zwane „czeskim kryształem”.
Produkcja szkła w Rosji powstała w IX - X wieku, czyli znacznie wcześniej niż w
Ameryce (XVII w.) i wcześniej niż w wielu innych krajach Europy Zachodniej.
Pierwsza huta szkła w Rosji powstała w 1638 roku pod Moskwą. Fabryka ta produkowała szkło okienne i inne wyroby szklane. Produkcja szkła rozwinęła się za czasów Piotra I. W tym okresie pod Moskwą, w Kijowie i innych miastach powstały huty szkła. Do 1760 r. w Rosji istniało już ponad 25 hut szkła, zlokalizowanych w różnych prowincjach. Fabryki te produkowały głównie szkło okienne, butelki i sprzęty gospodarstwa domowego.
Założycielem naukowych podstaw produkcji szkła w Rosji jest M.V. Łomonosowa, który w 1752 r. zbudował pod Petersburgiem fabrykę i zorganizował tam produkcję szkła kolorowego. M.V. Łomonosow opracował metodę prasowania szkła na gorąco.
Skład szkła.
Surowce do produkcji szkła dzielą się na materiały podstawowe czyli szklarskie i pomocnicze.
Za pomocą podstawowych materiałów do kompozycji szkła wprowadza się różne tlenki, które po stopieniu tworzą masę szklaną. Właściwości szkła zależą od zawartych w nim tlenków i ich proporcji. Główny tlenek – SiO2 – wprowadzany jest do szkła poprzez piasek kwarcowy. Piasek musi być wolny od zanieczyszczeń, zwłaszcza barwników (tlenki żelaza, tytanu, chromu), które powodują niebieskawe, żółtawe, zielonkawe zabarwienie szkła i zmniejszają jego przezroczystość. Wraz ze wzrostem zawartości dwutlenku krzemu w szkle poprawia się wytrzymałość mechaniczna i termiczna oraz stabilność chemiczna, ale wzrasta temperatura topnienia.
Tlenek boru B2O3 ułatwia gotowanie oraz poprawia właściwości fizykochemiczne szkła.
Tlenek glinu A12O3 pomaga zwiększyć właściwości wytrzymałościowe i odporność chemiczną szkła.
Tlenki alkaliczne Na2O, K2O obniżają temperaturę topnienia szkła i ułatwiają powstawanie produktów, ale zmniejszają wytrzymałość, żaroodporność i odporność chemiczną.
Tlenki wapnia, magnezu i cynku zwiększają stabilność chemiczną i odporność cieplną produktów. Tlenki baru, ołowiu i cynku zwiększają gęstość, poprawiają właściwości optyczne i dlatego są wykorzystywane do produkcji kryształów.
Materiały pomocnicze wprowadzony w celu poprawy właściwości użytkowych szkła. Ze względu na przeznaczenie dzieli się je na klarowniki, wybielacze, środki zmętniające, barwniki, środki redukujące i utleniacze.
Wyjaśniacze przyczyniają się do usuwania gazów z masy szklanej powstającej podczas rozkładu surowców. W wyniku wtrąceń gazowych masa szklana staje się nieprzezroczysta. Jako środki klarujące stosuje się azotany, sole amonowe i trójtlenek arsenu. Po podgrzaniu osadniki rozkładają się, unoszą do góry w postaci oparów i niosą ze sobą wtrącenia gazowe.
Trybuny wygasić lub osłabić niepożądane odcienie kolorów. Ze względu na niewielkie zanieczyszczenia tlenkami żelaza szkło ma zielonkawo-niebieskawy odcień, a wybielacze sprawiają, że ten odcień jest niewidoczny. Stosowane są 2 metody wybielania – fizyczna i chemiczna. Metodą fizyczną do stopionego szkła wprowadza się dodatkowy barwnik, który neutralizuje działanie głównego. Odbarwiacze fizyczne obejmują związki manganu, kobaltu itp. Odbarwiacze chemiczne przekształcają związki kolorowe w bezbarwne. Należą do nich saletra i antymon. Związki te przekształcają 2-wartościowy tlenek żelaza w 3-wartościowy tlenek żelaza, który ma słabszą barwę.
