Silikatno staklo: proizvodnja i upotreba

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-02 13:56

Staklo je jedan od najpopularnijih materijala traženih u raznim sferama života. Koristi se u građevinskim i završnim radovima, od njega se izrađuju djela primijenjene i visoke umjetnosti, a koristi se u svemirskoj industriji. Ovo je jedan od dostupnih materijala jednostavnog sastava. Najčešći tip s kojim se najčešće susrećemo i koristimo proizvode od njega je silikatno staklo.

Što je ovo?

Najstariji komad stakla su perle pronađene tijekom iskopavanja u Egiptu, znanstvenici vjeruju da je nalaz star više od pet tisuća godina. Od tada se sastav stakla malo promijenio. Glavni element materijala je kvarcni pijesak (Si0_{2) - silikat. Dodaju se soda, potaša, vapnenac i nekoliko drugih elemenata.}

U industriji, za dobivanje staklene mase, oksidi osnovnih tvari se miješaju i tope u peći. Talište ovisi o aditivima koji mijenjaju svojstva stakla. Dobivena masa se oblikuje na nekoliko načina: izradom limenog stakla, davanjem mu raznih oblika (posuđe, sjenila za lustere, stakla za satove itd.), izradom zareza za naknadnu obradu komada staklopuhačima i još mnogo toga.

BLomonosov M. V., Kitaygorodsky N. I. dali su značajan doprinos razvoju staklarstva, Mendelejev D. I. i dr. zanimala je praktična strana pitanja. Lako je definirati materijal "silikatno staklo". Što je? Materijal koji ima amorfno-kristalnu strukturu strukture, dobiven topljenjem miješanih oksida uz naknadno hlađenje.

Izrada stakla

Glavni element za proizvodnju stakla je kvarcni pijesak u koji se dodaje najmanje pet sastojaka u omjerima. Ovisno o daljnjoj namjeni korištenja dobivenog materijala, glavnom receptu se dodaju aditivi: oksidanti, sredstva za utišavanje, sredstva za dekolorizaciju, bojila, akceleratori i sl. Metalni oksidi se koriste kao boje. Na primjer, bakar će obojiti masu stakla u crveno, željezo će dati plavu ili žutu nijansu, kob alt oksidi će dati plavu boju, a koloidno srebro će dati žutu nijansu.

Pripremljena suha smjesa utovaruje se u peć za taljenje stakla, gdje se sirovina topi na temperaturi od 1200-1600°C, proces traje od 12 do 96 sati. Proizvodnja stakla dovršava se brzim postupkom hlađenja, samo pod tim uvjetom staklena masa će dobiti sve tražene kvalitete: prozirnost, mehaničku otpornost i dodatna svojstva položena u procesu miješanja oksida.

Vrste silikatnog stakla

Proizvodnja materijala je energetski intenzivan proces, a njime se bavi silikatna industrija. Proizvodnja stakla u industriji odvija se upeći tunelskog tipa s kontinuiranim održavanjem zadane temperature. Suha mješavina se puni s jednog kraja peći, gotov materijal se istovara na izlazu.

Zbog široke primjene u raznim industrijama, silikatno staklo se može podijeliti na vrste:

• Kvarc bez nečistoća oksida natrija, kalija je staklo bez lužine. Ima visoku otpornost na toplinu i izvrsna električna svojstva. Od nedostataka - teško obraditi.
• Soda, kalij, natrij-kalij - alkalno staklo. Najčešći tip materijala prikladan za opću upotrebu. Koristi se za izradu stakla za akvarij, prozorsko staklo, posuđe i ostalo.
• Alkalan s visokim sadržajem oksida teških metala. Na primjer, dodavanje olova je potrebno za dobivanje kristala, optičkog stakla.

Višenamjenska upotreba

Silikatno staklo ima niz svojstava koja mu omogućuju upotrebu u širokom rasponu. Svaka njegova kvaliteta može se poboljšati, u vezi s čime se otvaraju dodatne mogućnosti. Na primjer, staklo obloženo amalgamom služi kao ogledalo, a može se koristiti i kao solarna ploča pod određenim uvjetima.

Higijenska i praktična svojstva staklenog posuđa su neporeciva. Materijal nema poroznost, što znači da se u njemu ne razmnožavaju patogene bakterije, lako se čisti, otporan je na sve prehrambene proizvode. Jela otporna na toplinu od njega su višenamjenska: možete peći na visokoj temperaturi u pećnici ili staviti uzamrzivač bez ikakvih oštećenja.

Sloj i debljina

Materijal ima različitu debljinu, što određuje njegove mogućnosti. Lim debljine 2 mm, pogodan za prozore. Staklo za akvarij koristi se najmanje 5 mm, ovisno o volumenu vode ulivene u posudu. Međutim, akvaristi sve više dolaze do zaključka da je korištenje akrilnog analoga puno prikladnije, pogotovo ako je potreban kapacitet od 500 litara ili više.

