Jak stopić szklane butelki. Temperatura topnienia szkła: wartości maksymalne i minimalne

Czego obecnie nie można zrobić własnymi rękami? Niezależnie od tego, czy jest to zwykłe rzemiosło, element garderoby, meble i nie tylko. Jak zrobić szkło w domu? - Wydawałoby się, że to nierealne. W nowoczesny świat nic nie jest niemożliwe. Najważniejsze w tym biznesie jest pragnienie. A w tym artykule znajdziesz szczegółowe algorytm krok po kroku taka zabawna i interesująca czynność.

Co wiadomo o szklarstwie?

Z historii wiadomo, że wytwarzanie szkła jest procesem bardzo starożytnym. Według ram czasowych odnosi się w przybliżeniu do okresu przed 2500 pne. Wcześniej tak rzadki i cenny zawód w naszych czasach został zastąpiony powszechną produkcją tego materiału.

Produkty ze szkła można znaleźć wszędzie. Stosowane są jako pojemniki, elementy gospodarstwa domowego i dekoracyjne, izolatory, włókno wzmacniające i inne rzeczy. Okulary różnią się jedynie materiałem użytym do produkcji. Ale sam proces jest prawie taki sam.

Główne materiały, których będziesz potrzebować:

1. głównym elementem jest piasek kwarcowy (dwutlenek krzemu);
2. węglan sodu lub soda;
3. tlenek wapnia, ona jest wapnem;
4. piec do topienia szkła;
5. inne sole i tlenki, które można dodatkowo stosować indywidualnie (tlenki glinu, żelaza, magnezu, ołowiu oraz sole wapnia lub sodu);
6. odzież ochronna;
7. grill;
8. węgiel drzewny;
9. formy i inne elementy do kształtowania;
10. tygiel ogniotrwały.

Metody wytwarzania szkła za pomocą pieca

Pierwszym sposobem lutowania szkła w domu jest użycie piekarnika.

Pozyskiwanie piasku kwarcowego:

• Materiał ten jest podstawą do produkcji szkła. Szkło, w którym nie ma zanieczyszczeń żelazem, ma swoje zalety - jest lekkie. Czego nie można powiedzieć o szkle, w którym się znajduje. Będzie wydzielać zieleń.
• Ważne jest, aby założyć maskę przed rozpoczęciem pracy. Piasek kwarcowy jest drobnoziarnisty i łatwo dostaje się do jamy nosowej i dalej do płuc. To z kolei podrażnia gardło.
• Piasek kwarcowy można łatwo kupić w specjalistycznym sklepie internetowym. Jego koszt jest niski.

Ważny! Koszt przybliżonej kwoty, która będzie potrzebna, wyniesie około 20 USD. e. W przyszłości można go kupić do tony, której przybliżony koszt wyniesie 100 j.m. e. Dzieje się tak, jeśli planujesz pracować na skalę przemysłową.

• Zdarza się, że znalezienie piasku wysokiej jakości nie jest takie proste, a zawiera więcej niż ilość zanieczyszczeń. Nie denerwuj się. W takim przypadku na ratunek przyjdzie dwutlenek manganu. Należy dodawać go w małych ilościach. Jeśli w twoim pomyśle jest to szkło z zielonkawym odcieniem, to absolutnie nic nie trzeba robić. Zostaw wszystko tak jak jest.

Dodatek węglanu i tlenku wapnia:

• Węglan w tym przypadku obniża temperaturę produkcji szkła przemysłowego. Jednocześnie powoduje korozję szkła z udziałem wody. Aby tego uniknąć, konieczne jest dodatkowe wprowadzenie do szkła wapna lub tlenku wapnia.
• Do trwałości szkła stosuje się tlenki magnezu lub glinu. Z reguły inkluzje te zajmują niewielki procent w składzie szkła. Liczba ta wynosi około 26-30 procent.

Dodatek innych pierwiastków chemicznych:

• Ta metoda wykonywania szkła dekoracyjnego w domu wymaga użycia tlenku ołowiu. Nadaje połysk kryształowi, jego niską twardość, czyni go podatnym na cięcie i daje niską temperaturę tworzenia stopu.
• Tlenek lantanu można znaleźć w soczewkach okularowych. Ma właściwości refrakcyjne.
• Jeśli chodzi o kryształ ołowiowy, może on zawierać do 33 procent tlenku ołowiu.

Ważny! Im więcej ołowiu, tym więcej zręczności potrzeba do ukształtowania stopionego szkła. Na tej podstawie wielu dmuchaczy szkła preferuje mniejszą ilość.

• Dają to zanieczyszczenia żelazem w szkle kwarcowym zielony odcień. W tym przypadku dodaje się tlenek żelaza, aby zwiększyć zielonkawy odcień. Dotyczy to również tlenku miedzi.
• Żółty, bursztynowy, a nawet czarny można uzyskać za pomocą związku siarki. Wszystko zależy od ilości węgla lub żelaza dodanego do wsadu szklanego.

Główne etapy produkcji szkła:

• Umieścić mieszaninę w tyglu odpornym na temperaturę. Ten ostatni powinien być jak najbardziej odporny na temperaturę, która będzie panować w piecu. Może wahać się od 1500 do 2500 stopni. To zależy od dodatków.

Ważny! Tygiel ma jeszcze jeden ważny wymóg - musi być taki, aby można go było łatwo naprawić za pomocą metalowych szczypiec.

• Rozpuść mieszaninę do płynnej konsystencji. W przypadku przemysłowego szkła krzemianowego można to zrobić w piecu opalanym gazem.

