Silikátové sklo: výroba a použitie

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-02 14:02

Sklo je jedným z najpopulárnejších materiálov v rôznych sférach života. Používa sa pri stavebných a dokončovacích prácach, vyrábajú sa z neho diela úžitkového a vysokého umenia a využíva sa v kozmickom priemysle. Toto je jeden z dostupných materiálov s jednoduchým zložením. Najčastejším typom, s ktorým sa najčastejšie stretávame a používame výrobky z neho, je silikátové sklo.

Čo je toto?

Najstarším kusom skla sú korálky nájdené pri vykopávkach v Egypte, vedci sa domnievajú, že nález je starý viac ako päťtisíc rokov. Odvtedy sa zloženie skla zmenilo len málo. Hlavným prvkom materiálu je kremenný piesok (Si0_{2) - silikát. Pridáva sa do nej sóda, potaš, vápenec a niekoľko ďalších prvkov.}

V priemysle sa na získanie sklenej hmoty miešajú oxidy základných látok a tavia sa v peci. Teplota topenia závisí od prísad, ktoré menia vlastnosti skla. Výsledná hmota sa formuje niekoľkými spôsobmi: výrobou tabuľového skla, dávaním mu rôznych tvarov (riad, tienidlá na lustre, sklo na hodiny a pod.), výrobou prírezov na následné kusové spracovanie sklárskymi fúkačmi a mnoho ďalších.

BK rozvoju sklárstva výrazne prispeli Lomonosov M. V., Kitaygorodsky N. I., o praktickú stránku problematiky sa zaujímali Mendelejev D. I.a ďalší. Je ľahké definovať materiál „silikátové sklo“. Čo to je? Materiál s amorfno-kryštalickou štruktúrou, získaný roztavením zmesných oxidov s následným ochladením.

Výroba skla

Hlavným prvkom na výrobu skla je kremenný piesok, do ktorého sa v pomere pridáva najmenej päť prísad. V závislosti od ďalšieho účelu použitia získaného materiálu sa do hlavnej receptúry pridávajú prísady: oxidačné činidlá, tlmiace činidlá, odfarbovače, farbivá, urýchľovače atď. Ako farbivá sa používajú oxidy kovov. Napríklad meď zafarbí hmotu skla na červeno, železo dodá modrý alebo žltý odtieň, oxidy kob altu dodajú modrú farbu a koloidné striebro dá žltý odtieň.

Pripravená suchá zmes sa vloží do sklárskej taviacej pece, kde sa surovina taví pri teplote 1200-1600°C, proces trvá od 12 do 96 hodín. Výroba skla je ukončená procesom rýchleho ochladzovania, len za týchto podmienok získa sklenená hmota všetky požadované vlastnosti: transparentnosť, mechanickú odolnosť a ďalšie vlastnosti stanovené v procese miešania oxidov.

Druhy silikátového skla

Výroba materiálu je energeticky náročný proces, ktorý zabezpečuje silikátový priemysel. Výroba skla v priemysle prebieha v rpece tunelového typu s priebežným udržiavaním nastavenej teploty. Suchá zmes sa nakladá z jedného konca pece, hotový materiál sa vykladá na výstupe.

Vzhľadom na široké uplatnenie v rôznych priemyselných odvetviach možno silikátové sklo rozdeliť na typy:

• Kremeň bez nečistôt oxidov sodíka, draslíka je sklo bez alkálií. Má vysokú tepelnú odolnosť a vynikajúce elektrické vlastnosti. Z nedostatkov - náročné na spracovanie.
• Sóda, draslík, sodno-draslík - alkalické sklo. Najbežnejší typ materiálu vhodný na všeobecné použitie. Používa sa na výrobu akváriového skla, okenného skla, riadu a pod.
• Alkalický s vysokým obsahom oxidov ťažkých kovov. Napríklad pridanie olova je nevyhnutné na získanie krištáľu, optického skla.

Viacúčelové použitie

Silikátové sklo má množstvo vlastností, ktoré umožňujú jeho použitie v širokom rozsahu. Každá z jeho vlastností môže byť vylepšená, v súvislosti s ktorou sa otvárajú ďalšie príležitosti. Napríklad sklo potiahnuté amalgámom slúži ako zrkadlo a za určitých podmienok sa dá použiť aj ako solárny panel.

Hygienické a praktické vlastnosti skla sú nepopierateľné. Materiál nemá pórovitosť, čo znamená, že sa v ňom nemnožia patogénne baktérie, ľahko sa čistí, je odolný voči akýmkoľvek potravinárskym výrobkom. Žiaruvzdorné jedlá z nej sú multifunkčné: môžete piecť pri vysokej teplote v rúre alebo vložiťmraznička bez poškodenia.

Vrstva a hrúbka

Materiál má rôznu hrúbku, ktorá určuje jeho schopnosti. Plech hrúbky 2 mm, vhodný na okná. Sklo pre akvárium sa používa najmenej 5 mm, v závislosti od objemu vody naliatej do nádoby. Akvaristi však stále viac prichádzajú k záveru, že použitie akrylového analógu je oveľa pohodlnejšie, najmä ak je požadovaná kapacita 500 litrov alebo viac.

