Sticla - ce este și cum este produsă? proprietățile sticlei. Cum și din ce sticlă și produse din sticlă sunt fabricate

Sticla este cel mai vechi obiect care a fost găsit de om și este folosit și astăzi. Găsit pentru că o persoană nu a inventat ea însăși și a făcut-o pentru prima dată. Cel mai probabil, primul pahar a apărut cu multe mii de ani în urmă din lava vulcanică. Acum această substanță este numită în mod obișnuit obsidian. Cum se face sticla? Să ne întoarcem la vremurile când nu exista. Treptat, oamenii au cunoscut natura înconjurătoare și au observat că atunci când soda naturală este amestecată cu nisip și apoi încălzită, apare o substanță transparentă. Așa au devenit conștienți de acest nou tip de material. Acest proces a fost descris de Pliniu, enciclopedul grec antic. Din acel moment a început istoria utilizării sticlei, care a devenit absolut indispensabilă în viața noastră de astăzi. La urma urmei, acum este folosit peste tot.

Cu toate acestea, există o altă teorie despre modul în care se face sticla, mai precis, cum era produsă înainte. Unii oameni de știință au decis că materialul sticlos a fost identificat ca un produs secundar al topirii sau prăjirii cuprului.În viața umană, acest produs a jucat un rol cu ​​adevărat remarcabil. Este dificil să-i supraestimezi importanța. Producția de foi de sticlă este comparabilă cu descoperiri precum producția de foc și invenția roții. În zilele Egiptului Antic, se obișnuia să se facă tot felul de bijuterii din el. Mai târziu, au învățat să producă recipiente pentru lichide din el. Din secolul al XIII-lea a avut loc o creștere dramatică a cantității de sticlă produsă. Veneția a devenit centrul producției sale. Meșterii au devenit conștienți de tehnologia de creare a sticlei orientale, după care au început să o dezvolte și să o îmbunătățească. Transparența sticlei a fost posibilă prin adăugarea de diferite impurități la aceasta. Maeștrii au început să facă din ea diverse feluri de mâncare, care erau foarte subțiri și elegante. În acele zile, produsele din sticlă serveau mai mult ca obiecte de lux și decorațiuni.

Dacă întrebarea cum este fabricată sticla este încă interesantă pentru tine, atunci poți vorbi despre cum a găsit din ce în ce mai multe noi domenii de aplicare. Tehnologia producției sale a fost îmbunătățită. S-a inventat o oglindă, acest lucru s-a realizat prin aplicarea unui amalgam pe o parte. Sticla a fost folosita si in constructii. De obicei a fost folosit la construcția de palate și temple. Și după ce meșterii au învățat să-l coloreze, au început să decoreze ferestrele cu el, făcând vitralii frumoase. Și acum sticla este utilizată pe scară largă pentru topire. Și în știință, de-a lungul timpului, au început să folosească sticla. Datorită descoperirii capacității sale de a concentra și împrăștia lumina, au fost create o varietate de lentile, s-au realizat telescoape și microscoape. Aceste descoperiri au devenit un pas uriaș în dezvoltarea științelor naturale - medicină, biologie, astronomie, fizică și altele. Nicio activitate nu este posibilă în nicio direcție științifică fără ochelari.

Cum se face sticla? Ca odata, din nisip. În miezul său, nisipul conține cristale de cuarț prezentate aici. Când este încălzit, se topește. Dacă îl răcești repede, atunci mineralele nu vor avea timp să se cristalizeze, devenind transparente. Pentru a da produsului orice culoare, i se adaugă oxizi de diferite metale. Pentru a da sticlei o transparenta maxima, nisipul este curatat astfel incat sa contina aproape un cuart.

In momentul de fata, exista multe modalitati de a obtine un produs cu proprietati diferite: armat, calit, oglindit, blindat. Chiar și acum, nisipul simplu, care este prelucrat, servește ca bază. Este important să spunem că există încă suficient nisip pe planetă, așa că sticla nu va ieși curând din viața noastră de zi cu zi.

Din ce este facuta sticla?

1. Este mai bine să cumpărați din magazin și să nu faceți baie.
2. Din ce este facuta sticla?

   Paradoxal, STICLA este un lichid solidificat.
   Componenta principală a sticlei, care este inclusă în ea în cea mai mare cantitate (60-70% din volum) și îi determină proprietățile tipice, este SILICA SiO2 (nisip, cuarț, gresie cu granulație fină).
   Siliciul este introdus în compoziția sticlei, sub formă, de exemplu, de nisip de cuarț.
   În fabricarea sticlei se folosesc doar soiurile PURE de nisip de cuarț, în care cantitatea totală de impurități (argilă, var, impurități de mică) nu depășește 2-3%.
   Deosebit de nedorită este prezența fierului, care, găsit în nisipuri chiar și în cantități mici, colorează sticla într-o culoare verzuie neplăcută.

   Sticla poate fi sudată doar din nisip, fără a adăuga alte substanțe, dar aceasta necesită o temperatură foarte ridicată (peste 1700 de grade C).
   Sobele moderne obișnuite din cărămizi de lut refractar, care folosesc combustibili solizi, lichizi sau gazoși, nu sunt potrivite pentru asta: trebuie să apelezi la cuptoare electrice, a căror funcționare este foarte costisitoare.
   Prin urmare, pentru a scădea punctul de topire al nisipului, se folosesc diverși aditivi...