Ważny! Są też piece elektryczne, muflowe i garnkowe. Mogą być wykonane ze specjalnego szkła. Należy pamiętać, że kwarc i piasek, które nie zawierają dodatkowych zanieczyszczeń, przechodzą w stan szklisty, gdy temperatura w piecu wynosi 2500 stopni Celsjusza. Jeśli do zawartości zostanie dodany węglan sodu, tak jest zwykła soda, wtedy temperatura spadnie do 1500 stopni.

• Uważnie monitoruj konsystencję szkła. Ważne jest, aby usunąć z niego wszystkie bąbelki w odpowiednim czasie. Można to osiągnąć przez regularne mieszanie do uzyskania jednolitej gęstości. Konieczne jest również dodanie jednego z pierwiastków - chlorku sodu, siarczanu sodu lub tlenku antymonu.
• Uformuj szklankę. Aby to zrobić, użyj jednej z następujących metod.
• Najprościej jest wlać stopione szkło do formy i poczekać, aż ostygnie. Dzięki tej metodzie powstaje wiele soczewek optycznych. Wcześniej tę metodę stosowali Egipcjanie.
• Umieścić gotowe stopione szkło w kąpieli zawierającej stopioną cynę. Ten ostatni działa jako podłoże. Następnie musisz przedmuchać go sprężonym azotem w celu nadawania kształtu lub polerowania. Innym sposobem jest zbieranie na końcu pustej rury wymagana ilość szkło i obracając rurkę, zdmuchnij ją.

Ważny! Szkło wykonane tą metodą nazywane jest szkłem float. Jest produkowany od początku lat 50.

• Pozostaw szklankę do ostygnięcia. Ważne jest, aby umieścić go w miejscu, w którym nie ulegnie uszkodzeniu, nie zepsuje go woda, kurz czy np. liście. Pamiętaj, że w kontakcie z zimnymi przedmiotami pęknie.
• Ostatnim etapem tej metody wytwarzania szkła w domu będzie wyżarzanie szkła. Ta metoda obróbki cieplnej zapewni wytrzymałość materiału. Podczas jego stosowania zostaną usunięte wszystkie punktowe źródła naprężeń, które mogą wystąpić podczas procesu chłodzenia szkła.

Ważny! Po zakończeniu tej pracy na szkło można nałożyć dodatkowe powłoki, aby zwiększyć trwałość i wytrzymałość. Może być również laminowany.

1. Szkło nieodprężone jest mniej trwałe.
2. Jeśli chodzi o temperaturę prac wykończeniowych, zależy to od dokładnego składu szkła - od 400 do 550 stopni Celsjusza.
3. Szybkość chłodzenia szkła zależy od wielkości. Duże szklane przedmioty należy schładzać powoli. Mniejsze rzeczy idą szybciej.

Sposób wytwarzania szkła przy użyciu rusztu

Drugim sposobem na zrobienie szkła w domu jest piec na węgiel drzewny. Rzućmy okiem na wszystko krok po kroku w tym przypadku.

Sprzęt do pracy

Najpierw musisz zrobić piekarnik. Do tego idealnie nadaje się grill. Ważne jest, aby był ogrzewany węglem drzewnym. W tym przypadku, aby stopić piasek kwarcowy w szkło, wykorzystuje się ciepło, które wytwarza węgiel podczas spalania. Ponownie, koszt tego materiału nie jest zbyt wysoki. Są powszechnie dostępne.

Ważny! Grill użyj standardowego rozmiaru. Lepiej, jeśli ma formę kopuły. Główne cechy, które powinien mieć, to obecność grubych ścian i dobra wytrzymałość. Jeżeli kratka posiada otwór wentylacyjny, zwykle znajdujący się na dole, należy go otworzyć.

Jednak w tej metodzie mogą występować niewielkie przeszkody. Nawet jeśli występują bardzo wysokie temperatury, nie zawsze można go łatwo stopić. Aby to zrobić, przed rozpoczęciem procesu należy dodać do piasku wapno, boraks lub sodę oczyszczoną. Ilość dodatków nie powinna przekraczać ⅓-¼ objętości piasku.

Ważny! Pamiętaj, że te dodatki znacznie obniżają temperaturę topnienia piasku.

Formatowanie szkła

Do dmuchania szkła przygotuj długą pustą metalową rurkę. Aby wylać szkło potrzebna jest forma. Powinien być gęsty i nie powinien topić się od gorącego szkła. Użyj na przykład grafitu.

Ważny! Korzystając z tej metody należy pamiętać, że grill nagrzewa się znacznie mocniej niż zwykle. Możliwe, że sam grill się stopi. Dlatego przy produkcji szkła w ten sposób należy ostrożnie i odpowiedzialnie wykonywać wszystkie czynności. Zaniedbanie może spowodować poważne obrażenia, a nawet śmierć.

Środki bezpieczeństwa:

1. W pobliżu Obszar roboczy umieścić dużą ilość piasku i gaśnicę.
2. Wszystkie prace muszą być wykonywane na zewnątrz.
3. Podłoga musi być np. betonowa.
4. Trzymaj się z dala od grilla podczas gotowania na szkle, aby chronić siebie i swoje ubrania przed wysokimi temperaturami.
5. Pamiętaj o noszeniu odzieży ochronnej. Są to odzież ognioodporna, rękawice kuchenne, fartuch o dużej wytrzymałości na ubranie oraz obowiązkowa maska ​​spawalnicza.
6. Również w tej metodzie potrzebny będzie odkurzacz. Będzie działać jako dmuchawa do węgla. Układamy to w następujący sposób: przypisujemy ciało do odpowiedniej odległości. Mocujemy wąż do otworu wentylacyjnego, który znajduje się poniżej. Może być konieczne wygięcie, aby uzyskać pożądany kształt. Możesz przymocować go do jednej z nóg grilla. Wąż musi być mocno zamocowany i nie może się ruszać.

