Sklo: co je, typy, výrobní technologie, vlastnosti, účel

Sklo je materiál, který má v některých vlastnostech jedinečné vlastnosti. Až dosud se k jeho výrobě používají přírodní přísady, recyklace poškozeného výrobku se může opakovat bez ztráty kvality a téměř bez odpadu.

Definice

Sklo může být v několika agregačních stavech v různých fázích výroby. A přesto, sklo - co je to a odkud je vyrobeno?

Podle vědecké definice je sklo jakékoliv amorfní tělo získané způsobem taveniny, které s rostoucí viskozitou získává vlastnosti pevné látky. Navíc proces přechodu z jednoho státu do druhého je reverzibilní.

Dějiny materiálů

V každodenním životě používáme denně sklo. Co je a z čeho jsou vyrobeny - tyto jsou zřídka kladeny otázky v moderní době, materiál je nám tak známý. Vědci se domnívají, že sklo bylo nejprve získáno náhodou, aby bylo možné zjistit, že vznik technologií je nemožný. První výrobky pocházejí z roku 2540 př.nl. Ve starobylém receptu byly tři složky - soda, písek a oxid hlinitý. Později se naučil zlepšit vlastnosti materiálu přidáním křídy, dolomitu a dalších složek k hlavním složkám. Celá kompozice, z níž se sklo vaří, se nazývá náboj.

Barevné sklo začalo přijímat s použitím přírodních pigmentů - oxidů oxid chrómu nikl, přísady kobaltu. První tvarovaný výrobek získal v 1. století nl římští mistři. Vynalezli listové sklo. Technologie pro výrobu skla v tabulích měla vyústit v obrovskou válcovou bublinu v lidském růstu z horké hmoty. Až se ochladila, byla řezána podél dlouhé části a vyložena na palety pro vyrovnání. Taková technika byla běžná v průběhu počátku 20. století. V Rusku byla sklářská výroba otevřena v 17. století a byla umístěna ve vesnici Dukhanin, v té době byli pouze cizinci.

Složení

Sklo se používá pro různé účely. Co je to sklo, rozumíme a jaké jsou jeho hlavní složky? Složení původních složek po celou dobu trvání výrobního materiálu se nezměnilo. Tři hlavní složky tvoří základ (náboj) - to je oxid křemičitý nebo křemičitý písek, sodík (oxid sodíku) a oxid vápenatý, známý jako vápno. Složky jsou kombinovány v určitých poměrech a roztaveny v peci při teplotě 300 až 2500 ° C. V závislosti na požadovaných vlastnostech se ke směsi přidá potaš, anhydrid kyseliny borité, rozbité sklo předchozích vroucích nebo recyklovaných surovin.

Technologie

Pro zvýšení nebo oslabení vlastností sloučenin v procesu tavení se přidávají zesilovače, tlumiče, barviva, odbarvující látky apod. Po varu se hmota rychle ochladí, čímž se zabrání tvorbě krystalů. Ze všech ingrediencí je největší procento receptů písek - od 60 do 80%. Písek působí jako jádro, kolem něhož je vytvořen sklovitý materiál. Technologie výroby skla se po staletí nezměnila.

Vápno je další součástí, bez kterého se sklo nevyrábí. Co je oxid vápenatý v přísadách? Tato složka poskytuje chemickou stabilitu materiálu a zlepšuje lesk. Sklo lze tavit pouze z písku a sody, ale bez vápna se rozpustí ve vodě. Třetí hráč ve složení směsi je oxid kovu - sodík nebo draslík (až 17%). Ve směsi se zavádí ve formě uhličitan sodný nebo potaše. Tyto komponenty snižují teplotu tání, což umožňuje jednotlivým zrnům úplné roztavení a sloučení do monolitu.

