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

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Svatko od nas se susreo sa staklom više puta. Svaki student zna što je to krhki i prozirni materijal. Vidimo ga svaki dan u ogledalima, prozorima, posuđu i namještaju, ali znamo li to dobro? Kako se proizvodi, što je i koja su svojstva stakla?

Što znači ova riječ

Postoji mnogo referentnih materijala koji mogu pomoći u tome. Što znači riječ "staklo" prema jednom od najpopularnijih izvora? Ozhegov rječnik ovu tvar karakterizira kao čvrsti materijal dobiven od kvarcnog pijeska pomiješanog s oksidima određenih metala. Čak i definicija daje neku ideju o tome kako se materijal proizvodi. Ali na ovu temu ćemo prijeći kasnije.

Sigurno su svi navikli na činjenicu da je staklo proziran materijal. Ali obratite pozornost - Ozhegov rječnik ne daje takvo pojašnjenje. Staklo može biti ne samo prozirno, već i obojeno ili matirano. No sastav materijala ne razlikuje se bitno.

Od čega je staklo napravljeno

Standardni sastav stakla je mješavina čistog kvarcnog pijeska, vapna i sode. Da biste promijenili svojstva materijala,koriste se razni aditivi. Ali ipak, glavna komponenta je upravo čisti riječni pijesak. Njegova količina je otprilike 75% cjelokupne smjese. Soda vam omogućuje da smanjite talište pijeska za gotovo 2 puta. Limeta štiti staklo od većine kemikalija i dodaje snagu i sjaj.

Dodatne nečistoće:

• mangan. Dodaje se staklu kako bi se dobila specifična zelena nijansa. Nikal ili krom se mogu koristiti za druge boje.
• Olovo daje staklu dodatni sjaj i karakterističan zvuk. Materijal je hladniji na dodir. Staklo s primjesom olova naziva se kristal.
• Oksid borne kiseline također daje materijalu dodatni sjaj i prozirnost, istovremeno snižavajući koeficijent toplinskog širenja proizvoda.

Povijest proizvodnje stakla

Čak i prije 6000 godina ljudi su mogli stvoriti ovaj lijep i krhak materijal. Naravno, njegov je izgled bio nešto drugačiji od modernog stakla, budući da u starom Egiptu i Mezopotamiji nije bilo opreme za visokokvalitetno čišćenje pijeska i drugih alata. Ipak, tamo je počela proizvodnja stakla. Zahvaljujući otpornosti na utjecaje okoline, ovaj materijal je povjesničarima dao ideju o kulturi i tehničkim mogućnostima najstarijih naroda.

U Rusiji se prva tvornica stakla pojavila 1636. godine. Nalazio se u blizini Moskve. Tamo su se pripremala jela.i prozorska stakla. Ova grana industrije dobila je veliki razvoj pod Petrom I.

Tek 1859. izum visokotlačne pumpe omogućio je stvaranje stakla bez sudjelovanja staklopuhača. To je uvelike pojednostavilo proizvodnju. A početkom 19. stoljeća otkriveno je zanimljivo svojstvo materijala - ako se gotov proizvod zagrije na određenu temperaturu, mehanička svojstva stakla će se povećati za 400%.

Moderna proizvodnja

Tehnologije su iskoračile daleko naprijed, što je omogućilo stvaranje bilo kojeg materijala u ogromnim količinama i uz najmanji utrošak ljudskog truda. Trenutno postoji mnogo tvornica u kojima se staklo proizvodi standardnom, dobro uhodanom tehnologijom. Što je suvremeni materijal dobiven od rastaljenog kvarcitnog pijeska, naučit ćemo upoznajući se s tehnologijom. Uzmimo list materijala kao primjer.

Proizvodnja stakla po fazama:

1. Svi potrebni sastojci stavljaju se u pećnicu i zagrijavaju dok se ne formira homogena tekuća masa.
2. U posebnom homogenizatoru, ova legura se miješa do homogene.
3. Dobivena masa se izlije u ravnu posudu, na čijem je dnu rastopljeni lim. Tamo se staklo raspoređuje, tvoreći jednoličan tanak sloj.
4. Ohlađeni i stvrdnuti materijal šalje se na transporter. Tamo se provodi kontrola debljine stakla i rezanje. Materijal koji nije prošao test, kao i neispravni dijelovi, šalju se na pretapanje.
5. Izvršava se zadnja provjera kvalitete, nakon čega staklostiže u skladište gotovih proizvoda.