Ważny! Jeśli stało się odwrotnie, w żadnym wypadku nie zbliżaj się do niego, ponieważ jest bardzo gorący. Następnie musisz wyłączyć odkurzacz i spojrzeć na położenie węża. Musi być wycelowany dokładnie w otwór wentylacyjny.

Procedura operacyjna:

• Umieść na wewnętrznej stronie grilla węgiel drzewny. Konieczne jest włożenie go dwa, a nawet trzy razy więcej niż do pieczenia mięsa. Cóż, jeśli jest wypełniony prawie po brzegi.

Ważny! Użyj węgla drzewnego. Spala się szybciej i lepiej niż brykiet.

• Na środku miski umieść żeliwny pojemnik lub tygiel z piaskiem.
• Uważnie przestudiuj opakowanie użytego węgla. Odpal to w odpowiedni sposób. Istnieje węgiel, który zapala się bezpośrednio, i jest materiał, do którego stosuje się płyn zapłonowy. Poczekaj, aż płomień rozłoży się równomiernie.
• Poczekaj, aż węgiel będzie gotowy do dalszej pracy. Gotowość węgli można określić kolorem. Będą pomarańczowe.
• Kolejnym krokiem jest włączenie odkurzacza. Jest to konieczne, aby węgiel został wydmuchany.

Ważny! Węgiel wystawiony na działanie powietrza może nagrzewać się do bardzo wysokich temperatur. Do około 1100 stopni Celsjusza. Należy to wziąć pod uwagę w pobliżu pieca. Mogą pojawić się z niego wznoszące się błyski.

Dzisiaj porozmawiamy o tym, jak zrobić szkło własnymi rękami w domu. Rozważymy również metody i technologie własnej produkcji szkło i wyroby szklane, mianowicie piece, urządzenia i narzędzia do topienia szkła

W fabrykach i laboratoriach chemicznych szkła uzyskuje się z mieszaniny - dokładnie wymieszanej suchej mieszaniny sproszkowanych soli, tlenków i innych związków. Po podgrzaniu w piecach do bardzo wysokich temperatur, często powyżej 1500°C, sole rozkładają się do tlenków, które oddziałując ze sobą tworzą krzemiany, borany, fosforany i inne wysokie temperatury znajomości. Razem robią szkło.

Przygotujemy tzw. szkiełka topliwe, dla których laboratorium piekarnik elektryczny z temperaturą grzania do 1000°C. Potrzebne będą również tygle, szczypce do tygli (żeby się nie poparzyć) oraz mały płaski talerz, stalowy lub żeliwny. Najpierw zespawamy szkło, a potem znajdziemy dla niego zastosowanie.

Wymieszaj szpatułką na kartce papieru 10 g tetraboranu sodu (boraksu), 20 g tlenku ołowiu i 1,5 g tlenku kobaltu, przesianych przez sito. To jest nasze brzemię. Wlej do małego tygla i ubij szpatułką tak, aby uzyskać stożek z wierzchołkiem pośrodku tygla. Zagęszczona mieszanina powinna zajmować nie więcej niż trzy czwarte objętości w tyglu, wtedy szkło nie będzie się rozlewać.

Umieścić tygiel z szczypcami w piecu elektrycznym (tygiel lub mufla), nagrzanym do 800–900 °C i poczekać, aż mieszanina się roztopi. Ocenia się to po uwolnieniu bąbelków: gdy tylko się zatrzyma, szklanka jest gotowa. Wyjąć tygiel z pieca za pomocą szczypiec i natychmiast wylać stopione szkło na czystą blachę stalową lub żeliwną. Chłodząc na piecu, szkło tworzy niebiesko-fioletowy wlewek.

Aby uzyskać szkła o innych kolorach, należy zastąpić tlenek kobaltu innymi tlenkami barwiącymi. Tlenek żelaza(III) (1-1,5 g) zabarwi szkło na brązowo, tlenek miedzi(II) (0,5-1 g) na zielono, mieszanina 0,3 g tlenku miedzi z 1 g tlenku kobaltu i 1 g tlenku żelaza ( III) - czarny. Jeśli weźmiesz tylko kwas borowy i tlenek ołowiu, szkło pozostanie bezbarwne i przezroczyste. Eksperymentuj z innymi tlenkami, takimi jak chrom, mangan, nikiel, cyna.

Zmiażdż szkło tłuczkiem w porcelanowym moździerzu.Aby nie zranić się odłamkami, owiń rękę ręcznikiem, a moździerz z tłuczkiem przykryj czystą szmatką.

Na grube szkło wsyp drobny proszek szklany, dodaj trochę wody i zmiel na krem ​​z brzękiem - szklanym lub porcelanowym krążkiem z rączką. Zamiast dzwonka można wziąć małą moździerz z płaskim dnem lub wypolerowany kawałek granitu - tak robili dawni mistrzowie, gdy wcierali farbę. Powstała masa nazywana jest poślizgiem. Nałożymy go na aluminiową powierzchnię w taki sam sposób, jak robią to przy wykonywaniu biżuterii.

Powierzchnię aluminiową oczyścić papierem ściernym i odtłuścić gotując w roztworze sody. Na czystej powierzchni obrysuj kontur wzoru skalpelem lub igłą. Przykryj powierzchnię szkiełkiem zwykłym pędzlem, wysusz nad płomieniem, a następnie podgrzej w tym samym płomieniu, aż szkło stopi się z metalem. Otrzymasz emalię.