3. Este realizat din nisip la temperatură și presiune ridicată.
4. Pentru a face sticla, meșterii iau: nisip de cuarț (componenta principală); lămâie verde; sifon; Cum se face sticla În primul rând, nisipul de cuarț, soda și varul sunt încălzite într-un cuptor special la o temperatură de 1700 de grade peste zero. Granulele de nisip sunt interconectate, după ce sunt omogenizate (se transformă într-o substanță omogenă), gazul este îndepărtat. Masa este scufundată în staniu topit cu o temperatură de peste 1000 de grade, care plutește la suprafață datorită densității sale mai mici. Cu cât masa care intră în baia de tablă este mai subțire, cu atât sticla va fi mai subțire la ieșire. Fabricarea sticlei Atingerea finală este răcirea treptată.

   Soda ajută la reducerea punctului de topire de 2 ori. Dacă nu este adăugat, nisipul va fi foarte greu de topit și, în consecință, de a conecta boabele individuale de nisip între ele. Varul este necesar pentru ca masa să reziste la apă.

5. Nisip de cuarț, var și sifon
6. Ei bine, de fapt din nisip de cuarț
7. Sticla se obține prin topirea unui amestec de nisip și alte componente minerale, care depinde de marca sticlei. De exemplu, sticla de cristal, din care se face vesela decorativă, conține o cantitate semnificativă de plumb. Când nisipul de cuarț pur este topit, se obține sticlă de cuarț - este foarte refractar și vâscos în topitură, așa că nici măcar nu se dovedește a fi transparent din cauza bulelor de aer rămase în ea. Are un coeficient de dilatare termică slab - dacă este încălzit la roșu și pus în apă, nu se va crăpa. Se foloseste la fabricarea sticlei de laborator, a elementelor de incalzire din sticla pentru laboratoare si industrie, etc. Pentru a obtine sticla de cuart optic care transmite ultravioletele, se topeste cristalul de roca - acesta, ca nisipul de cuart, este SiO2 pur, dar granulator, care este rar în natură.

   La răspunsul lui Vasilcenko. Anterior, sticla de uraniu a fost făcută pentru fabricarea de vase decorative - o culoare uimitoare verde-gălbui, produsele din ea pot fi văzute la Moscova în Muzeul Kuskovo. Odată cu descoperirea radioactivității, producția de astfel de sticlă a fost oprită.
   Pentru a proteja împotriva radiațiilor radioactive, se folosesc ecrane din sticlă cu plumb - conține chiar mai mult plumb decât cristalul decorativ și are o nuanță gălbuie. Kinescoapele pentru monitoare sunt fabricate din aceeași sticlă - pentru a proteja utilizatorul PC-ului de fluxul de electroni din „pistolul cu electroni” al kinescopului.

8. Sticla obișnuită conține aproximativ 70% dioxid de siliciu în compoziția sa, care se găsește în aceeași formă în cuarț, iar sub forma sa policristalină, nisip. Compoziția sticlei

   Siliciul pur (SiO2) are un punct de topire de aproximativ 2000 de grade și este folosit în principal pentru fabricarea sticlei pentru instrumente de specialitate. De obicei, la amestec se mai adaugă două substanțe pentru a simplifica procesul de producție. În primul rând, este carbonatul de sodiu (Na2CO3) sau carbonatul de potasiu, care scade punctul de topire al amestecului la 1000 de grade. Cu toate acestea, aceste componente contribuie la dizolvarea sticlei în apă, ceea ce este extrem de nedorit. Prin urmare, un alt component de var (oxid de calciu, CaO) este adăugat la amestec pentru a face compoziția insolubilă. Acest pahar contine aproximativ 70% silice si se numeste sticla soda-calcica. Ponderea acestui tip de sticlă în producția totală este de aproximativ 90%.

   La fel ca varul și carbonatul de sodiu, alte ingrediente sunt adăugate în sticla obișnuită pentru a-i schimba proprietățile fizice. Adăugarea de plumb în sticlă crește indicele de refracție al luminii, crește semnificativ strălucirea, iar adăugarea de bor în compoziția amestecului modifică proprietățile termice și electrice ale sticlei. Oxidul de toriu a dat sticlei un indice de refracție ridicat și o dispersie scăzută, ceea ce este necesar în fabricarea lentilelor de înaltă calitate, dar datorită radioactivității sale a fost înlocuit cu oxid de lantan în produsele moderne. Aditivii de fier din sticlă sunt utilizați pentru a absorbi radiația infraroșie (căldură).

   Metalele și oxizii lor sunt adăugați în sticlă pentru a-și schimba culoarea. De exemplu, manganul este adăugat în cantități mici pentru a da sticlei o nuanță verde sau, la concentrații mai mari, culoarea ametistului. Ca și manganul, seleniul este folosit în doze mici pentru a decolora sticla sau în concentrații mari pentru a conferi o culoare roșiatică. Concentrațiile mici de cobalt conferă sticlei o nuanță albăstruie. Oxidul de cupru dă lumină turcoaz. Nichelul, în funcție de concentrație, poate da paharului o culoare albastră, violetă sau neagră. In functie de compozitia sticlei, culoarea acestuia poate fi influentata de incalzire sau racire. #9679; Compoziție chimică, % :
   Si02 - 72,2
   Al2O3 - 1,7
   CaO+MgO 12,0
   Na2O+K2O 13,7
   SO3 - 0,3
   Fe2O3 - 0,1

9. Fabricat din nisip de cuarț.
10. Din siliciu, prin electroliză.

Sticla, cândva o operă de artă rară și valoroasă, este acum un proces de fabricație comun. Produsele din sticlă sunt folosite ca recipiente industriale și casnice, izolatori, fibre de armare, lentile și arte decorative. Materialele folosite pentru realizarea diferitelor tipuri de sticlă pot diferi, dar procesul general de realizare a acestora este descris mai jos.

