Steklo: kaj je, vrste, tehnologija proizvodnje, lastnosti, namen

Steklo je material, ki je v nekaterih lastnostih neprimerljiv. Naravne sestavine se do sedaj uporabljajo za njeno proizvodnjo, recikliranje poškodovanega izdelka pa se lahko ponovi brez izgube kakovosti in skoraj brez odpadkov.

Opredelitev

Steklo je lahko v različnih agregatnih stanjih na različnih stopnjah proizvodnje. In vendar, steklo - kaj je in od česa je narejeno?

V skladu z znanstveno definicijo je steklo vsako amorfno telo, pridobljeno s postopkom taljenja, ki s povečano viskoznostjo pridobi lastnosti trdne snovi. Poleg tega je proces prehoda iz ene države v drugo reverzibilen.

Zgodovina materiala

V vsakdanjem življenju vsak dan uporabljamo steklo. Kaj je in kaj je narejeno - to so redko zastavljena vprašanja v sodobnem času, material nam je tako znan. Znanstveniki verjamejo, da je steklo prvič pridobljeno naključno, da bi sledili nastanku tehnologije nemogoče. Prvi izdelki segajo v leto 2540 pr. V starodavnem receptu so bile tri sestavine - soda, pesek in glinica. Kasneje so se naučili izboljšati lastnosti materiala z dodajanjem krede, dolomita in drugih sestavin glavnim sestavinam. Celotna sestava, iz katere je kuhano steklo, se imenuje naboj.

Barvno steklo je začelo prejemati z uporabo naravnih pigmentov - oksidov kromov oksid nikelj, kobaltni dodatki. Prvi oblikovani izdelek so v 1. stoletju našega štetja pridobili rimski mojstri. Izumili so steklo. Tehnologija za izdelavo steklenih plošč je bila vroča masa razstrelila ogromen valjasti mehurček v človeški rasti. Dokler se ni ohladil, je bil razrezan vzdolž dolgega odseka in položen na palete za izravnavanje. Takšna tehnika je bila pogosta v začetku 20. stoletja. V Rusiji se je proizvodnja stekla odprla v 17. stoletju in se je nahajala v vasi Dukhanin, v tem času so bili gospodarji le tujci.

Sestava

Steklo se uporablja za različne namene. Kaj je steklo, razumemo in katere so njegove glavne sestavine? Sestava originalnih sestavin za celotno obdobje izdelave materiala se ni spremenila. Trije glavni sestavni deli tvorijo bazo (naboj) - to je kremen ali kremenčev pesek, soda (natrijev oksid) in kalcijev oksid, znan kot apno. Sestavine se združijo v določenih razmerjih in stopijo v peči pri temperaturi od 300 do 2500 ° C. V odvisnosti od želenih lastnosti se v mešanico dodajo pepelika, borni anhidrid, lomljeno steklo predhodnega vrelega ali reciklirane surovine.

Tehnologija

Za povečanje ali oslabitev lastnosti spojin v procesu taljenja se dodajo ojačevalniki, dušilci, barve, razbarvali itd. Po vrenju se masa hitro ohladi in se tako prepreči nastajanje kristalov. Od vseh sestavin je največji odstotek v receptu pesek - od 60 do 80%. Pesek deluje kot jedro, okoli katerega se tvori steklast material. Tehnologija proizvodnje stekla je stoletja ostala nespremenjena.

Apno je še ena sestavina, brez katere se ne proizvaja steklo. Kaj je kalcijev oksid v sestavinah? Ta komponenta daje materialu kemično stabilnost in izboljšuje sijaj. Steklo se lahko topi samo iz peska in sode, vendar se brez apna raztopi v vodi. Tretji igralec v sestavi mešanice je kovinski oksid - natrij ali kalij (do 17%). V mešanico se vnese v obliki soda ali pepelika. Te komponente zmanjšujejo tališče, tako da se posamezna zrna popolnoma stopijo in združijo v monolit.