Tłumiki(fluorki i fosforany) zmniejszają przezroczystość i powodują, że szkło wydaje się białe.
Barwniki nadać szkłu pożądany kolor. Jako barwniki stosuje się tlenki lub siarczki metali ciężkich. Zabarwienie może również nastąpić w wyniku uwolnienia w szkle koloidalnych cząstek wolnych metali (miedzi, złota, antymonu).
Szkło ma kolor niebieski z tlenkiem kobaltu, niebieski z tlenkiem miedzi, zielony z tlenkiem chromu lub wanadu, fioletowy z nadtlenkiem manganu, różowy z selenem itp.
Utleniacze i reduktory dodawany podczas topienia kolorowych szkieł, aby stworzyć środowisko o określonym pH. Należą do nich saletra, węgiel itp.
Przyspieszacze gotowania pomagają przyspieszyć topienie szkła. Należą do nich związki fluoru, sole glinu itp.
Właściwości szkła. Zależy od jego składu.
Gęstość szkła zwykłego wynosi 2500 kg/m3, największą gęstość ma szkło o dużej zawartości tlenku ołowiu – do 6000 kg/m3. Zależy ona głównie od obecności w składzie szkła tlenków metali ciężkich (ołowiu, baru, cynku) i wpływa na masę wyrobów, właściwości optyczne i termiczne. Wraz ze wzrostem gęstości wzrasta współczynnik załamania światła, jasność i gra światła na krawędziach, ale zmniejsza się odporność na ciepło, wytrzymałość i twardość.
Właściwości optyczne szkła są zróżnicowane. Szkło może być przezroczyste (przepuszczalność 0,85 i więcej) i przyciemniane w różnym stopniu, bezbarwne i kolorowe, o powierzchni błyszczącej lub matowej. Główne właściwości optyczne szkła to: przepuszczalność światła (przezroczystość), załamanie światła, odbicie, dyspersja itp. Konwencjonalne szkło krzemianowe dobrze przepuszcza całą widzialną część widma i praktycznie nie przepuszcza promieni ultrafioletowych i podczerwonych. Przezroczystość większości okularów wynosi 84-90%. Zmieniając skład chemiczny szkła i jego kolor, można regulować przepuszczalność światła przez szkło. Współczynnik załamania światła (stosunek sinusa kąta padania do sinusa kąta odbicia) dla zwykłego szkła wynosi 1,5, dla kryształu 1,9. Jednocześnie im wyższy współczynnik załamania światła, tym wyższy współczynnik odbicia.
Szkło charakteryzuje się wysoką wytrzymałością na ściskanie rzędu 700-1000 MPa i niską wytrzymałością na rozciąganie rzędu 35-85 MPa.
Twardość to zdolność szkła do przeciwstawienia się wnikaniu w nie innego ciała. Zależy od składu. Szkła kwarcowe, a także borokrzemowe niskoalkaliczne charakteryzują się dużą twardością. Szkło kryształowe jest 2 razy bardziej miękkie niż zwykłe szkło. Twardość zwykłych szkieł krzemianowych wynosi 5-7 w skali Mohsa.
Kruchość to zdolność szkła do przeciwstawienia się uderzeniom. Szkło nie jest dobrze odporne na uderzenia, co oznacza, że jest kruche. Obecność bezwodnika borowego i tlenku magnezu w szkle zwiększa udarność szkła.
Przewodność cieplna szkła jest niska, dlatego szkło służy do ochrony pomieszczeń w zimie. Szkło kwarcowe ma najwyższą przewodność cieplną.
Stabilność termiczna szkła zależy od wielu czynników: składu szkła, kształtu i wielkości produktu, rodzaju powierzchni itp. Dzięki specjalnej obróbce cieplnej można kilkukrotnie zwiększyć opór cieplny szkła.