Pași

Utilizarea cuptorului

Cumpărați nisip de cuarț. Nisipul de cuarț este ingredientul principal pentru producția de sticlă. Sticla fără fier este apreciată pentru transparență, ca și în cazul în care sticla conține fier, sticla va apărea verzuie.

• Purtați o mască dacă lucrați cu nisip de cuarț foarte fin. Dacă este inhalat, poate irita gâtul și plămânii.
• Nisipul cuarțos poate fi cumpărat din magazinele online. Este destul de ieftin, o pungă care cântărește 25 kg costă în jur de 200 de ruble. Dacă doriți să lucrați la scară industrială, atunci vânzătorii specializați pot oferi prețuri bune pentru loturi mari - uneori mai puțin de 2000 de ruble pe tonă.
• Dacă nu găsiți nisip care conține puține impurități, efectul de nuanță verzuie poate fi compensat prin adăugarea de cantități mici de dioxid de mangan. Iar daca vrei sticla verzuie, lasa fierul de calcat asa!

1. Adăugați carbonat de sodiu și oxid de calciu pe nisip. Carbonatul de sodiu (numit carbon de sodiu) scade temperatura de producție a paharelor industriale. Cu toate acestea, face ca sticla să fie corodată de apă. Prin urmare, pentru a neutraliza acest fenomen, se introduce suplimentar în sticlă oxid de calciu sau var. Pentru a face sticla mai rezistentă, i se adaugă oxizi de magneziu și/sau aluminiu. De obicei, acești aditivi ocupă nu mai mult de 26-30% din compoziția sticlei.

   În funcție de scopul paharului, adăugați alte substanțe chimice. Cel mai obișnuit aditiv pentru sticla decorativă este oxidul de plumb, care conferă cristalului strălucirea sa, precum și duritatea sa scăzută, care îl face mai ușor de tăiat, și temperatura scăzută de formare a topiturii. Lentilele pentru ochelari pot conține oxid de lantan, care este folosit pentru puterea sa de refracție, în timp ce fierul favorizează absorbția fierului de către sticlă.

   • Cristalul de plumb poate conține până la 33% oxid de plumb, dar cu cât mai mult plumb, cu atât este nevoie de mai multă experiență pentru a forma sticla topită, așa că mulți producători de sticlă aleg un conținut scăzut de plumb.

2. Adăugați componente pentru a obține culoarea de sticlă dorită, dacă este necesar. După cum sa menționat mai sus, impuritățile de fier din sticla de cuarț îi conferă un aspect verzui, așa că se adaugă oxid de fier pentru a spori nuanța verzuie, la fel ca oxidul de cupru. Compușii sulfului dau o nuanță gălbuie, chihlimbar, maronie și chiar neagră, în funcție de cât de mult carbon sau fier este adăugat amestecului de sticlă.

   puneți amestecul într-un creuzet rezistent la temperatură. Crezetul trebuie să reziste la temperaturile excepțional de ridicate care se ating în cuptor. În funcție de aditivi, poate varia de la 1500 la 2500 de grade. Crezetul trebuie să fie astfel încât să nu fie dificil să îl prinzi cu clești și tije metalice.

   Se topește amestecul până la lichid. Pentru sticla de silicat industrial, aceasta se realizează într-un cuptor cu gaz, sticlele speciale pot fi topite într-un cuptor electric, oală sau mufă.

   • Cuartul si nisipul fara impuritati trec in stare sticloasa la o temperatura de 2300 de grade Celsius.Adaosul de carbonat de sodiu (soda) reduce temperatura necesara formarii sticlei la 1500 de grade Celsius.

3. Se omogenizează sticla topită și se îndepărtează bulele din ea. Aceasta presupune amestecarea sticlei până la o consistență uniformă și adăugarea de substanțe precum sulfat de sodiu, clorură de sodiu sau oxid de antimoniu.

   Modelați sticla topită. Turnarea sticlei se poate face în unul dintre următoarele moduri:

   • Sticla topită poate fi turnată într-o formă și lăsată să se răcească. Această metodă a fost folosită de egipteni și este modul în care sunt fabricate majoritatea lentilelor optice.
   • O cantitate mare de sticlă topită poate fi colectată la capătul unei țevi goale și apoi suflată prin răsucirea țevii. Sticla este modelată de aerul suflat în țeavă, gravitația acționând asupra topiturii de sticlă și orice unelte pe care le folosește suflatorul de sticlă pentru a lucra cu sticla topită.
   • Sticla topită poate fi turnată într-o baie de staniu topit folosită ca substrat și suflată cu azot sub presiune pentru modelare și lustruire. Sticla formata prin aceasta metoda se numeste sticla float, si asa se face sticla plana inca din anii 1950.

4. Răciți încet paharul în cuptor. Acest proces se numește recoacere și elimină orice sursă punctuală de stres care s-ar fi putut forma în timpul răcirii sticlei. Sticla necoaptă este mult mai puțin durabilă. Odată ce procesul este finalizat, sticla poate fi acoperită, laminată sau tratată în alt mod pentru a îmbunătăți rezistența și durabilitatea.

   Folosind un grătar cu cărbune

   1. Faceți un cuptor improvizat dintr-un grătar cu cărbune. Această metodă utilizează căldura generată de o flacără de la arderea cărbunelui pentru a topi nisipul de cuarț în sticlă. Materialele folosite sunt relativ ieftine și ușor disponibile - în teorie, pentru a pregăti tot ce aveți nevoie pentru a obține sticlă, trebuie doar să alergați la magazinul de hardware. Utilizați un grătar mare - un model cu dom de dimensiuni standard va fi potrivit. Ar trebui să fie cât mai gros și puternic posibil. Cele mai multe grătare au un orificiu de ventilație în partea de jos - deschideți-l în sus.