Jeśli plakietka jest niewielka, można ją przykryć warstwą szkła i w całości ogrzać w płomieniu. Jeśli produkt jest większy (powiedzmy tabliczka z napisem), konieczne jest podzielenie go na sekcje i nałożenie na nie szkła jeden po drugim. Aby kolor emalii był bardziej intensywny, ponownie nałóż szkło. W ten sposób możesz zdobyć nie tylko biżuterię, ale także niezawodną powłoki emaliowane do ochrony detali aluminiowych w różnych urządzeniach i modelach. Ponieważ w tym przypadku emalia ponosi dodatkowe obciążenie, metalowa powierzchnia po odtłuszczeniu i umyciu pożądane jest pokrycie gęstą warstwą tlenku; aby to zrobić, wystarczy przytrzymać część przez 5-10 minut w piekarniku o temperaturze nieco poniżej 600 ° C.

Oczywiście wygodniej jest nakładać poślizg na dużą część nie za pomocą pędzla, ale z pistoletu natryskowego lub po prostu przez podlewanie (ale warstwa powinna być cienka). Wysuszyć przedmiot szafka do suszenia w 50-60°C, a następnie przenieść do pieca elektrycznego nagrzanego do 700-800°C.

A ze szkła niskotopliwego można przygotować malowane płytki do mozaiki. Kawałki nietoperza porcelanowe zastawy stołowe(zawsze dostaniesz je w sklepie z porcelaną) zalać cienką warstwą poślizgu, wysuszyć w temperaturze pokojowej lub w piekarniku i stopić szkło na talerzach, trzymając je w piecu elektrycznym w temperaturze co najmniej 700°C

Po opanowaniu pracy ze szkłem możesz pomóc swoim kolegom z kręgu biologicznego: często robią tam wypchane zwierzęta, a wypchane zwierzęta potrzebują wielokolorowych oczu ...

W stalowej płycie o grubości około 1,5 cm wywierć kilka wgłębień różne rozmiary z dnem stożkowym lub kulistym. W taki sam sposób jak poprzednio połącz wielokolorowe okulary. Być może wystarczy Gamma i aby zmienić intensywność, nieznacznie zwiększ lub zmniejsz zawartość dodatku barwiącego.

Umieść małą kroplę jasnego stopionego szkła we wnęce stalowej płytki, a następnie wlej szkło w kolorze tęczówki. Kropla wniknie w główną masę, ale się z nią nie zmiesza - w ten sposób odtworzona zostanie zarówno źrenica, jak i tęczówka. Chłodź produkty powoli, unikając nagłych zmian temperatury. Aby to zrobić, usuń stwardniałe, ale wciąż gorące „oczka” z formy za pomocą rozgrzanej pincety, włóż je do luźnego azbestu i już w nim schłodź do temperatury pokojowej. .

Oczywiście szkła topliwe można znaleźć w innych zastosowaniach. Ale czy nie byłoby lepiej, gdybyś sam ich szukał?

A na koniec eksperymentów ze szkłem, używając tego samego pieca elektrycznego, spróbujemy zamienić zwykłe szkło w szkło kolorowe. Naturalne pytanie brzmi: czy da się zrobić okulary przeciwsłoneczne w ten sposób? Jest to możliwe, ale jest mało prawdopodobne, że odniesiesz sukces za pierwszym razem, ponieważ proces jest kapryśny i wymaga pewnych umiejętności. Dlatego weź okulary dopiero po przećwiczeniu na kawałkach szkła i upewnij się, że wynik jest zgodny z oczekiwaniami.

Podstawą farby do szkła będzie kalafonia. Z żywicianów, kwaśnych soli tworzących kalafonię, przygotowałeś wcześniej suszarki farby olejne. Wróćmy jeszcze raz do żywicianów, ponieważ są one w stanie tworzyć cienką, równą warstwę na szkle i służyć jako nośniki substancji barwiących,

W roztworze sody kaustycznej o stężeniu około 20% rozpuszczamy mieszając i pamiętając oczywiście o ostrożności kawałki kalafonii, aż płyn stanie się ciemnożółty. Po przefiltrowaniu dodać trochę roztworu chlorku żelazowego FeCl3 lub innej soli żelazowej. Należy pamiętać, że stężenie roztworu powinno być niewielkie, soli nie należy przyjmować w nadmiarze - osad wodorotlenku żelaza, który w tym przypadku się tworzy, będzie nam przeszkadzał. Jeśli stężenie soli jest niskie, powstaje czerwony osad żywicianu żelaza - tam jest potrzebny.

Odfiltruj czerwony osad i wysusz go na powietrzu, a następnie rozpuść do nasycenia w czystej benzynie (nie samochodowej, ale benzynie rozpuszczalnikowej), jeszcze lepiej byłoby użyć heksanu lub eteru naftowego. Pomaluj powierzchnię szkła cienką warstwą za pomocą pędzla lub pistoletu natryskowego, pozostaw do wyschnięcia i umieść w piekarniku nagrzanym do około 600 ° C na 5-10 minut.

