Стекло и изделия из него

Стекло

История обычного стекла насчитывает не одну тысячу лет. Ученые подтверждают, что в Египте и Месопотамии стекло изготавливали уже 6000 лет назад. Стеклянные изделия так же, как и керамические, практически не подвергаются воздействию атмосферных осадков и хорошо сохраняются даже под слоем земли.

Первый в России завод по производству стекла начал свою работу в 1636 г. возле города Воскресенска под Москвой. На нем изготавливали оконное стекло и стеклянную посуду. Особенными темпами стекольное дело развилось при Петре I, и уже в XVIII в. вблизи Москвы работало шесть стекольных заводов.Именно начиная с этого времени, стекло постепенно становится традиционным материалом для остекленения оконных проемов.

Преимущества стекла

• Дешевизна
• Хорошо поддается мех. обработке :

• Сверлить
• Колоть
• Обрабатывать на токарном станке
• Шлифовать
• Полировать

Стекло как отделочный материал отличается долговечностью, биостойкостью, а также высокими показателями стойкостью к перепадам температур, влаги и солнца, и, естественно, декоративностью. Стекло легко может добавить комнате яркости и света, а воздушные матовые орнаменты на бесцветном или тонированном стекле эффектно смотрятся в любом интерьере.

Разновидностей стекла очень много, вот некоторые из них:

* листовое стекло;

* стекло матовое узорчатое;

* стекло армированное листовое;

* стекло закаленное строительное;

* стекло цветное;

* стекло теплопоглощающее;

* зеркальные и солнцезащитные стекла;

* стекла защитные многослойные;

* стекло строительное профильное.

В обычных окнах используется листовое стекло, толщина которого колеблется от 2,5 до 4 мм.

Стекловарение

t 1500-1400

• Провар шихты
• Осветление(удаление мошки, свиля)
• Студка охлаждение

В стекловарении используют только самые чистые разновидности кварцевого песка, в которых общее количество загрязнений не превышает 2...3%. Особенно нежелательно присутствие железа, которое даже в ничтожных количествах (десятые доли%) окрашивает стекло в зеленоватый цвет.

• Мошкой стеклоделы называют мелкие пузырьки газа, распределенные по всей массе стекла. Ее удаление из жидкой массы производят «бурлением» при помощи деревянной чурки или обыкновенного сырого картофеля. Помещенные в жидкое стекло, они дают обильное выделение газов, которые и очищают от мошки всю массу. Ее наличие в изделиях считается браком. Мошка особенно недопустима в оптических стеклах.

• Стекольным свилям называют нитеобразные потоки, подобные тем, которые можно наблюдать в процессе растворения сахара в воде при медленном перемешивании. Свиль – это видимая граница двух соседних участков стекольной массы. Наличие свилей свидетельствует о плохой перемешанности стекольной массы при варке, т.е. о его низком качестве.

Na2O + CO2 CaCO3 Ca О + CO2 В результате в состав стекла входят оксиды SiO2, Na2O и CaО. Они образуют сложные соединения – силикаты, которые являются натриевыми и кальциевыми солями кремниевой кислоты. " width="640"

Стекло, исходными компонентами шихты которого является кварцевый песок, сода и известь, называют натрий-кальциевым. Оно составляет около 90% получаемого в мире стекла. При варке карбонат натрия и карбонат кальция разлагаются в соответствии с уравнениями:

• Na2CO3 Na2O + CO2
• CaCO3 Ca О + CO2

В результате в состав стекла входят оксиды SiO2, Na2O и CaО. Они образуют сложные соединения – силикаты, которые являются натриевыми и кальциевыми солями кремниевой кислоты.

В таблице приведен состав (в%) некоторых типичных промышленных стекол.

Стекло

SiO2

Оконное

Бутылочное

B2O3

72

70

Al2O3

Хрустальное

-

Лабораторное

56

Na2O

2

-

85

K2О

3

-

Оптическое

14

-

9

-

17

34

CaО

-

2

MgO

13

-

9

8

3

Pb3O4

11

4

3

ВаО

-

2

-

-

-

-

-

-

-

-

ZnO

-

-

-

33

- -

-

-

-

-

-

-

-

-

46

4

2Na2O + 2SO2^ + CO2^ " width="640"

Сода – сырье относительно дорогое и имеющее огромный спрос со стороны различных отраслей народного хозяйства. Поэтому в качестве источника Na2O при варке стекла используют также природный минерал Na2SO4. В России его огромные залежи имеются на месте бывшего залива Кара-Богаз-Гол . Однако в этом случае варка стекла требует более высоких температур. Кроме того, в шихту необходимо вводить уголь для восстановления серы в соответствии с уравнением :

2Na2SO4 + С 2Na2O + 2SO2^ + CO2^

Охлаждение стекла, а точнее изделия из него проводят медленно, чтобы избежать в нем напряжений. При быстром охлаждении стекла поверхностные слои тела затвердевают и могут иметь температуру, близкую к комнатной, а внутренние части, вследствие низкой теплопроводности, могут иметь температуру до 1000 ° C. Поскольку внутренние части при охлаждении сжимаются, а наружные уже не уменьшаются в размере, в них возникают высокие поверхностные сжимающие напряжения. Внутренние слои, наоборот, испытывают высокие растягивающие напряжения. Такое стеклянное тело называют «закаленным».

Сырье

• SiО2 ( t высокая 1700 º с)очень чистый 2-3 % примесей
• Na2CO3( более низкая t) растворяется в воде и разрушается
• Мел, известняк (нерастворимое) CaCO3

Окраска

Окраску стекла осуществляют введением в него оксидов некоторых металлов или образованием коллоидных частиц определенных элементов.

• Золото медь - красный
• Серебро - желтый
• Селен - розовый
• Оксид кобальта - голубой
• Оксид марганца – красно - фиолетовая
• Оксид свинца - придает цвету яркие оттенки

Бутылочное стекло низкого сорта, как правило, имеет окраску, которая зависит от присутствия в нем ионов Fe2+и Fe3+. Стекольное сырье трудно очищается от железа и поэтому в дешевых сортах оно всегда присутствует. Поскольку в стекле одновременно содержатся как ионы Fe2+, так и ионы Fe3+, они и придают стеклу зеленоватую окраску (бутылочный цвет).

Существуют химические и физические способы обесцвечивания стекла.

В химическом способе стремятся все содержащееся железо перевести в Fe3+. Для этого в шихту вводят окислители – нитраты щелочных металлов, диоксид церия СеO2, а также оксид мышьяка (III) As2O3 и оксид сурьмы (III) Sb2O3. Химически обесцвеченное стекло лишь слегка окрашено (за счет ионов Fe3+) в желтовато-зеленоватый цвет, но обладает хорошим светопропусканием.

При физическом обесцвечивании в состав стекла вводят «красители», т.е. ионы, которые окрашивают его в дополнительные тона к окраске, создаваемой ионами железа, – это оксиды никеля, кобальта, редкоземельных элементов, а также селен.

Некоторые изделия из стекла :

Спасибо за внимание!!!!