      • Chiar și la temperaturile extrem de ridicate pe care le realizează această metodă, topirea nisipului pe grătar poate fi foarte dificilă. Înainte de a începe, adăugați în nisip o cantitate mică (aproximativ 1/3-1/4 din volumul nisipului) de sifon, var și/sau borax. Acești aditivi scad punctul de topire al nisipului.
      • Dacă veți sufla sticlă, aveți la îndemână o țeavă metalică lungă și goală. Dacă urmează să turnați paharul într-o formă, pregătiți-l în avans. Vrei o formă care să nu ardă sau să se topească din cauza căldurii sticlei topite, grafitul este grozav pentru asta.

   2. Cunoașteți pericolul acestei metode. Această metodă presupune încălzirea grătarului dincolo de limitele normale de temperatură – atât de mult încât grătarul în sine se poate topi chiar. Munca neglijentă folosind această metodă este periculoasă răni grave sau chiar moarte. Lucrați cu grijă. Păstrați la îndemână mult pământ, nisip sau un stingător de incendiu la temperatură ridicată în cazul în care trebuie să reduceți intensitatea incendiului.

      Luați toate măsurile de precauție posibile pentru a vă proteja pe dumneavoastră și bunurile dumneavoastră de temperaturi ridicate. Lucrați această metodă pe o suprafață de beton în aer liber, cu suficient spațiu în jur. Nu folosiți echipamente de neînlocuit. stai departe de la grătar când gătiți sticlă. De asemenea, trebuie să purtați cât mai multă îmbrăcăminte de protecție, inclusiv:

      • mănuși sau mănuși de înaltă rezistență pentru cuptoare;
      • masca de sudura;
      • șorț de înaltă rezistență;
      • îmbrăcăminte rezistentă la foc.

   3. Obțineți un aspirator pentru atelierul dvs. de acasă cu un atașament pentru furtun lung. Folosind bandă adezivă sau altfel, îndoiți furtunul astfel încât să sufle direct în orificiul de ventilație din partea de jos, fără a atinge corpul grătarului. Probabil va trebui să atașați furtunul la unul dintre picioarele sau roțile grătarului. Așezați aspiratorul în sine cât mai departe de grătar.

      • Asigurați-vă că furtunul este fix și nu se mișcă: dacă se slăbește în timpul topirii sticlei, nu mergi la gratar daca este foarte fierbinte.
      • Porniți aspiratorul pentru a verifica poziția furtunului. Un furtun plasat cu precizie va sufla direct în orificiul de ventilație.

   4. Tapetați interiorul grătarului cu cărbune. Folosiți mai mult cărbune decât ați face pentru a prăji carnea. Rezultate reușite se observă atunci când grătarul este umplut aproape până la refuz. Așezați o tigaie sau un creuzet de fontă umplut cu nisip în mijlocul grătarului, stropite cu cărbune.

Fiecare dintre noi a întâlnit sticla de mai multe ori. Orice elev știe ce este acest material fragil și transparent. Îl vedem în fiecare zi în oglinzi, ferestre, vase și mobilier, dar îl știm bine? Cum se produce, ce este și care sunt proprietățile sticlei?

Ce înseamna cuvantul asta

Există multe materiale de referință care pot ajuta în această problemă. Care este sensul cuvântului „sticlă” conform uneia dintre cele mai populare surse? Dicționarul lui Ozhegov caracterizează această substanță ca un material solid obținut din nisip de cuarț amestecat cu oxizi ai anumitor metale. Chiar și definiția oferă o idee despre cum este produs materialul. Dar vom ajunge la acest subiect mai târziu.

Cu siguranță toată lumea este obișnuită cu faptul că sticla este un material transparent. Dar atenție - dicționarul lui Ozhegov nu oferă o astfel de clarificare. Sticla poate fi nu numai transparentă, ci și colorată sau mată. Dar compoziția materialului diferă nesemnificativ.

Din ce este făcută sticla

Compoziția standard a sticlei este un amestec de var pur și sifon. Diferiți aditivi pot fi utilizați pentru a modifica proprietățile materialului. Dar totuși, componenta principală este tocmai nisipul pur de râu. Cantitatea sa este de aproximativ 75% din întregul amestec. Soda vă permite să reduceți nisipul de aproape 2 ori. Varul protejează sticla de majoritatea substanțelor chimice și adaugă rezistență și strălucire.

Impurități suplimentare:

• Mangan. Se adaugă în sticlă pentru a obține o nuanță verde specifică. Nichelul sau cromul pot fi folosite pentru alte culori.
• Plumbul conferă sticlei un plus de strălucire și un sunet caracteristic. Materialul este mai rece la atingere. Sticla cu un amestec de plumb se numește cristal.
• Oxidul de acid boric oferă materialului un plus de strălucire și transparență, în timp ce scade coeficientul de dilatare termică a produselor.

Istoria producerii sticlei

Chiar și acum 6000 de ani, oamenii au reușit să creeze acest material frumos și fragil. Desigur, aspectul său a fost oarecum diferit de sticla modernă, deoarece în Egiptul antic și Mesopotamia nu existau echipamente pentru curățarea nisipului de înaltă calitate și alte instrumente. Cu toate acestea, producția de sticlă a început acolo. Datorită rezistenței sale la influențele mediului, acest material a oferit istoricilor o idee despre cultura și capacitățile tehnice ale celor mai vechi popoare.