Zobrazení

V závislosti na složkách použitých při složení náplně, jednotlivé typy skla:

• Quartz. Je vyroben z jedné složky - křemičitý. Má vysoké vlastnosti: odolný vůči vysokým teplotám (až do 1000 ° C) a teplotnímu šoku, přenáší spektrum viditelného a ultrafialového záření. Výroba je spojena s vysokými náklady na energii, jelikož křemičitý (křemičitý sklo) je žáruvzdorná surovina a je obtížné ji formovat. Hlavními oblastmi použití jsou chemické a laboratorní sklo, části optických systémů, rtuťové lampy apod.
• Křemičitan sodný. Je složen ze dvou složek, složení skla je křemičitý písek a soda (1: 3). Jeho vlastnosti jsou široce používány v průmyslu jako součást jakéhokoli procesu, ale nepoužívané v jiných oblastech, produkty nejsou vyrobeny z něj. Hlavní nevýhodou je, že je rozpustný ve vodě.
• Lime. Nejběžnější typ materiálu, z něhož se většina výrobků vyrábí, je ploché sklo, skleněné nádoby, zrcadlo, nádobí a mnoho dalšího.
• Olovo V klasickém složení skla (náboj) je proporcionálně přidán oxid olova. Olovnaté sklo má vylepšené dielektrické vlastnosti, které umožňují jeho použití jako nejlepší izolační směs v televizních trubicích, osciloskopech, kondenzátorech atd. Přítomnost olova ve skleněné hmotě dodává materiálu extra lesk a jiskru, která se často používá při výrobě uměleckých výrobků, jídel atd. D. Crystal - jeden z typů olovnatého skla.
• Borosilikát Přidání oxidu boru ke složení materiálu zvyšuje jeho odolnost vůči tepelnému šoku až pětkrát, chemické vlastnosti se výrazně zlepšují. Borosilikátové sklo se používá k výrobě trubek a laboratorního a chemického skla, výrobků pro domácí použití. Velkým příkladem použití je zrcadlo vytvořené na bázi borosilikátového skla pro největší světový dalekohled.
• Jiné druhy skla - hlinitokřemičitany, boritany, barvy atd.

Typy okenního skla

Okno je nejžádanější druh materiálu. Vysílá sluneční světlo, zajišťuje izolaci v zimě a v létě, zabraňuje pronikání šumu, esteticky tvaruje otevírání oken a provádí řadu dalších funkcí. Dnes existuje široký výběr typů skla, z nichž každá splňuje určité požadavky:

• Úspora energie. Typ skla tónovaný nebo zakrytý speciální fólií, která dovoluje krátkodobému slunečnímu záření vstoupit do místnosti, a dlouhé vlnové záření z topných zařízení se nevypouští z místnosti. Druhé jméno je selektivní sklo. Dosud bylo vyvinuto několik typů povlaků. Nejslibnějšími jsou K-sklo (ukládání oxidů kovů na povrchu) a i-glass (vakuové vícevrstvé depozice stříbro - dielektrické).
• Opalovací krém. Snižuje přenos slunečního světla do místnosti. Rozdělena na dva typy - reflexní a absorbující. Účinek je dosažen buď tónováním skla ve volném stavu během vaření, nebo aplikací speciálního filmu na povrch.
• Dekorativní. Okenní sklo s dalšími estetickými vlastnostmi - vzorované, barevné atd.

Bezpečnostní brýle

Jednou z negativních vlastností skla je její křehkost, existují technologie k vytvrzení materiálu. Mezi nejčastější typy patří:

