Стекло
Что такое стекло ? Попробуем коротко ответить на этот вопрос.
Стекло это твёрдый неорганический аморфный материал (бывает прозрачный или непрозрачный), состоит из оксидов кремния или других материалов - «оксидов-стеклообразователей» с добавлениями «оксидов-модификаторов» и некоторых веществ иного происхождения.
Стекло - какой-либо материал, находящийся в твёрдом аморфном метастабильном - стеклообразном состоянии. Стеклом по сути называют - любой искусственный, чаще прозрачный материал.
Стекло - какой-либо предмет (объект, изделие), сделанный из прозрачного материала, например: Лобовое стекло, Запасное стекло, Увеличительное стекло, Стекло - сленговое название стеклянной бутылки: бутылка в стекле - "СТЕКЛО"
Что такое стеклоделие?
Стеклоделие (Стекловарение) - одна из древнейших технологий в материальной культуре, но сравнительно молодая отрасль промышленности. Основное сырьё при получении наиболее употребимых видов стекла - кремнезём. Варка стекла в настоящее время производится по нескольким методам, но общими для них являются достаточно строгие технологические параметры, основными из которых являются условия высокой чистоты производства и управляемый высокотемпературный режим, подразумевающие наличие соответствующего оборудования и инструментария. Продукты стеклоделия всегда имели и будут находить применение во всех областях деятельности человека.
Технология изготовления стекла.
Раньше использовали более примитивные методы стекловарения в печах в виде ванной, использовали так-же горшковые стекловаренные печи. Сейчас технологическое оборудование для изготовления стекла гораздо сложнее но принцип его действия во многом схож с теми способами которыми стекловары пользовались еще в древние времена. Как и раньше, так и сейчас - процесс получения стекла подразумевает использование различных видов исходного сырья, что и предопределяет свойства его продуктов. Соответственно и потребность получения заданных свойств заставляет предъявлять определённые требования к компонентам. Главным, самым доступным и дешёвым, а потому и наиболее употребимым в практике стеклоделия, является кремензём. Это основа, основная стеклянная масса, в которую добавляют различные примеси и реагенты. Любая модификация требует использования дополнительных реактивов, что и определяет, свойства, назначение и конечную стоимость стекла или изделия из стекла. Кремнезём сам по себе, даже без добавления каких-либо других веществ при охлаждении расплава способен образовывать стекло, как и некоторые другие оксиды (РгО5,В2О3) их называют стеклообразующими оксидами, их применяли и первые стеклоделы. Первоначально считалось, что первая последовательная методика получения стекла была разработана и практиковалась в Египте, однако ряд археологических исследований XX века поставил под сомнение этот приоритет.
ВИДЫ СТЕКЛА
Оптическое стекло
Оптическое стекло - прозрачное стекло специального состава, используется для изготовления различных деталей оптических приборов. Оптическое стекло отличатется от обычного технического стекла, особой, высокой прозрачностью, чистотой, ожновременно бесцветностью, однородностью, а также строго нормированными характеристиками, такими как преломляющая способность, дисперсия, в необходимых случаях - оптическому стеклу придают нужный цвет. Выполнение всех этих требований значительно усложняет производство оптического стекла, а соответственно, ведёт к удорожанию его производства.
Изделия из оптического стекла - примеры: фары автомобилей, сувениры, стёкла для электронной оптики, увеличительные стёкла, диоптрийные стекла для очков и т.д
Для оптических стёкол установлены категории и классы по качеству (ГОСТ 23136-93). То есть весь спектр изготавливаемых стекольными фабриками и заводами оптических стёкол разбит на диапазоны (по их количеству, размеру, форме) в которые должны входить марки стёкол. Для бесцветного оптического стекла существуют нормы и госты - к пирмеру ГОСТ 3514-94. Для цветного оптического стекла другой ГОСТ 9411-91.