În Rusia, prima fabrică de sticlă a apărut în 1636. Era situat lângă Moscova. Acolo a fost creată vesela și această ramură a industriei a primit o mare dezvoltare sub Petru I.

Abia în 1859, invenția pompei de înaltă presiune a făcut posibilă crearea de sticlă fără participarea suflanților de sticlă. Acest lucru a simplificat foarte mult producția. Și la începutul secolului al XIX-lea, a fost descoperită o proprietate interesantă a materialului - dacă produsul finit este încălzit la o anumită temperatură, proprietățile mecanice ale sticlei vor crește cu 400%.

Producție modernă

Tehnologiile au făcut un pas înainte, ceea ce a făcut posibilă crearea oricăror materiale în cantități uriașe și cu cel mai mic efort uman. În prezent, există multe fabrici în care sticla este creată folosind o tehnologie standard, bine stabilită. Ce este un material modern obținut din nisip de cuarțit topit, învățăm familiarizându-ne cu tehnologia. Să luăm ca exemplu tabla.

Producția sticlei pe etape:

1. Toate ingredientele necesare sunt încărcate în cuptor și încălzite până când se formează o masă lichidă omogenă.
2. Într-un omogenizator special, acest aliaj este amestecat până la o stare omogenă.
3. Masa rezultată este turnată într-un recipient plat, în fundul căruia se află staniu topit. Acolo, sticla este distribuită, formând un strat subțire uniform.
4. Materialul răcit și întărit este trimis la transportor. Acolo se efectuează controlul grosimii sticlei și tăierea. Materialul care nu trece testul, precum și piesele defecte, sunt trimise pentru topire.
5. Se efectuează ultimul control al calității, după care sticla este livrată la depozitul de produse finite.

Tipuri de sticlă

În prezent, acest material este unul dintre cele mai comune. Nu este surprinzător că există diferite tipuri de sticlă, care diferă atât prin aspect, cât și prin proprietăți fizice. Aici sunt câțiva dintre ei:

1. Sticlă de cristal. Este un material care conține plumb. Am vorbit despre asta mai sus.
2. Conține cel mai pur nisip, datorită căruia este foarte durabil. Capabil să reziste la fluctuațiile de temperatură, de aceea este utilizat pentru a crea instrumente optice, sticlă de laborator și ferestre.
3. Sticlă spumă. Material de construcție ușor, care poate fi folosit atât pentru decorare, cât și pentru așezarea pereților și a pardoselilor. Conține un număr mare de goluri, datorită cărora are proprietăți ridicate de izolare termică și fonică.
4. Vata de sticla. Material volumetric aerisit, format din fire subtiri si foarte rezistente. Este rezistent la foc, prin urmare este folosit nu numai în construcții, ci și în croitoria pompierilor și sudorilor.

Aplicarea sticlei

În funcție de proprietăți și aspect, aproape orice aplicație poate fi găsită pentru acest material. Principalul consumator de sticla produsa la noi este industria constructiilor. Folosește mai mult de jumătate din materialul produs. Scopul său poate fi foarte divers - placarea pereților, geamurile ferestrelor, construirea pereților din cărămizi goale, izolarea termică etc. Zona de construcție poate fi atribuită și lui Ce este o fereastră gotică, toată lumea știe sigur. De regulă, este căptușită cu un număr mare de piese de sticlă colorată. În zilele noastre, vitraliile nu și-au pierdut relevanța și sunt folosite atât în ​​construcții, cât și în producția de mobilă.

Pe locul doi în popularitate se află vasele de sticlă pentru diverse scopuri. Sunt produse ceva mai puține vesela. Trebuie remarcat faptul că sticla este un material indispensabil în industria chimică, deoarece este rezistentă la majoritatea reactivilor.

Proprietăți fizice

Ca orice alt material, sticla are o serie de calități pe care trebuie să le cunoașteți înainte de a o folosi într-o anumită zonă.

1. Densitate. Poate varia în funcție de compoziția amestecului și de metoda de fabricare. Valoarea densității sticlei poate varia de la 220 la 650 kg/m 3 .
2. Fragilitate. Această caracteristică este o trăsătură distinctivă a sticlei și limitează utilizarea acesteia în industria construcțiilor. În prezent, oamenii de știință creează aliaje mai complexe care maximizează rezistența materialului.
3. Rezistenta termica. Sticla obișnuită poate rezista la temperaturi de până la 90 ° C. După procesare, proprietățile termice ale materialului cresc semnificativ. De exemplu, sticla industrială poate rezista la temperaturi de peste 200°C.

Am învățat multe despre sticlă - ce este, cum este produsă și ce proprietăți are. Este timpul să divagați puțin și să faceți cunoștință cu cele mai interesante fapte despre acest material foarte comun. Puțini oameni știu că:

• Viteza de deplasare a fisurilor este de 4828 km/h.
• Timpul de degradare al acestui material este de aproximativ un milion de ani.
• Sticla poate fi topită în mod repetat, practic fără pierderi de calitate. În acest sens, aproape că nu are analogi.
• Fiind un material amorf, sticla topită nu se va solidifica atunci când este răcită rapid. Acest lucru necesită condiții speciale.

Sticla nu este degeaba folosită atât de activ în construcții și în alte domenii ale vieții umane. Cu siguranță va rămâne unul dintre cele mai populare materiale pentru mult timp de acum încolo. Această afirmație este susținută de rezistența, durabilitatea și relativă ușurință de fabricare a sticlei, datorită faptului că componentele pentru crearea acesteia sunt prezente pe Pământ în cantități mari.