Przewodność elektryczna szkła jest niska (szkło jest dielektrykiem). Jednocześnie przewodność elektryczna szkła zmienia się wraz z temperaturą (stopione szkło przewodzi prąd). Największy wpływ na przewodność elektryczną ma zawartość w nich tlenku litu; Im więcej go jest w szkle, tym wyższa przewodność elektryczna. Tlenki metali dwuwartościowych (głównie BaO) zmniejszają przewodność elektryczną.
Szkło można poddać obróbce mechanicznej: można je ciąć piłami tarczowymi wypełnionymi diamentem, szlifować frezami Pobedit, ciąć diamentami, szlifować i polerować. W stanie plastycznym, w temperaturze 800-1000°C, można formować szkło.
Klasyfikacja szkła.
Okulary są klasyfikowane w zależności od ich składu. Ich nazwa zależy od zawartości określonych tlenków. Wyróżnia się następujące szkła tlenkowe:
krzemian – SiO 2;
glinokrzemian - Al 2 O 3, SiO 2;
borokrzemian - B 2 O 3, SiO 2;
boroglinokrzemian - B 2 O 3, Al 2 O 3, SiO 2 i inne.
Każdy rodzaj szkła ma określone właściwości.
Szkła krzemianowe dzielą się na zwykłe, kryształowe i żaroodporne. Typowe typy obejmują szkła wapniowo-sodowe, wapniowo-potasowe i wapniowo-sodowo-potasowe.
Szkła kryształowe charakteryzują się zwiększoną jasnością i silnym załamaniem światła. Istnieją kryształy ołowiowe i bezołowiowe. Kryształ ołowiowy ma zwiększoną masę i jest dobrze zdobiony. W zależności od ilości tlenku ołowiu kryształy ołowiu dzielą się na
1. Szkło kryształowe zawierające ołów, bor lub tlenek cynku w ilości co najmniej 10%.
2. Kryształ o niskiej zawartości ołowiu zawierający 18-24% tlenku ołowiu.
3. Kryształ ołowiowy zawierający 24-30% tlenku ołowiu.
4. Kryształ o wysokiej zawartości ołowiu zawierający 30% lub więcej tlenku ołowiu.
Kryształ bezołowiowy zawiera głównie tlenek baru (co najmniej 18%), który poprawia refrakcję, zwiększa twardość i połysk szkła, ale zmniejsza przezroczystość.
Szkło żaroodporne jest w stanie wytrzymać nagłe zmiany temperatury. Zawierają związki boru (12-13%). Opór cieplny takiego szkła wzrasta po hartowaniu.
Właściwości chemiczne szkła.
Odporność chemiczna szkła decyduje o przeznaczeniu i niezawodności produktów. Jest bardzo wysoki, zwłaszcza w odniesieniu do wody oraz kwasów organicznych i mineralnych (z wyjątkiem kwasu fluorowodorowego). Alkalia i węglany alkaliczne są bardziej agresywne. Kwas fluorowodorowy rozpuszcza szkło i dlatego służy do nanoszenia wzorów na szkło, matowania i chemicznego polerowania wyrobów.
Kształtowanie się właściwości konsumenckich wyrobów szklanych następuje w procesie ich produkcja.
Produkcja wyrobów szklanych składa się z kilku etapów: przygotowania surowców, składu wsadu, topienia wytopu szkła, produkcji wyrobów szklanych, obróbki i dekoracji wyrobów, sortowania, etykietowania i pakowania wyrobów.
1. Przygotowanie surowców sprowadza się do oczyszczenia piasku kwarcowego i innych składników z niepożądanych zanieczyszczeń, drobnego przemiału i przesiania materiałów.
2. Przygotowanie wsadu, czyli suchej mieszanki materiałów, polega na odważeniu składników zgodnie z recepturą i dokładnym ich wymieszaniu do uzyskania całkowicie jednorodnej masy. Bardziej postępową metodą jest produkcja brykietów i granulatów z mieszanki; Jednocześnie zachowana jest jednorodność wsadu i przyspieszone gotowanie. Dodatkowo w celu przyspieszenia topienia szkła do wsadu dodaje się 25-30% stłuczonego szkła. Stłuczka jest myta, rozdrabniana i przepuszczana przez magnes.
