Как сделать стекло?

Мы каждый день сталкиваемся со стеклянными изделиями, но часто ли задумываемся: из чего сделано стекло, какова технология его изготовления? Родина стекол — древний Египет. Первые изделия (а им ни много ни мало 5 тысяч лет!) были достаточно непривлекательными на вид и почти непрозрачными. Технология изготовления современного стекла совсем иная. Рассмотрим, как сделать стекло, что входит в его состав.

к содержанию ↑

Из чего состоит стекло?

В стекловарении применяют такие материалы:

  • Кварцевый песок (примерно 75%). Именно от песка зависит качество готовой продукции.

Важно! Знаменитые на весь мир венецианские стеклодувы для изготовления муранского стекла используют песок, привезенный из провинции Истрия. В основе не менее известного богемского стекла — измельченный кварц.

  • Сода. Это вещество помогает снизить температуру, необходимую для расплавления кварцевого песка. Сода, добавленная в смесь в правильных пропорциях, уменьшает температуру плавления кварца почти в два раза.
  • Известь. Она делает стекло устойчивым к воздействию многих агрессивных химических веществ. Впервые известь была применена в 17 веке богемскими стеклодувами, в виде мела или известняка.

Стекло со специфическими свойствами имеет в своем составе окислы и различные металлы. Базовые материалы, из чего делают стекло (состав, пропорции) остаются прежними, а добавки могут быть самыми разными:

  • Оксид бора. Уменьшает коэффициент теплового расширения стекла. Готовые изделия получаются блестящими и прозрачными.
  • Свинец. Этот ингредиент применяют в хрустальном производстве. Хрустальные изделия приобретают характерный мелодичный звон.
  • Марганец. Стекло получается с зеленоватым оттенком. Эффект окрашивания дают и такие металлы, как хром, кобальт и никель.
  • Окислы железа делают стекло насыщенно-красным.
  • Оксиды никеля придают фиолетовый и коричневый оттенок.
  • Окислы урана делают стекло желтоватым
  • Хром придает стеклу зеленый оттенок.
к содержанию ↑

Физические характеристики:

  • Плотность. Этот показатель во многом зависит от химического состава стекла и варьируется в пределах 220-650 кг/м³. С повышением температуры плотность стекла снижается. Оно становится более хрупким.
  • Прочность. Вариативность прочности составляет от 50 до 210 кгс/мм². Если поверхность изделия слегка повреждена, то прочность уменьшается в 3-4 раза.
  • Хрупкость. Это свойство — главная причина ограниченной области применения стекол.
  • Термостойкость — способность противостоять воздействию высоких температур. Обычные сорта стекла выдерживают до 90 градусов. Для термоустойчивых сортов этот показатель выше в несколько раз.
к содержанию ↑

Разновидности стекла

Область использования этого материала довольно широка — посуда, кухонные принадлежности, лампочки, элементы декора, оконные стекла. Этот список можно продолжать и дальше.

Какие же разновидности стекол применяют для изготовления разных изделий?

  • Хрустальное. Содержит в своем составе окись свинца. Стекло прозрачное, блестящее, очень красивое. Применяется в основном при изготовлении посуды и сувениров.
  • Кварцевое. При производстве используется кварцевый песок. Данный вид стекла способен выдержать значительные перепады температуры. Используется при производстве окон, изоляторов, лабораторной посуды, оптических приборов.
  • Пеностекло. Это стеклянная масса с большим количеством пустот внутри. Обладает хорошими звуко- и теплоизоляционными свойствами. Применяется в строительстве.
  • Стекловата. Структура этого материала представляет собой массу стеклянных нитей, хорошо сопротивляющихся разрыву. Используют стекловату в строительстве и химическом производстве. Материал обладает высокой степенью огнестойкости, поэтому его применяют для изготовления специальной одежды пожарных и металлургов.

Отдельная группа — специальные виды стекол:

  • Огнестойкое — устойчиво к воздействию высоких температур, выдерживает открытое пламя.
  • Термостойкое — обладает низким значением коэффициента термического расширения, может выдержать резкие температурные перепады.
  • Пуленепробиваемое — устойчиво к мощным механическим воздействиям.
к содержанию ↑

Как делают стекло из песка?

Процесс изготовления стекол проходит в несколько этапов.

  • Подготовка материалов: обогащение кварцевого песка, удаление из песка примесей железа, дробление известняка и доломита.
  • Смешивание ингредиентов в определенных пропорциях. Концентрация различных составляющих зависит от заданных физических и химических характеристик готового изделия.
  • Варка в стекловаренной печи. Диапазон температур, при которых происходит варка стекла, колеблется в пределах 800-1400 градусов. Кварцевый песок расплавляется, и стекло становится прозрачным и вязким.

Важно! После того, как получена однородная стекольная смесь, производится формирование стеклянных изделий с последующим резким охлаждением, а также физической и термической обработкой.

Информация, “как делают стекло” для детей, особенно интересна.

Как делают оконное стекло — нюансы производства:

  • Все составляющие, используемые для производства стекла, загружаются в печь и разогреваются до получения однородной вязкой массы.
  • Затем масса загружается в гомогенизатор, чтобы добиться полной однородности состава.
  • Массу выливают в емкость с жидким оловом, чтобы поверхность получилась идеально гладкая.
  • Далее стеклянная лента подается на конвейер для контроля толщины и нарезания на стандартные куски.
  • Отходы от обрезки и бракованная продукция поступает в переплавку.
  • Готовая стеклянная продукция проходит еще один этап контроля качества и направляется на склад.

Такая информация “из чего сделано стекло” для детей (и не только!) очень интересна.

к содержанию ↑

Область применения стекла

Несмотря на существенный недостаток (повышенная хрупкость), стекло имеет достаточно широкую область использования — как в быту, так и в разных отраслях промышленности:

  • Машиностроение. Стекло добавляют в противопригарные краски.
  • Бумажная промышленность — пропитывают готовую бумажную массу.
  • Строительство. Стекло применяют как добавку в кислото- и жаропрочные материалы.
  • Химическая промышленность — в производстве моющих составов.
  • Цветное стекло применяется в строительстве и при производстве декоративных изделий.

Стекло служит людям много лет, но процесс его создания остается притягательным и немного таинственным. Оно не просто защищает жилье людей от холода и жары, но и предоставляет практически неограниченное поле для творчества.