Pogledi

Odvisno od sestavin, uporabljenih v sestavi naboja, ločene vrste stekla: t

• Quartz. Narejen je iz ene komponente - silicijevega dioksida. Ima visoke lastnosti: odporna na visoke temperature (do 1000 ° C) in toplotni šok, prenaša vidni in ultravijolični spekter sevanja. Proizvodnja je povezana z visokimi stroški energije, saj je silikat (silikatno steklo) ognjevarna surovina in ga je težko oblikovati. Glavna področja uporabe so kemična in laboratorijska steklovina, deli optičnih sistemov, živosrebrne sijalke itd.
• Natrijev silikat. Narejena je iz dveh komponent, steklena sestava je kremenov pesek in soda (1: 3). Njegove lastnosti se pogosto uporabljajo v industriji kot sestavni del katerega koli procesa, vendar se ne uporabljajo na drugih področjih, izdelki niso izdelani iz nje. Glavna pomanjkljivost je, da je topen v vodi.
• Lime. Najpogostejši tip materiala, iz katerega je izdelan večina izdelkov, je ravno steklo, steklene posode, ogledalo, posode in še veliko več.
• Svinec V klasični sestavi stekla (naboj) se sorazmerno doda svinčev oksid. Svinčevo steklo ima izboljšane dielektrične lastnosti, kar omogoča, da se uporablja kot najboljša izolacijska spojina v televizijskih cevkah, osciloskopih, kondenzatorjih itd. D. Kristal - ena od vrst svinčevega stekla.
• Borosilikat Dodatek borovega oksida sestavi materiala poveča njegovo odpornost na toplotni šok do 5-krat, bistveno se izboljšajo kemijske lastnosti. Borosilikatno steklo se uporablja za izdelavo cevi in ​​laboratorijske in kemične steklovine, izdelkov za domačo uporabo. Velik primer uporabe je ogledalo, izdelano na osnovi borosilikatnega stekla za največji teleskop na svetu.
• Druge vrste stekla - aluminosilikat, borat, barva itd.

Vrste okenskega stekla

Okensko steklo je najbolj iskana vrsta materiala. Prenaša sončno svetlobo, zagotavlja izolacijo pozimi in poleti, preprečuje prodiranje hrupa, estetsko oblikuje okensko odprtino in opravlja številne druge funkcije. Danes obstaja široka izbira vrst stekla, od katerih vsaka izpolnjuje določene zahteve:

• Varčevanje z energijo. Vrsta stekla, ki je obarvana ali prekrita s posebno folijo, ki omogoča vstopanje kratkovalnega sončnega sevanja v sobo, in dolgega sevanja sevalnih naprav se ne oddaja iz prostora. Drugo ime je selektivno steklo. Do danes je razvil več vrst premazov. Najbolj obetajoča sta K-steklo (odlaganje kovinskih oksidov na površini) in i-steklo (vakuumsko večplastno usedanje srebra - dielektrik).
• Krema za sončenje. Zmanjša prenos sončne svetlobe v prostor. Razdeljeni v dve vrsti - odsevni in vpojni. Učinek se doseže z niansiranjem stekla v razsutem stanju med kuhanjem ali z nanašanjem posebne folije na površino.
• Dekorativna. Okensko steklo z dodatnimi estetskimi lastnostmi - vzorčasto, barvno itd.

Zaščitna očala

Ena od negativnih lastnosti stekla je njegova krhkost, obstajajo tehnologije za utrjevanje materiala. Najpogostejše vrste so:

• Oklepna. Pločevinasto steklo, pri katerem se v maso vnese kovinska mreža. Področje uporabe - industrijski prostori, naprave za ulično razsvetljavo, oblaganje dvigalnih jaškov itd.
• Laminiran ali triplex . Dve ali več kozarcev se pritrdi s posebnim filmom ali tekočino. Ta vrsta materiala bistveno zmanjša raven hrupa v prostorih. Prav tako lahko pri uporabi dodatnih barvnih filtrov med laminiranjem opravlja funkcije zaščite pred soncem. Triplex ima visoko mehansko stabilnost, pri lomljenju tkanine ostanejo fragmenti pritrjeni na folijo, zaradi česar je varna za uporabo spredaj, balkon, okna, zasteklitev vrat.
• Zaviralec gorenja . Najpogosteje se proizvaja s tehnologijo laminiranja s posebnimi filmi, ki pri temperaturah nad 120 ° C spreminjajo svoje fizikalne lastnosti in se širijo, tako da postanejo neprozorni, kar daje trdnosti stekla.
• Zaščitna . Gre za večplastni material, sestavljen iz več vrst stekla, pritrjenih s polimernim filmom. Silikatno steklo je na primer povezano s polikarbonatom in organskim steklom. Tak prosojni blok je odporen na mehanske, kemične in udarne poškodbe. Zaščitne vrste stekla so neprebojne, odporne proti udarcem, odporne na penetracijo in druge vrste. Tehnične zahteve za material in klasifikacijo zaščitnih očal ureja GOST R 51136.
• Strjena. Ima visoke lastnosti trdnosti. Učinek zagotavlja tehnologija proizvodnje stekla - v posebni tunelski peči so listi na kratko izpostavljeni visokim temperaturam in se hitro ohladijo. Pri razbijanju se kaljeno steklo prelomi v majhne fragmente, ki ne ogrožajo življenja in zdravja. Pomanjkljivost je nezmožnost obdelave utrjenega platna, z najmanjšim vplivom, da se uniči. Večina izdelkov iz kaljeno steklo najprej so oblikovani, razrezani ali kako drugače obdelani in šele potem se ugasnejo.