În ultimii 10 ani, produsele din industria sticlei au fost la mare căutare. Produsele suveniruri, mobilierul, componentele pentru ferestre și uși, vasele, diverse recipiente etc. sunt fabricate din sticlă.Cu toate acestea, pentru ca produsele fabricate să-și găsească consumatorul, este necesar să se selecteze corect tehnologia de producție și să se controleze acuratețea acesteia. execuție în toate etapele procesului. O altă nuanță este investițiile de capital semnificative la început, în valoare de peste 100 de milioane de ruble doar pentru achiziționarea de echipamente. Din acest motiv, mulți antreprenori abandonează producția de sticlă la scară largă în favoarea reciclării materialului, care este, de asemenea, un domeniu de activitate profitabil, dar mai puțin costisitor la etapa inițială.

Caracteristicile pieței ruse

Liderii industriei sticlei din Federația Rusă sunt 11 fabrici, dintre care cele mai mari sunt: ​​JSC „AGC BSZ” (regiunea Nijni Novgorod), JSC „Saratovstroysteklo” (regiunea Saratov), ​​JSC „Salavatsteklo” (Bașkortostan), LLC „ AGC Flat Glass Clean" ”, Pilkington Glass LLC (regiunea Moscova). Aceste întreprinderi produc 90% din tablă autohtonă. Mai mult, doar 30% din volumul produselor din sticlă de pe piață provine din străinătate.

Producția de sticlă consumă 21% din materii prime, aproximativ 8% din combustibil, 13% din energie electrică din volumul total industrial al Federației Ruse.

Tipuri de sticlă

În funcție de industria pe care compania urmează să o deservească, este posibil să se înființeze producția de sticlă de diferite tipuri. Dintre cele mai solicitate modificari:

• sticlă de cuarț. Cel mai comun și ușor de fabricat tip de material pe bază de nisip de cuarț. Produsele realizate din acesta au rezistenta la caldura, transparenta, dar in acelasi timp sunt destul de fragile. O astfel de sticlă este utilizată, de exemplu, pentru fabricarea de baloane și alte articole din sticlă de laborator.
• lămâie verde. Un material ieftin de fabricat, care este utilizat pentru fabricarea recipientelor din sticlă, sticlă și lămpi electrice.
• Conduce. La compoziția masei de sticlă se adaugă silice și oxid de plumb. Este utilizat în producția de cristal și elemente de componente radio.
• Sticla colorata. Poate fi vopsit pe corp, desenat, rulat, modelat, neted și în două straturi. Se foloseste ca material de fatada, pentru geamuri decorative, realizarea de vitralii.
• economie de energie(K-, I-, E-, I-sticlă). Este produs prin aplicarea unui strat subțire, invizibil, cu conductivitate termică ridicată pe suprafața sticlei. Datorită acestui fapt, aproximativ 70% din căldura provenită de la dispozitivele de încălzire este reținută în cameră.
• Sticla armata. Este utilizat pentru vitrarea structurilor ferestrelor și a pereților despărțitori în spații industriale. În grosimea sticlei există o plasă metalică, datorită căreia, în caz de incendiu sau deteriorări mecanice, structura nu se sparge în fragmente, ci se rupe de-a lungul liniei de tăiere.
• nuanțat. Folosit pentru protectia solara. Este produs prin adăugarea de oxizi metalici de o nuanță dată la masa de sticlă.
• sticla de protectie solara. Acoperirea adecvată se aplică prin pulverizare. Pătrunzând în grosimea sticlei, oxizii metalici conferă suprafeței rezistență suplimentară și rezistență la influențele externe.
• Sticlă strecurată. Materialul este obtinut prin tratament termic. După încălzirea treptată și răcirea ulterioară, sticla capătă rezistență mecanică, ceea ce îi permite să fie utilizat, de exemplu, în industria auto.
• multistrat (Triplex). Contine mai multe straturi lipite intre ele cu polimeri transparenti. Are o rezistență ridicată la formarea găurilor traversante, o bună izolare fonică, nu se sparge în fragmente la impact. Este folosit cel mai adesea ca parbriz în mașini și în producția de geamuri termopan.
• Măcinat. Sticla obișnuită este încălzită și i se dă o formă dată. Ca rezultat, se obține o mare varietate de produse dintr-o configurație complexă, de exemplu, curbată.
• Blindat. Construcție multistrat din mai multe ochelari M1 și compoziție polimerică fotocurabilă. Poate fi film și fără film. Protejează în mod fiabil împotriva gloanțelor în conformitate cu clasa de rezistență la gloanțe - B1, B2, B3, B4, B5.
• sticla ignifuga. Puțin se produce în Rusia. Conține armătură care ține sticla crăpată într-un incendiu, prevenind astfel răspândirea flăcărilor.

Echipamente de producere a sticlei

Sul

Alegerea echipamentului depinde de tipul de produs produs. În acest caz, producătorul practic nu joacă un rol. Unitățile interne nu sunt inferioare ca calitate față de omologii străini. Toate liniile standard au același set de componente:

• Unitati pentru prepararea materiilor prime. Acestea includ mașini pentru separarea impurităților, în special separatoare magnetice care extrag particulele de metal din nisip, precum și concasoare puternice pentru măcinarea ingredientelor.
• Plante pentru amestecarea loturilor (mixere de încărcare). Componentele sunt selectate în funcție de compoziția produsului final.
• Echipamente de cântărire. Cântarele de înaltă precizie vă permit să dozați corect componentele.
• Instalatii de topire a sticlei.
• Echipamente transportoare. Necesar pentru transportul ingredientelor.

Veți avea nevoie, de asemenea, de o linie de ambalare și, eventual, de o mașină de sablare.