Ale kalafonia odnosi się do materia organiczna, ale nie wytrzymują takiej temperatury! Zgadza się, ale właśnie tego potrzebujesz - niech baza organiczna wypalić się. Wtedy na szkle pozostanie najcieńsza warstwa tlenku żelaza, dobrze przylegająca do powierzchni. I chociaż tlenek jest ogólnie nieprzezroczysty, w takich cienka warstwa przepuszcza część promieni świetlnych, czyli może służyć jako filtr światła.
Być może warstwa chroniąca przed światłem wyda się zbyt ciemna lub wręcz przeciwnie, zbyt jasna. W takim przypadku zmień warunki eksperymentu - nieznacznie zwiększ lub zmniejsz stężenie roztworu kalafonii, zmień czas wypalania i temperaturę. Jeśli nie jesteś zadowolony z koloru, na jaki pomalowane jest szkło, zastąp chlorek żelaza innym chlorkiem metalu, ale z pewnością takim, którego tlenek jest jaskrawo zabarwiony, takim jak chlorek miedzi lub kobaltu.

A gdy technologia zostanie starannie opracowana na kawałkach szkła, możliwe jest przekształcenie zwykłych okularów w okulary przeciwsłoneczne bez większego ryzyka. Pamiętaj tylko o zdjęciu szyby z ramy - plastikowa ramka nie zniesie upału w piekarniku w taki sam sposób jak baza kalafonii ...
.
Aby uzyskać szkło, piasek musi zostać stopiony. Pewnie chodziłeś po gorącym piasku w słoneczny dzień, więc domyślasz się, że do tego trzeba go podgrzać do bardzo wysokich temperatur. Kostka lodu topi się w temperaturze około 0 C. Piasek zaczyna się topić w temperaturze co najmniej 1710 C, czyli prawie siedmiokrotnie wyższej niż maksymalna temperatura naszego zwykłego piekarnika.
Podgrzanie dowolnej substancji do takiej temperatury wymaga dużo energii, a co za tym idzie pieniędzy. Z tego powodu przy produkcji szkła codziennego użytku szklarze dodają do piasku substancję, która sprawia, że ​​piasek topi się w wyższej temperaturze. niskie temperatury- około 815 C. Zwykle tą substancją jest soda kalcynowana.
Jeśli jednak w wytopie stosuje się tylko mieszaninę piasku i sody kalcynowanej, jest to możliwe do uzyskania niesamowita różnorodność szkło - szkło, które rozpuszcza się w wodzie (szczerze mówiąc, nie najbardziej najlepszy wybór na okulary).

Aby zapobiec rozpuszczeniu się szkła, należy dodać trzecią substancję. Szklarze dodają tłuczony wapień do piasku i sody (musieliście widzieć ten piękny biały kamień).

Szkło powszechnie używane do produkcji okien, luster, szklanek, butelek i żarówek nazywa się krzemianem sodowo-wapniowym. Takie szkło jest bardzo trwałe, aw stopionej postaci łatwo je podać pożądany kształt. Oprócz piasku, sody kalcynowanej i wapienia ta mieszanka (eksperci mówią „mieszanina”) zawiera trochę tlenku magnezu, tlenku glinu, kwasu borowego, a także substancje zapobiegające tworzeniu się pęcherzyków powietrza w tej mieszaninie.

Wszystkie te składniki łączy się i tworzy mieszaninę (mieszankę umieszcza się w gigantycznym piecu (największy z tych pieców może pomieścić prawie 1 110 000 kg płynnego szkła). .

Silny ogień pieca ogrzewa mieszaninę, aż zaczyna się topić i zamienia się ze stałego w lepką ciecz. Płynne szkło jest nadal podgrzewane w wysokich temperaturach, aż znikną z niego wszystkie pęcherzyki i żyły, ponieważ przedmiot z niego wykonany musi być absolutnie przezroczysty. Kiedy masa szkła staje się jednorodna i czysta, zmniejsza się ogień i szkło czeka, aż zamieni się w lepką lepką masę - jak gorące toffi. Szkło jest następnie przelewane z pieca do maszyny odlewniczej, gdzie jest wlewane do form i kształtowane.
Jednak przy produkcji rzeczy pustych, takich jak butelki, szkło musi być dmuchane, ponieważ balon. Dawniej dmuchanie szkła można było oglądać podczas jarmarków i karnawałów, teraz proces ten często pokazywany jest w telewizji. Prawdopodobnie widziałeś dmuchaczy szkła dmuchających kawałek gorącego szkła zwisającego z końca rury, aby stworzyć niesamowite figurki. Ale można też dmuchać szkło za pomocą maszyn. Podstawową zasadą dmuchaczy szkła jest dmuchanie w szklaną kroplę, aż w środku utworzy się pęcherzyk powietrza, który stanie się wgłębieniem w gotowym przedmiocie.

Po nadaniu szklance odpowiedniego kształtu czyha na nią nowe niebezpieczeństwo - może pęknąć po schłodzeniu do temperatury pokojowej. Aby tego uniknąć, rzemieślnicy starają się kontrolować proces chłodzenia, poddając utwardzające się szkło obróbce cieplnej. Ostatnim etapem obróbki jest usunięcie nadmiaru szklanych kropelek z uchwytów kubków lub płytek polerskich za pomocą specjalnych środków chemicznych, które nadają im idealną gładkość.

Naukowcy wciąż spierają się o to, jakie szkło należy wziąć pod uwagę - solidny lub bardzo lepki (podobny do syropu) płyn. Ponieważ okna starych domów są grubsze u dołu i cieńsze u góry, niektórzy twierdzą, że szkło z czasem się ściera. Można jednak temu zaprzeczyć, że wcześniejsze szyby nie były idealnie równe i po prostu wstawiano je w ramy grubszą krawędzią w dół. Nawet szkło tamtych czasów starożytny Rzym nie wykazują oznak „płynności”. Więc przykład ze starym szyba nie pomaga w rozstrzygnięciu kwestii, czy szkło jest rzeczywiście bardzo lepką cieczą.