Учитывая что каждое оптическое стекло изготавливается для конкретных целей, выбирать стекло для своих нужд легче, если заранее определить критерии качества будущей продукции из оптического стекла. Ведь при выборе стекла учитывается какие изъяны допустимы в уже готовом изделии а это формирует допуски в изъянах качества, характер допустимых изъянов, наличия дефектов и отклонения оптических показателей от нормы. Кварцевое стекло
Кварцевое стекло это плавленый кварц - однокомпонентное стекло из чистого оксида кремния, получаемое плавлением природных разновидностей кремнезёма - горного хрусталя, жильного кварца и кварцевого песка, а также синтетического диоксида кремния.
Виды кварцевого стекла. Различают два вида промышленного кварцевого стекла:
Прозрачное (оптическое и техническое) и непрозрачное. Непрозрачность кварцевому стеклу задаёт количество распределённых в нём мелких газовых пузырьков (диаметром от 0,03 до 0,3 мкм), рассеивающих свет. Чем больше газовых пузырьков в стекле, тем оно будет менее прозрачно, если их мало то прозрачность кварцевого стекла будет выше. Оптическое прозрачное кварцевое стекло, получаемое плавлением горного хрусталя, совершенно однородно и не содержит видимых газовых пузырьков.
Непрозрачное кварцевое стекло часто служит сырьём для производства термостойкого огнеупорного материала - кварцевой керамики.
Свойства кварцевого стекла. Кварцевое стекло (SiO2) - обладает наименьшим среди стёкол на основе SiO2 показателем преломления (ne=1,46008); По сравнению с многокомпонентными силикатными стёклами имеет наиболее широкую спектральную область прозрачности, особенно в ультрафиолетовой части спектра.
Кварцевое стекло - хороший диэлектрик, удельная электрическая проводимость при 20 °C - 10.14 - 10.16 Ом.1·м.1, тангенс угла диэлектрических потерь при температуре 20 °C и частоте 1016 Гц - 0,0025—0,0006.
Применение кварцевого стекла. Кварцевое стекло в основном используют для создания оптических волокон, так-же применяют для изготовления лабораторной посуды, тиглей, оптических приборов, радиоэлектроники, изоляторов (особенно для высоких температур), изделий, стойких к температурным колебаниям. Незначительное количество отрезков кварцевого стекла используется для изготовления линз Френеля. Также применяется в производстве термостойких огнеупорных материалов для авиационной промышленности и атомной энергетике.
Органическое стекло (оргстекло)
Органическое стекло - данный термин, ввиду сходства материала с его натуральным прообразом, может иногда употребляться и без характеристики. Органическое стекло (оргстекло), или полиметилметакрилат (ПММА) — акриловая смола, синтетический виниловый полимер искусственного происхождения - метилметакрилата, термопластичный прозрачный пластик, известный под наименованиями Acrylite, Lucite, Perspex, Setacryl, Plexiglas, Deglas, плексиглас, акрима, карбогласс, новаттро, плексима, лимакрил, плазкрил, акрилекс, акрилайт, акрипласт, искусственное стекло, акрил, метаплекс и многими другими. Может подвергаться окрашиванию и тонированию.
Состав органического стекла
Органическое стекло полностью состоит из термопластичной смолы. Химический состав стандартного оргстекла у всех производителей одинаков. Другое дело, когда необходимо получить материал с разными специфическими свойствами: ударопрочными (антивандальными), светорассеивающими, светопропускающими, шумозащитными, УФ-защитными, теплостойкими и другими, тогда в процессе получения листового материала может быть изменена его структура или в него могут быть добавлены соответствующие компоненты, обеспечивающие комплекс необходимых характеристик.
Оргстекло производят как путём экструзии, так и литьём, применение этого многофункционального материала поражает, а если сравнить с обычным стеклом то органическое стекло по многим характеристикам его превосходит но это очень обширная тема, по этому ПОДРОБНЕЙ ОБ ОРГСТЕКЛЕ ЧИТАЙТЕ ТУТ...