Echipamentul pentru producerea diferitelor tipuri de sticlă arată destul de asemănător. Instalațiile pentru fabricarea sticlei auto sunt considerate a fi una dintre cele mai complexe, datorită standardizării stricte a produsului final. Există linii de răcire specifice, mașini de lipit, precum și dispozitive pentru prelucrarea produselor cu polimeri, care conferă suprafeței rezistență suplimentară.

Cuptoare de sticla

Pentru topirea sticlei se folosesc cuptoare speciale cu diferite moduri tehnologice. Acest echipament este clasificat în funcție de doi indicatori.

Clasificarea după parametri tehnologici

În întreprinderile mici pentru producția de sticlă optică, de iluminat și medical, se folosesc cuptoare cu oală. Echipamentul este conceput pentru a produce o cantitate mică de produse (în cuptor sunt instalate 1-16 oale) cu transmisie ridicată a luminii și uniformitate.

Tot în industria sticlei se folosesc adesea cuptoare de baie cu acțiune continuă sau discontinuă, având forma unor recipiente dreptunghiulare masive. Designul și dimensiunile lor pot varia. Liniile includ instalații cu staniu topit, unde masa de sticlă este răcită.

Cuptoarele de baie de dimensiuni mari sunt echipate cu sisteme automate de control pentru arzatoare, care vă permit să reglați și să distribuiți uniform presiunea, temperatura și componentele de gaz pe suprafața de lucru.

Clasificare după principiul încălzirii

După principiul încălzirii, se disting cuptoarele cu plasmă și cele electrice. Primele funcționează din arderea combustibilului și au eficiență scăzută, deoarece energia termică este utilizată pentru încălzirea încărcăturii și a cazanelor.

Echipamentele electrice fac posibilă producerea tuturor tipurilor de sticlă existente. Aici, masa de sticlă acționează ca un element de încălzire, care, sub influența temperaturilor ridicate, capătă proprietățile unui electrolit. Principalul avantaj al instalatiilor este absenta pierderilor de caldura cu gazele de iesire.

Există și cuptoare combinate gaz-electrice, în care încălzirea cu gaz este folosită pentru a topi sarcina, iar masa de sticlă este încălzită prin rezistență directă.

Din ce este facuta sticla?

În conformitate cu tehnologia clasică, principalele materii prime în producția de sticlă sunt nisipul de cuarț, sulfatul de sodiu, dolomita și calcarul. Pentru a accelera procesele de producție, se folosește așa-numita încărcătură - oxizi specifici care favorizează formarea sticlei. Ele pot fi bazice sau acide. Pentru a conferi sticlei proprietățile dorite, se folosesc „ingrediente” auxiliare - coloranți cu mangan, crom și cobalt, înălbitori (salpetru, trioxid de arsen), etc.

Componentele de bază ale amestecului de sticlă sunt nisip (70%), sifon și var (30%). După adăugarea altor substanțe conform procesului tehnologic, masa este amestecată, topită, răcită și tăiată în foi de o dimensiune dată. Liniile de producție moderne sunt proiectate pentru producția de tablă de sticlă cu o grosime de 2-50 mm și o dimensiune de 5x3 m².

Tehnologia de producție a sticlei + Video cum o fac

Producția sa este un proces laborios și laborios, care necesită cunoaștere profesională a tehnologiei și investiții mari. Metoda clasică de producere a sticlei se bazează pe topirea masei inițiale, unde se introduc suplimentar decoloranți, agenți de tăcere, coloranți, amplificatori etc.. Apoi compoziția este răcită și tăiată, în funcție de parametrii specificați. În prezent, 2 tehnologii de producție a sticlei sunt populare în lume.

metoda Emil Furko

Tehnologia se bazează pe desenarea pe verticală a materialului. Masa de sticlă este topită într-un cuptor de topire a sticlei și extrasă cu ajutorul arborilor de rulare, apoi introdusă în arborele de răcire și tăiată. Foile aproape finisate sunt supuse șlefuirii și lustruirii. Grosimea produselor este reglată prin modificarea vitezei de tragere.

Metoda flotant [principal]

Tehnologia presupune că masa de sticlă topită din cuptor este plasată pe paleți orizontale și introdusă într-o baie de plutire cu staniu topit și o atmosferă gaz-aer. Mișcându-se de-a lungul suprafeței, viitoarea sticlă capătă o formă plată și este saturată cu particule de staniu. Foile sunt apoi răcite și recoapte. Principalele avantaje ale metodei sunt productivitatea ridicată și nu este nevoie de prelucrare ulterioară (slefuire, lustruire). În plus, acest pahar are:

• geometrie corectă, aceeași grosime pe toată tabla;
• calitate superioară;
• transparenţă;
• proprietăți optice excelente.

În mod similar, se face sticlă armată cu celule figurate.

Videoclip complet despre întregul proces despre cum o fac, inclusiv pregătirea nisipului:

Prelucrare suplimentară

În acest caz, vorbim despre aplicarea materialelor de vopsea pe partea geamului care nu a intrat în contact cu staniul topit. Tehnologia își găsește aplicație în crearea de soluții de proiectare non-standard.

Datorită costului ridicat al echipamentelor și a complexității ridicate a procesului de producție, mulți antreprenori preferă activitatea secundară de prelucrare a sticlei sau fabricarea anumitor produse - suveniruri, oglinzi, mobilier din sticlă, geamuri termopan, diverse produse decorative.

Tehnologia de producție a oglinzilor

Suprafața oglinzii este obținută prin prelucrarea decorativă a foii de sticlă. De-a lungul marginii piesei de prelucrat, fațetele sunt realizate cu o lățime de 4-30 mm și un unghi de înclinare față de suprafața frontală de 5-30°.

