Staklo - što je to i kako se proizvodi? Svojstva stakla

Svatko od nas mnogo je puta susreo staklo. Kakav je ovaj krhki i prozirni materijal, što svaki školarac zna. Svakodnevno ga vidimo u zrcalima, prozorima, posuđem i namještajem, ali dobro smo upoznati s tim? Kako se to proizvodi, što je to i koje su svojstva stakla?

Što to znači riječ?

Postoji mnogo referentnih materijala koji mogu pomoći u ovom pitanju. Kakvo je značenje riječi "staklo" prema jednom od najpopularnijih izvora? Ozhegovov rječnik opisuje tu tvar kao čvrsti materijal, dobiven od kvarcnog pijeska pomiješanog s oksidima od određenih metala. Čak i definicija daje neku ideju o načinu na koji se materijal proizvodi. No, kasnije ćemo se prebaciti na ovu temu.

Sigurno se svi koriste za činjenicu da je staklo prozirni materijal. Ali obratite pozornost - Ozhegovov rječnik ne daje takvu specifikaciju. Staklo može biti ne samo prozirno, nego i obojeno ili matirano. No, sastav materijala razlikuje se neznatno.

Što čini staklo?

Standardni sastav stakla je mješavina čistog kvarcni pijesak, vapna i sode. Mogu se upotrijebiti različiti aditivi za promjenu svojstava materijala. Ipak glavna komponenta je čisti riječni pijesak. Njegova je količina oko 75% ukupne mješavine. Soda može smanjiti talište pijesak gotovo 2 puta. Lime štiti staklo od učinaka većine kemikalija, a također dodaje snagu i sjaj.

Dodatne nečistoće:

• Mangan. Dodana je na staklo kako bi se dobila određena zelena nijansa. Za ostale boje mogu se koristiti nikal ili krom.
• Olovo daje staklo dodatni sjaj i karakteristično zvonjenje. Materijal je hladno na dodir. Staklo s mješavinom olova zove se kristal.
• Borna kiselina također daje dodatni sjaj i prozirnost materijalu, a snižava koeficijent toplinske ekspanzije proizvoda.

Povijest proizvodnje stakla

Čak i prije 6000 godina ljudi su uspjeli stvoriti ovaj lijepi i krhki materijal. Naravno, njegov izgled bio je nešto drugačiji od modernih stakala jer u Drevnom Egiptu i Mezopotamiji nije postojala oprema za kvalitetno čišćenje pijeska i drugih alata. Ipak, proizvodnja stakla započela je tamo. Zbog svoje otpornosti na utjecaj na okoliš ovaj je materijal ostavio povjesničarima ideju o kulturi i tehničkim mogućnostima najstarijih naroda.

U Rusiji se prvi proizvodnja stakla pojavila 1636. Nalazio se u blizini Moskve. Tamo su stvorili jela i staklo stakla. Ova grana industrije razvila se pod Peterom I.

Samo je 1859. godine izum visokotlačne pumpe omogućio stvaranje stakla bez sudjelovanja staklenih puhača. To je znatno pojednostavljeno. Početkom 19. stoljeća otkriveno je zanimljivo svojstvo materijala - ako je gotov proizvod zagrijan na određenu temperaturu, mehanička svojstva stakla povećala bi se za 400%.

Moderna proizvodnja

Tehnologije su korak naprijed, što je omogućilo stvaranje bilo kojeg materijala u ogromnim količinama i najmanje ljudskim naporima. Trenutno postoje mnoge tvornice u kojima se staklo stvara prema standardiziranoj tehnologiji. Što je moderni materijal, dobiven od rastopljenog kvarcnog pijeska, saznajemo upoznavanjem s tehnologijom. Kao primjer, uzmite materijal listova.

Proizvodnja stakla po fazama:

1. Svi potrebni sastojci se stavljaju u pećnicu i griju dok se ne formira tekuća homogena masa.
2. U posebnom homogenizatoru, ova se slitina miješa do uniforme.
3. Dobivena masa se izlije u ravnu posudu na čijem dnu postoji rastaljeno kositar. Tamo staklo se raspodjeljuje, stvarajući ujednačeni tanki sloj.
4. Hlađeni i skrutnuti materijal šalje se transporteru. Provodi se kontrola debljine stakla i rezanje. Materijal koji nije testiran, kao i neispravni dijelovi, šalju se za remelting.
5. Provedena je posljednja kontrola kvalitete, nakon čega staklo ulazi u skladište gotovih proizvoda.

