Как появилось стекло

Стекло - удивительный материал, который нам так привычен, что мы редко задумываемся о его происхождении. Между тем, история стекла насчитывает не одно тысячелетие. Первые стеклянные изделия появились еще в глубокой древности на Ближнем Востоке. Их изготовление долгое время хранилось в секрете мастерами-стеклодувами. Новые технологии позволяют заглянуть внутрь удивительного процесса производства. Рассмотрим, где делают стекло и как.

Материалы для производства стекла

Далее рассмотрим материалы для изготовления, расскажем, как стекло делают прозрачным. Основа любого стекла - высокочистый кварцевый песок с содержанием диоксида кремния не менее 98%. Именно этот компонент придает ему такие характерные свойства, как:

• Прозрачность и блеск.
• Твердость.
• Жаростойкость.
• Химическая стойкость к агрессивным средам.

Однако одного песка недостаточно. Чтобы упростить процесс выработки расплава и снизить необходимую для этого температуру с 2000 до 1000-1500 градусов Цельсия, добавляют следующие ингредиенты:

• Сода (оксид натрия) - до 20% от общей массы. Снижает температуру плавления, упрощает процесс выработки расплава, придает изделию эластичность и пластичность.
• Известняк (10-15%) - источник оксида кальция. обеспечивает водостойкость и долговечность, позволяет использовать стекло для бытовых изделий (посуда, стеклопакеты).
• Добавки для улучшения определенных свойств: оксид бора - улучшает оптические характеристики, оксид алюминия - повышает прочность, оксиды металлов - для придания цвета.

Последние особенно важны для получения стекла с нужным оттенком. Используемые для этого красители:

• Оксид железа - красный цвет.
• Оксид урана - ярко-желтый.
• Оксиды хрома и меди - зеленый оттенок.
• Оксид кобальта - синий цвет.

Таким образом подбирается оптимальный состав для стекломассы в зависимости от требуемых свойств готового изделия.

Технология изготовления

Далее рассмотрим, как делают стекло на заводе. Отметим, что изготовление стекла - довольно сложный технологический процесс, требующий высоких температур, специального оборудования, квалифицированного персонала.

Этапы производства:

Хотя основные этапы процесса изготовления остаются неизменными уже тысячелетиями, технологии постоянно совершенствуются. Современные автоматизированные линии позволяют выпускать до 2000 тонн стекла в сутки. При этом качество и чистота материала значительно выше, чем во времена ручного производства.

Заключение

Мы рассказали, как делают стекло для окон и для других целей. Несмотря на высокую степень автоматизации производства, получение стекла до сих пор кажется немного волшебством. Ведь из минеральных компонентов создается уникальный материал, без которого невозможно представить наш быт. Новые технологии позволяют изготавливать изделия для разных целей в зависимости от пропорций используемых компонентов.

Выделяют несколько основных видов:

1. Сначала готовят шихту. Это сырьевая смесь из кварцевого песка (основа будущего стекла), соды (для снижения температуры плавления), известняка (он придает водостойкость) и других добавок.
2. Затем шихту помещают в стекловаренную печь и нагревают до температуры выплавки 1200-1500°C. При этом частички песка плавятся, формируя однородную стекломассу.
3. Далее расплав разливают в формы или вытягивают в волокна, получая заданную форму будущего изделия.
4. После формования стекло постепенно охлаждают с контролем скорости охлаждения.
5. Затем при необходимости проводят дополнительную обработку поверхности - шлифовку, полировку, нанесение покрытий.
6. Готовые изделия проходят контроль качества, резку, сортировку и упаковку.

Также стекло может различное по применению:

• Бытовое: для посуды, мебели, украшений, а также других изделий. Оно отличается эластичностью, прочностью при умеренной толщине.
• Строительное: для окон, витрин, зеркал. Должно пропускать свет, обладать термоустойчивостью.
• Техническое. Самое прочное, используется в промышленности. Главное свойство любого стекла - способность пропускать солнечный свет. Новые технологии позволяют довести этот показатель до 95%. Также важна низкая теплопроводность изделий, позволяющая использовать его в бытовой технике и каминах.