Upotreba laminiranog materijala (triplex) proširuje mogućnosti: tkanina zalijepljena polimernim filmom praktički je neuništiva, sigurna je, jer se ne mrvi. Praktički je nemoguće razbiti dva silikatna stakla debljine 10 mm slojem filma čekićem. Triplex se koristi za izradu prozirnih mostova, oblaganje fasada zgrada, ograda bazena, itd.

Svojstva

Upotreba materijala na bazi silikata nalazi svoje mjesto u građevinarstvu. Koriste se ne samo za izradu prozora, već i kao dodatna zaštita i vezivo. Dakle, temeljni blokovi su obrađeni tekućim staklom, što ih čini otpornima na vlagu, gljivice, temperaturne fluktuacije itd.

Zakrivljeni prozirni ili mat materijal se koristi u svakodnevnom životu, od njega se izrađuju vrata namještaja, tuš kabine, fasade zgrada i tako dalje.

Silikatno staklo ima sljedeća svojstva:

• Transparentnost.
• reflektirajuće.
• Održivo.
• otporno na toplinu.
• Otporan na agresivna kemijska okruženja.
• Otporan na prirodna agresivna okruženja.
• Trajnost.
• Niska toplinska vodljivost.

Dodatne kvalitete, kao što su otpornost na naprezanje i mehanička oštećenja, materijalu se daju stvrdnjavanjem. Bit procesa je brzo zagrijavanje i isto tako brzo hlađenje u kratkom vremenskom razdoblju. Snaga se povećava za 4-5 puta. Koristi se za izradu satnog stakla, krila vrata, namještaja, unutarnjih pregrada.

Proizvodnja proizvoda

Silikatno stakleno posuđe i kućanski predmeti proizvode se na nekoliko glavnih načina:

• Pritiskom. Viskozna masa se ulijeva u fiksni kalup, nakon čega se pomoću pomičnog dijela kalupa (probijača) postavljaju određeni parametri. Kalup na unutarnjoj površini može imati uzorak koji se tijekom procesa žigosanja prenosi na vanjski dio proizvoda.
• Ispuhivanje. Razlikuje se mehaničkim i ručnim. Debljina stijenke proizvoda varira od 1 mm do 10 mm. Tako se izrađuju vaze, boce, čaše za vino, čaše. Ručno puhanje je umjetnost. Majstori staklopuhači stvaraju jedinstvena djela kombinirajući prozirne i obojene mase, uključujući metal, prirodne sirovine, zlato i tako dalje u tijelu djela. Ne postoje identični ručno puhani proizvodi.
• casting. Uglavnom se koristi za izradu figurica, figurica. U industriji, lijevanjem, optičkistaklo.
• Višestepena artikulacija. Koriste se dijelovi proizvedeni dvjema tehnologijama: puhanjem i prešanjem. Na primjer, staklena posuda se puhne i stabljika se pritisne, gotovi dijelovi se spajaju.

Dekorativni tretman

Silikatno staklo je plodan materijal za mnoge vrste ukrasa. Razlikujte topli i hladni dizajn.

Vruća hrana uključuje:

• Bojenje na veliko metalnim oksidima.
• Mješanje mase različitih boja s daljnjim oblikovanjem (venecijansko staklo s mrljama).
• Pucketanje. Masa se oblikuje u proizvod, oštro se hladi, uslijed čega se pojavljuju površinske pukotine, te se proizvod topi da bi se popravio.
• Fusing.
• Vruće oblikovanje užadi, niti s naknadnim dodatkom proizvodu.
• Formiranje dodatnog oblika ruba tijekom puhanja. Postignuto korištenjem alata.

Hladni ukrasni oblici:

• Mehanički: brušenje, graviranje, dijamantno rezanje, pjeskarenje.
• Kemijska: jetkanje fluorovodičnom kiselinom.
• Primijenjeno: slikanje, crtanje naljepnica, sitotisak, metalizacija, plazma prskanje, slikanje sjajnim bojama.

Druge vrste stakla

Moderne tehnologije omogućile su da silikatno staklo ima dodatne kvalitete. Od njih su najzanimljiviji i najtraženiji:

Pametno staklo: vrsta materijala koji se mijenjanjihova svojstva pod utjecajem vanjskih uvjeta. Na primjer, pod utjecajem električne struje, proizvod postaje tup, kada se strujni krug odspoji, vraća se u prozirno stanje.

Fiberglass (fiberglass): dobiveno uvlačenjem materijala u tanke (mjerene u mikronima) niti. Oni stvaraju prilično fleksibilan materijal. Koristi se za proizvodnju optičkih vlakana, izolacijskih materijala, itd.

Pročišćeno staklo: obično silikatno staklo ima zelenkastu ili sivkastu nijansu koja je jasno vidljiva kada se gleda kroz rez. Kao rezultat toga, platno se ispostavlja blago obojenim. Kako bi se izbjegao ovaj učinak, tijekom proizvodnog procesa dodaju se posvjetljivači kako bi se neutralizirala neželjena boja. Od običnog materijala razlikuje se po povećanom prijenosu svjetlosti, prijenosu boja bez promjene boje.