Vrste stakla

Trenutno je ovaj materijal jedan od najčešćih. Nije iznenađujuće, postoje različite vrste stakla, koje se razlikuju po izgledu i fizičkim svojstvima. Evo nekih od njih:

1. Kristalno staklo. To je materijal koji sadrži olovo u svom sastavu. Govorili smo o njemu iznad.
2. Kvarcno staklo. Sadrži u sastavu najčišći pijesak, zbog čega se razlikuje po svojoj visokoj čvrstoći. Sposoban je izdržati temperaturne promjene, stoga se koristi za izradu optičkih instrumenata, laboratorijskih stakla i prozora.
3. Pjena stakla. Lagani građevni materijal, koji se može koristiti za završnu obradu i za polaganje zidova i podova. Sadrži veliki broj praznina zbog kojih ima visoku toplinsku i zvučnu izolaciju.
4. Voda od stakla. Volumetrijski zračni materijal koji se sastoji od tankih i vrlo jakih niti. Vatrootporna, dakle, koristi se ne samo u građevinarstvu, već iu odijelu za vatrogasce i zavarivače.

Primjena stakla

Ovisno o svojstvima i izgledu ovog materijala, moguće je pronaći gotovo svaku aplikaciju. Glavni potrošač stakla proizveden u naše vrijeme je građevinska industrija. Koristi više od polovice proizvedenog materijala. Njegova namjena može biti najrazličitija - okrenuta prema zidovima, prozorskim staklima, podizanjem zidova od šuplje cigle, toplinskom izolacijom itd. Na građevinsko područje se može pripisati i vitraž. Što je gotički prozor, sigurno znate sve. U pravilu je postavljen od velikog broja obojenog stakla. U našem vremenu prozori od vitraja nisu izgubili svoju važnost i koriste se kako u građevinarstvu tako iu proizvodnji namještaja.

Na drugom mjestu na popularnosti nalaze se staklene posude raznih namjena. Malo manje proizvedena jela. Važno je napomenuti da je u kemijskoj industriji staklo neophodan materijal jer je otporan na većinu reagensa.

Fizička svojstva

Kao i bilo koji drugi materijal, staklo ima niz kvaliteta koje morate znati prije nego što ga upotrijebite u jednom ili drugom području.

1. Gustoća. Mogu se razlikovati ovisno o sastavu smjese i načinu proizvodnje. Vrijednost gustoće stakla može varirati od 220 do 650 kg / m³.
2. Krhkost. Ova karakteristika je prepoznatljiva osobina stakla i ograničava njegovu uporabu u građevinskom polju. Trenutno znanstvenici stvaraju složenije legure koje povećavaju snagu materijala.
3. Otpornost na toplinu. Normalno staklo podnosi temperature do 90 ° C ^okoC. Nakon obrade, toplinska svojstva materijala značajno su povećana. Na primjer, industrijsko staklo može izdržati temperature veće od 200 ^okoS.

Zanimljive činjenice

Saznali smo mnogo o staklu - kakav je, što se proizvodi i kakva je njegova svojstva. Vrijeme je da se malo skrenete i upoznate s najzanimljivijim činjenicama o ovom vrlo uobičajenom materijalu. Malo ljudi zna:

• Brzina širenja pukotine uzduž slomljena stakla je 4828 km / h.
• Vrijeme razgradnje ovog materijala je oko milijun godina.
• Staklo se može opetovano otopiti gotovo bez gubitka kvalitete. U tom pogledu nema gotovo nikakvih analoga.
• Budući da je amorfan materijal, rastaljeno staklo neće se skratiti brzo hlađenjem. To zahtijeva posebne uvjete.

Staklo nije uzaludno pa se aktivno koristi u građevinarstvu i drugim područjima ljudskog života. Sigurno će ostati jedan od najpopularnijih materijala za dugo vremena. U prilog toj izjavi govorimo o čvrstoći, izdržljivosti i relativnoj jednostavnosti proizvodnje stakla, s obzirom na činjenicu da su komponente za njegovo stvaranje prisutne na Zemlji u velikim količinama.