Autoglass

Steklo za avtomobile ima izboljšane lastnosti trdnosti, ki izpolnjujejo varnostne zahteve. Do sedaj se v proizvodnji uporabljajo dve tehnologiji - laminacija (triplex) in utrjevanje (stalinit):

• Kaljeno dobimo s termično obdelavo navadnega silikatnega stekla, ga segrejemo v peči na temperaturo +600 ° C, nato pa hitro ohladimo. Pridobiva mehansko in toplotno trdnost, pri močnih udarcih pa se razpada v majhne, ​​varne fragmente, ki nimajo rezalnih in prebadajočih robov. Ruska oznaka - črka "Z", evropska - "T" ali kaljena.
• Laminirane - to sta dve tanki stekleni plošči, pritrjeni s polimernim filmom pod vplivom temperature in vakuuma. Lastnosti stekla so takšne, da ostanejo sestavni z močnimi učinki, ne razpadejo se na dele, če se razpočijo. Deli ostanejo pritrjeni. V triplexu so dodatne funkcije - barvni filtri v procesu laminiranja, dodatna izolacija kabine, nizka toplotna prevodnost itd.

Sodobni razvoj

Dvajseto stoletje lahko imenujemo čas razširjene uporabe stekla. Po razvoju tehnologije mehanskih metod za izdelavo materiala se je uporabljal na različnih področjih - kot najfinejša vlakna v telekomunikacijah, z nič manj uspehom pa jih uporabljajo velike večtonske bloke v gradbeni tehnologiji.

Lastnosti stekla so raznolike, še vedno jih preučujejo v znanstvenih inštitutih, obrtniki pa iščejo nove načine uporabe in iznajdbe novih vrst. Leta 1940 so steklarji svetu predstavili peno. Njegove lastnosti so:

• Lahkost - ne potopi v vodo, ima celično strukturo, specifična teža nekoliko presega težo plute.
• Odpornost na vlago, vzdržljivost.
• Okoljska prijaznost (koks se doda klasičnemu serijskemu receptu).
• Ognjevarno (ne gori) in ugasne ogenj.
• Material lahko narežemo na kose, ne da bi pri tem ogrozili kakovost.

Obseg uporabe jeklenih izolacijskih materialov za nevarne industrije, hladilnice itd.

Za sončne celice uporabite steklo s prevodnim premazom iz tanke plasti kovinskega oksida. Prevlečene plošče delujejo pri temperaturah okoli 350 ° C. Poleg tega je takšno steklo nameščeno v pilotski kabini, da bi se izognili ledu in se ohladili v kabini.

Pomemben dosežek modernosti je bila možnost proizvodnje steklene keramike. Material je izdelan s konvencionalno tehnologijo stekla, vendar se v zadnjem stadiju hlajenja proces upočasni in v masi materiala pride do kristalizacije. Katalizatorji so posebni dodatki, ki ne vplivajo na zunanje stanje stekla, ampak tvorijo majhne kristale. Material brez deformacij vzdrži visoke temperature in je bolj odporen na vse vrste poškodb. Uporablja se za proizvodnjo raket, gospodinjskih aparatov, laboratorijev, delov motorjev in na mnogih drugih področjih.