Apoi, un strat reflectorizant de argint de 0,15-0,3 µm grosime este aplicat pe partea din spate și acoperit cu o peliculă pe bază de cupru pentru protecția electrochimică a stratului de argint. Procesul este finalizat prin aplicarea de vopsele și lacuri care previn deteriorarea mecanică a suprafeței. Emailurile epoxidice, polivinilbutiral și compozițiile nitroepoxidice pot fi utilizate ca acestea.

O altă modalitate de a fabrica oglinzi este metalizarea sticlei prin evaporare în vid și pulverizare catodică.

Tehnologie de producere a sticlei colorate + Video

Ca aspect și, în consecință, tehnologia de fabricație, se disting mai multe tipuri de foi de sticlă: desenate, modelate, netede, colorate în masă, în două straturi, realizate prin aplicarea de folii de oxid de o anumită culoare.

Compoziția de bază a materialului este similară cu cea utilizată pentru fabricarea sticlei din tablă. Coloranții moleculari sunt cel mai adesea folosiți pentru colorare. Produsele de culori roșu, albastru, verde, violet, albastru, alb lapte, galben, portocaliu și negru sunt cele mai solicitate.

În funcție de tipul de colorare, sticla poate fi transparentă, decolorată sau asemănătoare marmurei. În acest din urmă caz, efectul se realizează prin amestecarea incompletă a masei de sticlă colorată cu sticlă opaca.

Oxizii metalici, compușii cu sulf de fier, plumb, cadmiu și cupru, precum și sulful și seleniul acționează ca coloranți. Intensitatea culorii depinde atât de colorantul ales, cât și de proprietățile sticlei în sine. Experimentând cu mai mulți pigmenți, este posibil să obțineți zeci de opțiuni de culoare.

Diferențele dintre tehnologia de producție a sticlei colorate și producția de sticlă obișnuită constă în specificul proceselor de topire și turnare. Deci, în timpul gătirii, este necesar să se acorde o atenție deosebită respectării condițiilor de temperatură și gaz, algoritmului pentru alimentarea cu sarcină în cuptor și retur cut. O serie de componente de colorare se evaporă atunci când sunt încălzite, respectiv, chiar și abaterile mici de la tehnologie pot provoca substandard.

Datorită diferenței semnificative în transferul de căldură al straturilor exterior și interior, primele se întăresc mai repede la răcire. Astfel, cu cât banda este mai subțire, cu atât se răcește mai uniform. De aceea, metoda de desenare verticală a bărcii nu este utilizată pentru producția de tablă de sticlă îngroșată.

Topirea sticlei colorate se realizează în cuptoare de topire a sticlei cu o capacitate de 2-15 tone pe zi cu un bazin de adâncime mică (300-700 mm). Modul de gătire este setat în funcție de tipul și compoziția paharului, precum și de proprietățile aditivilor utilizați. În urmă cu ceva timp, topirea sticlelor colorate a început să se realizeze în cuptoare de încălzire directă fără recuperatoare și regeneratoare.

Cerințe pentru instalațiile de producție

Astăzi, producția de sticlă cu o capacitate de aproximativ 600 sau mai multe tone de produse pe zi este considerată cea mai profitabilă. În consecință, locația fabricii trebuie selectată ținând cont de prezența depozitelor din apropiere de nisip de cuarț și componente ale lotului de sticlă, locuri de reședință compactă a populației și drumuri, inclusiv nodurile feroviare.

Ciclul tehnologic permite introducerea șinelor de cale ferată pe teritoriul întreprinderii, respectiv, prezența structurilor combustibile deschise, a acoperirilor și a plafoanelor în structuri ar trebui exclusă, iar lățimea căilor de acces ar trebui să fie suficientă pentru alimentarea cu foc. motoare.

Clădirile în care se realizează producția de sticlă aparțin direct categoriei D în ceea ce privește securitatea la incendiu, restul clădirilor - categoriei D.

Conform standardelor sanitare actuale, producția de sticlă aparține clasei a III-a și trebuie despărțită printr-o zonă de protecție sanitară lată de 300 m. De asemenea, întreprinderea trebuie să instaleze un sistem de filtrare a apelor uzate și filtre de aer.

Fiecare clădire a întreprinderii trebuie să fie racordată la alimentare cu apă, canalizare, alimentare cu energie electrică, alimentare cu căldură, alimentare cu gaz, ventilație pe flux.

Tipul și numărul de etaje ale structurilor depind de compoziția, tipul, cantitatea și dimensiunile echipamentelor de producție. De regulă, vorbim de clădiri cu mai multe etaje, cu o grilă de coloane de 30x12 și 36x12 m, înălțimea de 14,4 și 16,5 m. Cadrul clădirilor este realizat din structuri de susținere prefabricate din beton armat sau oțel.

Tendințe în dezvoltarea producției de sticlă

Producția modernă de sticlă se dezvoltă în trei domenii principale: îmbunătățirea condițiilor de lucru, automatizarea proceselor și concentrarea pe producția de produse „verzi”.

Pentru rezolvarea sarcinilor stabilite, sunt dezvoltate și introduse noi tehnologii, inclusiv dezvoltări avansate în industria IT, modernizarea activă a instalațiilor de producție existente, sunt introduse programe speciale care prevăd reducerea zilei de lucru, asigurarea angajaților și instalarea. a echipamentelor eficiente de ventilație.

Întreprinderile caută să compenseze daunele cauzate mediului în timpul procesului de topire a sticlei prin utilizarea activă a materialelor reciclate.