3. Topienie wytopu szkła z wsadu odbywa się w wannach i piecach garnkowych w maksymalnej temperaturze 1450-1550°C. Podczas procesu gotowania zachodzą złożone przemiany fizyczne i chemiczne oraz interakcje surowców. Za pomocą klarowników stop szkła uwalnia się od wtrąceń gazowych i dokładnie miesza aż do uzyskania jednorodności składu i lepkości. Jeśli naruszone zostaną zasady przetwarzania surowca, przygotowania partii i gotowania, powstają defekty stopu szkła (omówimy to później).
4. Formowanie wyrobów z lepkiego stopionego szkła odbywa się różnymi metodami. Sposób formowania w dużej mierze determinuje konfigurację produktów, grubość ścianek, technikę dekoracji, kolorystykę i dlatego jest ważną cechą asortymentową i czynnikiem cenowym.
Wyroby gospodarstwa domowego powstają poprzez rozdmuchiwanie, prasowanie, tłoczenie, gięcie (gięcie), odlewanie itp.
Dmuchanie - najstarsza metoda formowania wyrobów szklanych. Rozdmuch może być zmechanizowany, rozdmuchowy, ręczny w formach i Guten (gratis).
Ręczne rozdmuchiwanie odbywa się za pomocą szklanej rurki do rozdmuchiwania. Takie rozdmuchiwanie można przeprowadzić w formach lub bez form. Poprzez wdmuchiwanie form uzyskuje się wyroby o dowolnej konfiguracji i grubości ścianki, o gładkiej i błyszczącej powierzchni. Produkują wyroby bezbarwne, barwione i nakładane (dwu- i wielowarstwowe).
Rozdmuchiwanie bez formy lub rozdmuchiwanie swobodne (w handlu - formowanie Huten) również odbywa się przy użyciu szklanej rury do rozdmuchiwania, przy czym produkty są kształtowane i finalnie wykańczane głównie na powietrzu. Produkty charakteryzują się złożonością kształtów, płynnymi przejściami części i pogrubionymi ściankami.
Zmechanizowane rozdmuchiwanie na automatach pozwala uzyskać produkty bezbarwne o prostych konturach, głównie szkła.
Produkty formowane z rozdmuchem charakteryzują się najgładszymi ściankami, wysokim połyskiem, dużą przezroczystością, najróżniejszymi kształtami i grubościami ścianek. Są zdobione niemal na wszystkie możliwe sposoby i uważane są za najwyższej jakości.
Pilny są najbardziej rozpowszechnionymi i ekonomicznymi metodami wytwarzania wyrobów szklanych. Wyroby formowane są na prasach automatycznych i półautomatycznych w specjalnych formach, gdzie od razu nanoszony jest na nie projekt. Charakteryzują się dużą grubością ścianki (powyżej 3 mm), dużą masą, mniejszą przezroczystością i żaroodpornością, znaczną grubością dna oraz widocznymi śladami pleśni. Naczynia wykonane metodą tłoczenia mają proste kształty z szerokim blatem.
Próbują przełamać monotonię produktów prasowanych, tworząc na powierzchni lekki reliefowy wzór (prasa teksturowana), prasowanie bez górnego pierścienia, co pozwala uzyskać dowolnie ukształtowaną, inną dla każdego produktu krawędź oraz kombinację prasowanie i zginanie (gięcie w prasie).
Naciśnij dmuchanie charakteryzuje się tym, że formowanie wyrobów odbywa się dwuetapowo – najpierw są one formowane w formie, a następnie podgrzewane powietrzem. Produkty mają wąską szyjkę, grube nierówne ścianki i ślady pleśni. W wyniku rozdmuchiwania powstają słoiki, butelki, karafki i fiolki; Wyroby otrzymywane tą metodą różnią się od prasowanych bardziej złożonym kształtem, a od dmuchanych grubymi ściankami, śladami pleśni i bardziej chropowatym wzorem.