Použitie laminovaného materiálu (triplex) rozširuje možnosti: látka polepená polymérovou fóliou je prakticky nezničiteľná, je bezpečná, pretože sa nedrolí. Rozbiť dve silikátové sklá s hrúbkou 10mm fóliovou vrstvou kladivom je prakticky nemožné. Triplex sa používa na výrobu transparentných mostov, obkladov fasád budov, oplotenia bazénov atď.

Vlastnosti

Použitie materiálov na silikátovej báze nachádza svoje miesto v stavebníctve. Používajú sa nielen na výrobu okien, ale aj ako dodatočná ochrana a spojivo. Základové bloky sú teda ošetrené tekutým sklom, vďaka čomu sú odolné voči vlhkosti, hubám, teplotným výkyvom atď.

Zakrivený priesvitný alebo matný materiál sa používa v každodennom živote, vyrábajú sa z neho nábytkové dvierka, sprchové kabíny, fasády budov a podobne.

Silikátové sklo má nasledujúce vlastnosti:

• Transparentnosť.
• Reflexné.
• Udržateľné.
• Odolné voči teplu.
• Odolné voči agresívnemu chemickému prostrediu.
• Odolné voči prirodzenému agresívnemu prostrediu.
• Trvalosť.
• Nízka tepelná vodivosť.

Dodatočné vlastnosti, ako je odolnosť voči namáhaniu a mechanickému poškodeniu, sú dané materiálu kalením. Podstatou procesu je rýchle zahriatie a rovnako rýchle ochladenie v krátkom časovom úseku. Sila sa zvyšuje 4-5 krát. Používa sa na výrobu hodinového skla, krídel dverí, nábytku, vnútorných priečok.

Výroba produktov

Silikátové sklo a predmety pre domácnosť sa vyrábajú niekoľkými hlavnými spôsobmi:

• Stláča sa. Viskózna hmota sa naleje do pevnej formy, po ktorej sa pomocou pohyblivej časti formy (dierovača) nastavia určité parametre. Forma na vnútornom povrchu môže mať vzor, ktorý sa počas procesu razenia prenesie na vonkajšiu časť výrobku.
• Fúkanie. Líši sa mechanickou a manuálnou. Hrúbka steny výrobku sa pohybuje od 1 mm do 10 mm. Týmto spôsobom sa vyrábajú vázy, fľaše, poháre na víno, poháre. Ručné fúkanie je umenie. Majstri sklári vytvárajú jedinečné diela spojením priehľadných a farebných hmôt vrátane kovu, prírodných surovín, zlata a pod. v tele diela. Neexistujú žiadne identické ručne fúkané produkty.
• Prenášanie. Používa sa hlavne na výrobu figúrok, figúrok. V priemysle odlievaním, optickýmsklo.
• Viacstupňová artikulácia. Používajú sa diely vyrábané dvomi technológiami: fúkaním a lisovaním. Napríklad sklenená nádoba sa vyfúkne a stopka sa stlačí, hotové diely sa spoja.

Dekoratívne spracovanie

Silikátové sklo je úrodný materiál pre mnoho druhov dekorácií. Rozlišujte medzi teplým a studeným dizajnom.

Horúce jedlá zahŕňajú:

• Sfarbenie vo veľkom s oxidmi kovov.
• Miešanie hmoty rôznych farieb s ďalším tvarovaním (benátske sklo s škvrnami).
• praskanie. Z hmoty sa vytvaruje výrobok, prudko sa ochladí, v dôsledku čoho sa objavia povrchové trhliny, a výrobok sa roztaví, aby sa zafixoval.
• Fusing.
• Tvárnenie kordov, nití za tepla s následnou prísadou do produktu.
• Vytvorenie ďalšieho tvaru hrany počas fúkania. Dosiahnuté pomocou nástrojov.

Studené formy dekorácie:

• Mechanika: brúsenie, gravírovanie, rezanie diamantom, pieskovanie.
• Chemické: leptanie kyselinou fluorovodíkovou.
• Použité: maľba, kresba obtlačkov, sieťotlač, metalizácia, plazmový nástrek, maľovanie lesklými farbami.

Iné druhy skla

Moderné technológie umožnili dodať silikátovému sklu ďalšie kvality. Z nich najzaujímavejšie a najvyhľadávanejšie sú:

Inteligentné sklo: typ materiálu, ktorý sa meníich vlastnosti pod vplyvom vonkajších podmienok. Napríklad pod vplyvom elektrického prúdu sa výrobok otupí, po odpojení obvodu sa vráti do priehľadného stavu.

Sklolaminát (sklolaminát): získaný ťahaním materiálu na tenké (merané v mikrónoch) vlákna. Vytvárajú pomerne pružný materiál. Používa sa na výrobu optických vlákien, izolačných materiálov atď.

Čírené sklo: obyčajné silikátové sklo má zelenkastý alebo sivastý odtieň, ktorý je jasne viditeľný pri pohľade cez rez. V dôsledku toho sa plátno ukáže ako mierne zafarbené. Aby sa predišlo tomuto efektu, počas výrobného procesu sa pridávajú zjasňovače, ktoré neutralizujú nežiaducu farbu. Od bežného materiálu sa líši zvýšenou priepustnosťou svetla, prenosom farieb bez zmeny farby.