Skład (surowce) do produkcji szkła w domu:
Piasek kwarcowy;
soda kalcynowana;
Talamit;
Wapień;
sjenit nefelinowy;
Siarczan sodu.

Jak powstaje szkło w domu (proces produkcji)

Zwykle jako składniki stosuje się złom szklany (potłuczone szkło) oraz powyższe składniki.

1) Elementy Przyszłe szkło jest podawane do pieca, gdzie wszystko topi się w temperaturze 1500 stopni, tworząc jednorodną płynną masę.

2) Ciekłe szkło trafia do homogenizatora (aparatu do tworzenia stabilnych mieszanin), gdzie jest mieszane do masy o jednakowej temperaturze.

3) Gorącą masę pozostawia się do osadzenia na kilka godzin.

Tak powstaje szkło!

Będąc jednym z najstarszych materiałów, szkło jest używane przez ludzkość od ponad tysiąca lat. Uniwersalność tej substancji pozwoliła znaleźć zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu. Ze względu na swoje właściwości fizykochemiczne szkło należy do związków nieorganicznych, jest stałe, ma strukturę amorficzną i jest izotropowe.

Każdy rodzaj szkła charakteryzuje się w procesie produkcyjnym przemianą stanu skupienia z postaci płynnej, niezwykle lepkiej do szklistej. Technologia produkcji przewiduje jego chłodzenie z szybkością, która nie pozwala na wejście w fazę krystalizacji stopu.

Temperatura topnienia szkła zależy od jego jakości i oczekiwanych właściwości. Z reguły gotowanie odbywa się w miarę szeroki zasięg temperaturach od 300 do 2500°C. Właściwości tej substancji zależą od składników wchodzących w skład stopów szklotwórczych. Ich lista jest dość obszerna i jest reprezentowana przez różne tlenki, fosforany, fluorki i inne dodatki. Jednocześnie klasyczna przezroczystość nie jest ostatnią cechą różnego rodzaju szkła występujące zarówno w naturze, jak i syntetyzowane podczas produkcji.

z najstarszym wyroby ze szkła, datowany na siedem wieków pne, spotkał archeologów prowadzących wykopaliska w Egipcie. Były to koraliki i amulety. Ale minęło kilka tysiącleci, zanim pojawiły się pierwsze XVIII-wieczne przemysłowe. Cechą seryjnej produkcji szkła było to, że temperaturę topnienia szkła osiągano za pomocą węgla, a kotły do ​​topienia były zamykane.

Wcześniej jako opał używano drewna opałowego, huty szkła od dawna nie było, piece się rozpadały, a opał w powiecie szybko się zużywał. Kotły były otwarte, drewno opałowe nie wydzielało substancji wpływających na przezroczystość i kolor produktu wyjściowego. Temperatura topnienia szkła w tego typu procesie technologicznym sięgała 1450°C.

ważne wydarzenie było wynalezieniem na początku XX wieku metody wytwarzania tafli szkła, nazwanej na cześć jej twórcy Emila Furko, który zaproponował metodę ciągnienia maszynowego. Istniejąca do 1959 roku została wyparta przez metodę Float opracowaną przez firmę Pilkington.

Główne składniki zwykłe szkło to piasek kwarcowy w proporcji 69-74%, soda (12-16%), dolomit i wapień (5-12%). Ale w procesie technologicznym produkcji ma znaczenie nie tylko w jakiej temperaturze topi się szkło, ale także jaka jest szybkość chłodzenia stopu. Teoretycznie przy szybkim chłodzeniu można go również uzyskać z metalu, najważniejsze jest, aby mieć czas na schłodzenie stopu przed utworzeniem sieci krystalicznej.

Przy całej różnorodności atrakcyjnych właściwości zwykłego szkła, kiedyś istniała pilna potrzeba mocniejszego i lżejszego przezroczysty materiał. Przede wszystkim dotknęło to branżę specjalizującą się w budowie samolotów. Pleksiglas ma swoją nazwę tylko dzięki zewnętrznemu podobieństwu do tradycyjnego szkła.

Jego odporność na uderzenia jest pięciokrotnie wyższa, jest 2,5 razy lżejszy. Pod względem przepuszczalności światła osiąga poziom 92%, posiada wysoką odporność na starzenie. Pleksi jest znacznie łatwiejsza i bardziej dostępna w obróbce. Temperatura topnienia pleksi mieści się w przedziale 90-105 stopni, co pozwala na poddawanie jej obróbka cieplna.

Ale oba te materiały zajmowały swoje własne nisze nowoczesna produkcja. Tradycyjne szkło nieorganiczne mocno trzyma się swoich pozycji i nie zamierza ich ustąpić najnowszym

Stosowanie szeroki zasięg różne zanieczyszczenia i dodatki pozwalają uzyskać nie tylko niesamowite właściwości optyczne szkła, ale także znacząco je poprawiają właściwości mechaniczne.

Z wyjątkiem użytek przemysłowy, nie sposób nie zauważyć roli szkła artystycznego. Mistrzowie dmuchania szkła, kontynuując tradycje starożytnych artystów, uczynili z tworzenia szklanych arcydzieł prawdziwą sztukę. W piecach ich warsztatów osiągają temperaturę topnienia szkła, pracując niemal ręcznie, w swojej pracy nie tylko wykazują się niezwykłą wyobraźnią, ale także wkładają dużo wysiłku fizycznego.

Dekoracyjne wazony, tace, talerze i inne szklane dekoracje będą ozdobą Twojego domu oryginalny styl i urok. Możesz je stworzyć własnymi rękami, topiąc nagromadzone szklane butelki. To świetny sposób na przekształcenie starych, niechcianych butelek w coś nowego i eleganckiego. To zajmie trochę czasu i trochę praktyki. Po opanowaniu techniki topienia szkła do perfekcji znajdziesz doskonałe zastosowanie dla niepotrzebnych szklanych butelek.