Odlew. Masę szklaną wlewa się do specjalnej formy, gdzie schładza się i nabiera kształtu. Tą metodą powstają wyroby artystyczne i dekoracyjne.
Odlewanie odśrodkowe przeprowadzane w wirujących formach metalowych pod wpływem sił odśrodkowych. Produkty otrzymane tą metodą charakteryzują się dużą masą, a produkty wielkogabarytowe wykańczane są ręcznie. Przykładem produktów wytwarzanych metodą odlewania odśrodkowego są akwaria.
Inne metody formowania są mniej powszechne.
W przypadku nieprawidłowego uformowania mogą wystąpić różne defekty.
5. Wyżarzanie wyrobów. Podczas formowania, ze względu na niską przewodność cieplną szkła oraz nagłe i nierównomierne chłodzenie, w wyrobach powstają naprężenia własne, które mogą spowodować ich samoistne zniszczenie. Dlatego obowiązkowe jest wyżarzanie - obróbka cieplna, która polega na podgrzaniu wyrobów do temperatury 530-550°C, utrzymaniu tej temperatury i późniejszym powolnym chłodzeniu. Podczas wyżarzania naprężenia szczątkowe ulegają osłabieniu do bezpiecznej wartości i rozkładają się równomiernie w przekroju poprzecznym wyrobów. Opór cieplny szkła zależy od jakości wyżarzania.
6. Przetwarzanie i dekoracja. Obróbka podstawowa polega na obróbce krawędzi i spodów produktów, szlifowaniu zatyczek do szyjki karafek. Obróbka dekoracyjna polega na nanoszeniu na produkty różnego rodzaju dekoracji. Dekor decyduje o walorach estetycznych wyrobów szklanych i jest jednym z głównych czynników wpływających na cenę.
Kawałki są klasyfikowane według etapu zastosowania (na gorąco i na zimno), rodzaju i złożoności.
Zdobienia nakładane na gorąco:
1. Szkło kolorowe otrzymuje się przez dodanie barwników do stopionego szkła.
2. Wyroby kolorowe wykonane są z 1 warstwy szkła i pokryte 1 lub 2 warstwami szkła o intensywnym kolorze.
3. Zdobienie wyrobów dmuchanych na gorąco odbywa się poprzez nakładanie wyprasek szklanych, wstążek, skręconych i splątanych nitek. Odmiana - dekoracja z filigranem lub skrętem ma postać 2 lub 3 kolorowych spiralnych nitek.
4. Dekorację marmurową lub malachitową uzyskuje się poprzez przetopienie szkła mlecznego z dodatkiem mielonego, niezmieszanego szkła kolorowego.
5. Cięcie „pęknięć” („szron”, „szron”) - sieć drobnych pęknięć powierzchniowych powstałych podczas gwałtownego schładzania produktu w wodzie. Następnie półprodukt umieszcza się w piecu, gdzie następuje wytopienie pęknięć.
6. Stosowane jest nacięcie rolkowe, które tworzy efekt optyczny dzięki falistej powierzchni wewnętrznej powstałej podczas rozdmuchiwania przedmiotu obrabianego w żebrowany kształt.
7. Ozdoby z kolorowym wypełnieniem. Podgrzany przedmiot obrabiany jest walcowany po pokruszonym kolorowym szkle, które jest stopione z powierzchnią.
8. Opalizujące folie (nawadnianie) na powierzchni produktów można uzyskać poprzez osadzanie soli chlorku cyny, baru itp. na gorącym produkcie; Sole te podczas rozkładu tworzą przezroczyste, błyszczące, opalizujące warstwy tlenków metali (przypominające macicę perłową).
9. Biżuteria metodą swobodnego wydmuchu – produkt nabiera niepowtarzalnego i niepowtarzalnego kształtu.
10. Żyrandole - nakładanie roztworów metalowych na powierzchnię produktu. Następnie produkt jest wyżarzany, rozpuszczalnik odparowuje, a na powierzchni utrwalana jest metaliczna folia.