• Obrněné. Listové sklo, při jehož tvarování se do hmoty zavádí kovová síť. Rozsah použití - průmyslové prostory, zařízení pro osvětlení ulic, obložení výtahových šachet apod.
• Laminovaný nebo triplexní . Dvě nebo více sklenic se upevní spolu se speciální fólií nebo kapalinou. Tento typ materiálu výrazně snižuje úroveň hluku v prostorách. Také při použití dalších barevných filtrů během laminace je schopen provádět funkce ochrany před slunečním zářením. Triplex má vysokou mechanickou stabilitu, při rozbití tkaniny zůstávají fragmenty na fólii, čímž je co nejbezpečnější pro použití v přední části, balkón, okna, zasklení dveří.
• Nehořlavý . Nejčastěji se vyrábějí technologií laminace se speciálními fóliemi, které při teplotách nad 120 ° C mění své fyzikální vlastnosti a rozšiřují se a stávají se neprůhlednými a vytvářejí tuhost skla.
• Ochranné . Jedná se o vícevrstvý materiál složený z několika druhů skel upevněných polymerem. Například křemičité sklo je spojeno s polykarbonátem a organickým sklem. Takový průsvitný blok je odolný proti mechanickému, chemickému poškození nárazem. Ochranné typy skla jsou neprůstřelné, odolné proti nárazům, odolné proti pronikání a jiné typy. Technické požadavky na materiál a klasifikaci ochranných skel se řídí normou GOST R 51136.
• Vytrval. Má vysoké pevnostní vlastnosti. Efekt zajišťuje technologie výroby skla - ve speciální tunelové peci jsou listy krátce vystaveny vysokým teplotám a rychle ochlazeny. Při rozbití se tvrzené sklo rozpadne na malé úlomky, které nepředstavují ohrožení života a zdraví. Nevýhodou je nemožnost obrábět kalené plátno, se sebemenším nárazem, je zničeno. Většina produktů z tvrzené sklo jsou nejprve lisovány, řezány nebo jinak zpracovávány a teprve potom jsou uhaseny.

Autoskla

Sklo pro automobily má zvýšené pevnostní vlastnosti, které splňují bezpečnostní požadavky. K dnešnímu dni výroba využívá dvě technologie - laminování (triplex) a vytvrzení (stalinit):

• Vytvrzený materiál se získává tepelným zpracováním běžného křemičitého skla, jeho ohřevem v peci na teplotu +600 ° C a následným rychlým chlazením. Získává mechanickou a tepelnou pevnost, ale se silnými nárazy se rozpadá a rozpadá se na malé, bezpečné fragmenty, které nemají žádné řezné a piercingové hrany. Ruské značení - písmeno "Z", evropský - "T" nebo temperovaný.
• Laminované - jedná se o dvě tenké plechy, připevněné polymerovou fólií při působení teploty a vakua. Vlastnosti skla jsou takové, že zůstávají nedílnou součástí silných účinků, nerozlučují se do fragmentů, jestliže to prasklo. Části zůstávají nalepené. V triplexu existují další funkce - tónování barevných filtrů v procesu laminace, dodatečná izolace kabiny, nízká tepelná vodivost apod.

Moderní vývoj

Století dvacátého století lze nazvat čas rozšířeného používání skla. Po vývoji technologie mechanických metod pro výrobu materiálu byl používán v různých oborech - jako nejjemnější vlákno v telekomunikacích, ne méně úspěšný je používán velkými multi-ton bloky ve stavebních technologiích.

Vlastnosti skla jsou rozmanité, jsou stále studovány ve vědeckých institucích a řemeslníci hledají nové způsoby uplatnění a vynalézání nových typů. V roce 1940 představili skláři světu pěnové sklo. Jeho vlastnosti jsou:

• Lehkost - nepadá do vody, má buněčnou strukturu, specifická hmotnost mírně přesahuje hmotnost korku.
• Odolnost proti vlhkosti, trvanlivost.
• Environmentální přívětivost (koks je přidán do klasického dávkového receptu).
• Protipožární (nehoří) a utopí oheň.
• Materiál lze rozřezat na kousky bez zhoršení kvality.

Rozsah použití ocelových izolačních materiálů pro nebezpečné průmyslová odvětví, chladírny apod.

U solárních článků používejte sklo s vodivým povlakem z tenké vrstvy oxidu kovu. Povlečené panely pracují při teplotách kolem 350 ° C. Navíc je takové sklo namontováno v kokpitu, aby se zabránilo ledu a udržoval se v kabině teplo.

Důležitým úspěchem modernity byla možnost výroby skleněné keramiky. Materiál se vyrábí za použití konvenční technologie skla, ale v posledním stupni chlazení se proces zpomaluje a dochází k krystalizaci v hmotě materiálu. Katalyzátory jsou speciální přísady, které neovlivňují vnější stav skla, ale tvoří malé krystaly. Materiál bez deformace odolává vysokým teplotám a je odolnější vůči všem typům poškození. Používá se při výrobě raket, domácích spotřebičů, laboratoří, součástí motoru av mnoha dalších oblastech.