Переработка стеклозаготовки в готовые изделия.
Процесс переработки стекла в изделие - очень интересный процесс, ведь стеклозаготовка должна перерабатываться пока она очень горячая, стекло еще полужидкое, не держит форму и растекается. Процесс формования стекла должен выполняться за короткий срок, длящийся от нескольких секунд до минуты или нескольких минут и за это время стекло приобретает нужную форму и одновременно охлаждается до состояния твердого предмета, хотя в процессе формовки его могут одновременно греть для продления времени его формования. При необходимости дальнейшей обработки стекло опять нужно нагреть. В расплавленном состоянии стекло может быть вытянуто в длинные стеклянные нити или листы-полотна, обладающие гибкостью при высокой температуре. Дальше по конвейеру сливается -заполняя формы для получения отливок или прессовок из стекла. Если стеклянное изделие должно состоять из нескольких частей то отдельные стеклянные части сложного изделия соединяются друг с другом после их повторного нагрева. Вращение заготовки с постоянной скоростью при обработке придает изделию симметричную форму. Готовые стеклянные изделия - на пример бутылки, продвигаются по конвейеру завода и "отжигаются" очень медленно охлаждаясь для снятия напряжения с материала. Выделим четыре основных метода стеклопереработки, которые больше всех прижились в данной индустрии: выдувание стекла, прессование стекла, прокат и литьё стекла. Первые три метода изготовления применяются как в мелкосерийном производстве где используется ручной труд, так и в непрерывном автоматизированном производстве без участия человека. Литьё стеклянной массы трудно приспособить к крупносерийному производству но и эти задачи тоже решаемы.
20-ый век стал очень результативным в плане достижений автоматизации процессов формовки стекла. Было найдено и внедрено множество не дорогих способов производства стеклянных изделий, дело процветало и прогрессировало благодаря популярности и постоянному повышению спроса на стекольную продукцию. В середине ХХ века количество и наименования изделий из стекла было ограничено, в основном изготавливались бутылки, столовая посуда, окна, линзы и украшения и зеркала. С тех пор стекло стало производиться многими предприятиями стекольной промышленности и нашло применение в тысячах различных областей нашей повседневной жизни. Требования заказчиков и конкуренция растут и технология не стоит на месте. Теперь, благодаря прогрессу, стекло может быть прозрачным или полупрозрачным, безцветным или окрашенным, очень лёгким или тяжёлым как бетон, хрупким или прочнее стали. Из стекла изготавливают волокна в десятки раз тоньше человеческого волоса и стеклянные листы, тонкие, как бумага.
Стекло в 21 веке.
Люди стали строить здания с стеклянными фасадами, изготавливать солнечные панели, напридумывали миллионы дизайнов различной стеклянной тары, огромное множество видов и типов изделий которые не сильно отличаются друг от друга но используются как в повседневной жизни людей, так и во многих профессиональных сферах. А ведь если вдуматься, то даже тяжело себе представить, сколько профессий заняты тем что даёт им стекольная промышленность. Ведь если взять в пример простую винную бутылку то станет понятно сколько профессий задействовано в изготовлении конечного продукта - "БУТЫЛКИ ВИНА". После формовки бутылка переезжает на завод заказчика, после чего бутылка моется, наполняется, закупоривается, маркируется, оклеивается этикетками с указаниями бренда, на ней печатают всевозможные коды, штрих и датаматрикс-коды, кодируют qr-кодами, печатают на бутылке даты производства, срок годности, состав содержимого, дальше - больше... упаковывают, перевозят, размещают на витрине, продают, покупают, открывают, выпивают, выкидывают, перерабатывают и эта суета происходит вокруг куска стекла... Применение стеклянной бутылки и какие виды бутылок бывают - читайте в статьях "ИСТОРИЯ ОДНОЙ БУТЫЛКИ" и "ВИДЫ И ТИПЫ БУТЫЛОК".