11. Wyroby prasowane ozdabia się głównie wzorem z formy.
Dekorowanie produktów w stanie zimnym realizowany poprzez obróbkę mechaniczną, obróbkę chemiczną (trawienie) oraz dekorację powierzchni farbami silikatowymi, preparatami złota, żyrandolami.
Cięcia stosowane mechanicznie obejmują taśmę matową, szlifowanie numeryczne, fazowanie diamentowe, fazowanie płaskie, grawerowanie i piaskowanie.
1. Taśma matowa to pasek o szerokości 4-5 mm. Podczas obracania się metalowy pasek dociskany jest do powierzchni produktu, pod który podawany jest piasek i woda. W tym przypadku ziarenka piasku zarysowują szkło.
2. Szlifowanie numeryczne - matowa powierzchnia (płytka) wzór okrągłych, owalnych przekrojów lub nacięć. Nakładać za pomocą tarcz szlifierskich.
3. Krawędź rombu to wzór głębokich dwuściennych rowków, które po połączeniu ze sobą tworzą krzaki, sieci, wielokątne kamienie, gwiazdy proste i wielopromienne oraz inne elementy. Konstrukcja stosowana jest na maszynach ręcznych lub automatycznych wykorzystujących ściernicę o innym profilu krawędzi. Po wycięciu wzór jest polerowany do momentu uzyskania całkowitej przezroczystości. Faseta diamentowa robi szczególne wrażenie na produktach kryształowych, gdzie wyraźnie widać blask i grę światła w fasetach.
4. Płaska krawędź - są to polerowane płaszczyzny o różnej szerokości wzdłuż konturu produktów.
5. Grawer - powierzchnia matowa lub rzadziej lekki wzór o charakterze głównie roślinnym, bez dużych wcięć. Uzyskuje się go za pomocą wirujących dysków miedzianych lub ultradźwięków.
6. Piaskowanie - matowy wzór o różnych kształtach, powstający w wyniku obróbki szkła piaskiem, który pod ciśnieniem wprowadza się w wycięcia szablonu.
Wytrawianie nacięć, dzielą się na trawienie proste (helionowe), złożone (pantograf) i głębokie (sztuka). Aby uzyskać wzór, produkty pokrywa się warstwą masy ochronnej, na którą nanosi się wzór za pomocą igieł maszynowych lub ręcznie, odsłaniając szybę. Następnie wyroby szklane zanurza się w kąpieli kwasu fluorowodorowego, który rozpuszcza szkło w odsłonięty wzór na różnej głębokości.
Trawienie proste lub helioniczne to dogłębnie przezroczysty wzór geometryczny w postaci linii prostych, zakrzywionych i przerywanych.
Akwaforta złożona lub pantografowa to liniowy, dogłębny projekt, ale o bardziej złożonym, często kwiatowym charakterze.
Głęboka lub artystyczna akwaforta to reliefowy projekt przedstawiający głównie działkę roślinną na 2 lub 3-warstwowym szkle. Ze względu na różną głębokość trawienia kolorowego szkła powstaje wzór o różnej intensywności kolorów.
Dekorację powierzchni można wykonać farbami silikatowymi i preparatami do złota. Do dekoracji zalicza się malowanie, kalkomanię (wielobarwny wzór bez pociągnięć pędzla, nanoszony za pomocą kalkomanii), sitodruk (jednobarwny wzór uzyskany poprzez szablonowanie przy użyciu jedwabnej siatki), nakładanie tasiemek (szerokość 4-10 mm), nakładanie warstw (1-3 mm), anteny (do 1 mm), obrazy fotograficzne itp. Opracowywane są nowe metody zdobienia - natryskiwanie plazmowe metali, proszków szklanych, grawerowanie fotochemiczne itp.
Proces produkcyjny kończy się kontrolą akceptacji i etykietowaniem produktu.