Kroki

Część 1

Przygotowanie pieca i butelek do bezpiecznego topienia

Zbieraj i czyść stare butelki. Każda szklana butelka będzie odpowiednia. Butelki mogą być używane woda mineralna, lemoniada, piwo, wino, przyprawy, kosmetyki i tak dalej. Przed stopieniem należy je odpowiednio oczyścić i wysuszyć. Usuń wszystkie etykiety i odciski palców z butelek.

Wyczyść piekarnik. Z biegiem czasu piekarnik mógł się zabrudzić, a w nim nagromadzić kurz i zanieczyszczenia. Zanieczyszczenia niekorzystnie wpływają na działanie elementów grzejnych i skracają żywotność piekarnika. Dlatego przed użyciem piekarnika dokładnie go wyczyść, postępując zgodnie z instrukcją obsługi, aby uniknąć niepotrzebnych kosztów.

• Czyszczenie piekarnika to świetna okazja, aby ponownie go obejrzeć i sprawdzić, czy wszystko jest w porządku. Dokręć poluzowane śruby, usuń łatwopalne materiały z piekarnika i sprawdź, czy wszystko jest w porządku.

1. Przetestuj piekarnik. Sprawdź działanie piekarnika - uruchom go zgodnie z planem. Chociaż zawsze należy stosować materiały testowe i warunki zalecane w instrukcji obsługi, zwykle można przetestować działanie piekarnika za pomocą samonośnego stożka pirometrycznego 04. Umieść jeden stożek na każdej półce w odległości około 5 centymetrów od ścianę piekarnika. Następnie wykonaj następujące czynności:

   Przygotuj formę odlewniczą i półkę. Jeśli nie chronisz powierzchnie wewnętrzne piekarnikach, stopione szkło może się do nich przykleić. Posmaruj półkę i formę środkiem do czyszczenia piekarników lub separatorem do szkła, aby zapobiec przywieraniu.

   Część 2

   topienie butelek

   1. Wybierz między odlewaniem a gięciem. Są to dwie główne metody topienia szkła. Z reguły odlewanie polega na stopieniu szkła, a następnie napełnieniu formy odlewniczej płynnym szkłem, w którym szkło krzepnie, nabierając kształtu. Podczas gięcia szkło nagrzewa się do stanu płynnego i przybiera swobodną formę, opływając powierzchnię nośną (na przykład ozdobny stojak lub przycisk do papieru).

      Ustaw ustawienie temperatury. Ten tryb składa się z kilku interwałów z inna prędkość ocieplanie i ochładzanie. W każdym przedziale temperatura zmienia się w określonych granicach iz określoną szybkością. Reżim temperaturowy wpływa na wygląd produktu końcowego i powinien być dobierany w zależności od rodzaju użytego szkła.

      Umieść szklankę w piekarniku. Po wyczyszczeniu butelek i piekarnika, przetestowaniu piekarnika i zabezpieczeniu jego wewnętrznych powierzchni przed przywieraniem szkła, jesteś prawie gotowy do stopienia szkła. Butelkę należy jednak najpierw bezpiecznie umieścić na środku piekarnika.

      Rozgrzać piekarnik. Pierwszym krokiem jest podgrzanie butelki i podczas tego kroku nie należy zwiększać temperatury o więcej niż 260°C. W przypadku wolniejszego ogrzewania można wybrać mniejszy krok. To nieco spowolni proces, ale zapobiegnie pękaniu formy, które może być spowodowane szokiem termicznym.

      • Po osiągnięciu temperatury przewidzianej w każdym kroku, szkło powinno być utrzymywane w tej temperaturze przez określony czas. W wielu przypadkach wystarczająca jest krótka ekspozycja 10-12 minut.
      • Podczas pracy z piekarnikiem należy używać wyposażenia ochronnego określonego w instrukcji obsługi piekarnika. Z reguły są to rękawice i gogle żaroodporne.

   2. Zmniejsz prędkość i kontynuuj ogrzewanie. Po osiągnięciu 560°C szkło zacznie mięknąć. Cieńsze ścianki w środku butelki zaczną przeciekać. Na tym etapie, aby najlepszy wynik pożądane jest wyrównanie temperatury w całej butelce. W tym celu zaleca się zwiększanie temperatury w mniejszych krokach, około 120°C.

      Rozpuść butelkę. Na tym etapie osiągniesz temperaturę, w której szkło płynie. Zaczynając od 704°C, zwiększaj temperaturę w tempie 148°C na godzinę, aż do osiągnięcia 776°C.

      Wyżarzać stopione szkło. Wyżarzanie odbywa się poniżej temperatury krzepnięcia szkła, która dla większości rodzajów szkła jest nieco niższa niż 537°C. Aby złagodzić naprężenia w szkle i zmniejszyć ryzyko pękania, trzymaj je w tej temperaturze przez godzinę na każde 0,64 cm grubości szkła.

Prawie każdy materiał i związek na świecie ma trzy możliwe stany: stały, ciekły i gazowy. W normalne warunki materiały znajdują się w różnym stanie, który zależy od ich właściwości chemicznych.

Aby wyprowadzić je z równowagi, konieczne jest podniesienie lub obniżenie temperatury do określonej wartości. Na przykład temperatura topnienia szkła zaczyna się od około 750 stopni Celsjusza. Materiał ma tak zwane właściwości amorficzne, więc nie ma określonego znaczenia.