Vrste stakla

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

1. Kristalno staklo. To je materijal koji sadrži olovo. Gore smo pričali o njemu.
2. Kvarc staklo. Sadrži najčišći pijesak, zbog čega je vrlo izdržljiv. Može izdržati temperaturne fluktuacije, stoga se koristi za izradu optičkih instrumenata, laboratorijskog staklenog posuđa i prozora.
3. Pjenasto staklo. Lagani građevinski materijal koji se može koristiti i za dekoraciju i za polaganje zidova i podova. Sadrži veliki broj šupljina, zbog kojih ima visoka svojstva toplinske i zvučne izolacije.
4. Staklena vuna. Volumetrijski prozračni materijal, koji se sastoji od tankih i vrlo jakih niti. Otporan je na vatru pa se koristi ne samo u građevinarstvu, već i pri šivanju odjeće za vatrogasce i zavarivače.

Aplikacija za staklo

Ovisno o njegovim svojstvima i izgledu, za ovaj materijal se može pronaći gotovo svaka primjena. Glavni potrošač stakla proizvedenog u naše vrijeme je građevinska industrija. Koristi više od polovice proizvedenog materijala. Njegova namjena može biti vrlo raznolika - oblaganje zidova, ostakljenje prozora, zidanje zidova od šuplje cigle, toplinska izolacija itd. Vitraj se također može pripisati građevinskom području. Što je gotički prozor, oni sigurno znajusvi. U pravilu je obložen velikim brojem staklenih komada u boji. Danas vitraji nisu izgubili na važnosti i koriste se i u građevinarstvu i u proizvodnji namještaja.

Staklene posude za razne namjene su na drugom mjestu po popularnosti. Nešto manje se proizvodi posuđe. Vrijedi napomenuti da je staklo nezamjenjiv materijal u kemijskoj industriji, jer je otporno na većinu reagensa.

Fizička svojstva

Kao i svaki drugi materijal, staklo ima niz kvaliteta koje morate znati prije nego ga koristite u određenom području.

1. Gustoća. Može varirati ovisno o sastavu smjese i načinu proizvodnje. Vrijednost gustoće stakla može se kretati od 220 do 650 kg/m3.
2. Krhkost. Ova karakteristika je karakteristična osobina stakla i ograničava njegovu primjenu u građevinskoj industriji. Znanstvenici sada stvaraju složenije legure koje maksimiziraju čvrstoću materijala.
3. otpornost na toplinu. Obično staklo može izdržati temperature do 90 ^oS. Nakon obrade, toplinska svojstva materijala značajno se povećavaju. Na primjer, industrijsko staklo može izdržati temperature preko 200 ^oC.

Zanimljive činjenice

Naučili smo puno o staklu - što je, kako se proizvodi i koja svojstva ima. Vrijeme je da malo odmaknemo i upoznamo se s najzanimljivijim činjenicama o ovom vrlo uobičajenom materijalu. Malo ljudi zna da:

• Brzina pukotine na razbijenom staklu je 4828 km/h.
• Vrijeme razgradnje ovog materijala je otprilike milijun godina.
• Staklo se može više puta pretopiti bez gubitka kvalitete. U tom smislu, gotovo da nema analoga.
• Budući da je amorfan materijal, rastaljeno staklo se neće stvrdnuti kada se brzo ohladi. To zahtijeva posebne uvjete.

Staklo nije uzalud tako aktivno korišteno u građevinarstvu i drugim područjima ljudskog života. Sigurno će još dugo ostati jedan od najpopularnijih materijala. Ovu tvrdnju podupiru snaga, trajnost i relativna jednostavnost proizvodnje stakla, zbog činjenice da su komponente za njegovo stvaranje prisutne na Zemlji u velikim količinama.