Wszystko zależy od ilościowego i jakościowego składu zanieczyszczeń w związku. Możesz więc ustawić określoną wartość dla wybranej pozycji tylko eksperymentalnie. Będzie to wymagało zestawu urządzenia pomiarowe, który jest dostępny tylko w wyspecjalizowanych laboratoriach. Możesz oczywiście wziąć analogi domowe, ale będą one miały zbyt wiele błędów.

Zasady obliczeń

Oblicz temperaturę topnienia szkła w domu - bardzo trudne zadanie. Będzie się to wiązać z wieloma trudnościami, wśród których warto wyróżnić:

• 1. Konieczność zapewnienia stopniowego wzrostu temperatury stopionego ciała ściśle o jeden stopień. W przeciwnym razie niemożliwe będzie wiarygodne ustalenie, przy jakim konkretnym wskaźniku rozpoczyna się proces przejścia ze stanu stałego do ciekłego, to znaczy eksperyment się nie powiedzie.
• 2. Musisz znaleźć bardzo dokładny termometr, który z minimalnym błędem zmierzy temperaturę do 2 tysięcy stopni Celsjusza. Najlepiej dopasowana urządzenie elektroniczne, co będzie zbyt kosztowne dla domowych eksperymentów.
• 3. Przeprowadzenie eksperymentu w domu w zasadzie nie jest najbardziej dobry pomysł, bo trzeba szukać naczyń, w których można stopić szkło, zdobyć stabilne źródło ognia, które zapewni pożądany poziom ogrzewania i kupić drogi sprzęt.

proces topienia

W laboratoriach naukowcy ustalają pożądaną wartość za pomocą wielu eksperymentów. Następnie temperaturę topnienia szkła wprowadza się do tabeli, która również zawiera skład chemiczny znajomości. Jest to konieczne, aby zrozumieć, które pierwiastki najbardziej wpływają na topnienie, aby w przyszłości wskaźnik ten mógł zostać doprowadzony do mniej więcej standardowych cech.

Brak wyraźnej liczby sprawia, że ​​wykorzystanie zasobów produkcyjnych jest irracjonalne. Na przykład w hutach szkła piece utrzymywane są w temperaturze około 1600 stopni Celsjusza, mimo że wiele rodzajów mogło topić się bez problemów nawet przy tysiącu. Oszczędzanie zasobów energetycznych znacznie obniżyłoby koszty gotowych produktów, co miałoby pozytywny wpływ na wydajność ekonomiczna działalność hut szkła.

Temperatura topnienia szkła w stopniach zaczyna się od 750 (niektóre źródła podają liczbę od 1000) i trwa aż do 2500. Jednocześnie, jeśli weźmiemy szkło akrylowe, które w rzeczywistości nie jest szkłem, ale po prostu ma taką nazwę , potem topi się już przy 160 stopniach, a przy 200 stopniach już zaczyna wrzeć. Ale składa się z żywicy organicznej i nie zawiera krzemu ani innych pierwiastków chemicznych.

Ale inne marki, wręcz przeciwnie, często mogą pochwalić się pstrokatą różnorodnością kompozycji. Piasek używany do produkcji jest często niedostatecznie oczyszczony, co skutkuje m.in wyroby gotowe zawiera wiele niepotrzebnych rzeczy. Zewnętrznie nie ma to wpływu właściwości eksploatacyjne, ale prowadzi do amorficznych właściwości chemicznych.

Obniżenie temperatury topnienia szkła można osiągnąć poprzez dodanie odpowiednich pierwiastków do wytopu. W eksperymentach domowych najbardziej dostępne są tlenek ołowiu i kwas borowy. Udział masowy będzie musiał zostać obliczony przy użyciu znanych wzorów, ponieważ będzie zależał od ilości stopionego szkła. Po zestaleniu będzie można powtórzyć eksperyment i upewnić się, że teraz materiał topi się w znacznie niższej temperaturze.

Warto jednak wziąć pod uwagę, że powstałe szkło nie ma żadnej wartości praktycznej i nadaje się tylko do eksperymentów. Wynika to z faktu, że dodatek zanieczyszczeń zmienia również jej parametry eksploatacyjne, przez co substancja nie będzie w stanie w pełni sprostać przypisanym jej funkcjom. Dlatego nikt się nie zmienia proces technologiczny dodając określone składniki.

Podstawowe wartości

Przybliżone wartości przejścia ze szkła w ciecz dla niektórych gatunków:

Temperatura topnienia szkła butelkowego wynosi 1200-1400 stopni Celsjusza;
- temperatura topnienia szkła kwarcowego wynosi około 1665 stopni Celsjusza;
- temperatura topnienia szkła ampułkowego - 1550-1800 stopni Celsjusza;
- płynne szkło temperatura topnienia - 1088 stopni Celsjusza.

W przypadku tej ostatniej substancji można podać dokładną liczbę, ponieważ nie wykazuje właściwości amorficznych, ponieważ jest wodnym alkalicznym roztworem krzemianów sodu i potasu. Warto również wziąć pod uwagę, że szkło nie topi się natychmiast, ale najpierw przechodzi w lepki stan podobny do karmelu. Ta właściwość jest wykorzystywana przez dmuchaczy szkła do tworzenia różnych produktów i pamiątek.

Możesz wykonać takie rzemiosło w domu. Surowców nie zabraknie, bo na ulicy można znaleźć sporo szklanych butelek. A jako urządzenie do zmiękczania materiału odpowiednia jest również zwykła lampa gazowa. Produkty własne wykonane samodzielnie Można wtedy sprzedawać na pamiątki i zarabiać niezłe pieniądze.