Сілікатнае шкло: вытворчасць і выкарыстанне

Шкло - адзін з папулярных, запатрабаваных матэрыялаў для розных сфер жыцця. Яго ўжываюць у будаўніцтве і аздобных працах, з яго робяць творы прыкладнога і высокага мастацтва, ўжываюць у касмічнай галіны. Гэта адзін з даступных, простых па складзе матэрыялаў. Найбольш распаўсюджаны выгляд, з якім мы часцей за ўсё сутыкаемся і карыстаемся вырабамі з яго, - сілікатнае шкло.

Што гэта такое?

Найстаражытным вырабам са шкла лічацца каралі, знойдзеныя пры раскопках у Егіпце, навукоўцы лічаць, што знаходцы больш за пяць тысяч гадоў. З тых часоў склад шкла мала змяніўся. Асноўным элементам матэрыялу з'яўляецца кварцавы пясок (Si0 ₂₎ - сілікаты. Да яго дадаюць соду, Паташоў, вапняк і яшчэ некалькі элементаў.

У прамысловасці для атрымання шкляной масы змешваюць вокіслы асноўных рэчываў і плавяць у печы. Тэмпература плаўлення залежыць ад дабавак, якія змяняюць ўласцівасці шкла. Атрыманую масу формуют некалькімі спосабамі: робячы ліставае шкло, надаючы розную форму (посуд, плафоны для люстраў, шкло для гадзін і іншае), робячы нарыхтоўкі для наступнай адзінкавай апрацоўкі шкловыдзімальнікі і многае іншае.

У развіццё шкларобства важкі ўклад ўнеслі Ламаносаў М. В., Китайгородский Н. І., цікавіўся практычнай бокам пытання Мендзялееў Д. І. і інш. Нескладана даць вызначэнне матэрыялу "сілікатнае шкло". Што гэта такое? Матэрыял, які мае аморфнай-крышталічнае будынак структуры, які атрымліваецца расплавам змешаных вокіслаў з наступным астуджэннем.

выраб шкла

Асноўным элементам для вытворчасці шкла служыць кварцавы пясок, да якога дадаюць не менш за пяць інгрэдыентаў у прапорцыях. Да асноўнай рэцэптуры, у залежнасці ад далейшых мэтаў выкарыстання атрыманага матэрыялу, робяць дабаўкі: акісляльнікі, глушыцелі, обесцвечиватели, фарбавальнікі, паскаральнікі і гэтак далей. У якасці фарбавальнікаў выкарыстоўваюцца вокіслы металаў. Напрыклад, медзь афарбаваць масу шкла ў чырвоны колер, жалеза надасць блакітны або жоўты адценне, вокіслы кобальту дадуць сіні колер, а коллоідного срэбра - жоўты.

Падрыхтаваную сухую сумесь загружаюць у шклаварнай печ, дзе сыравіну плавіцца пры тэмпературы 1200-1600 ° С, па часе працэс займае ад 12 да 96 гадзін. Выраб шкла завяршаецца працэсам хуткага астуджэння, толькі пры гэтай умове стекломассу атрымае ўсе патрабаваныя якасці: празрыстасць, механічную трываласць і дадатковыя ўласцівасці, закладываемые ў працэсе змешвання вокіслаў.

Віды сілікатнай шкла

Выпуск матэрыялу ставіцца да энергазатратнасць працэсам, і займаецца ім сылікатная прамысловасць. Вытворчасць шкла ў індустрыі адбываецца ў печах тунэльнага тыпу з беспрерывной падтрымкай зададзенай тэмпературы. З аднаго канца печы загружаецца сухая сумесь, на выхадзе выгружаецца гатовы матэрыял.

У сувязі з шырокім ужываннем у розных галінах сілікатнае шкло можна падзяліць на віды:

• Кварцавае без прымешак вокіслаў натрыю, калію - гэта бесщелочное шкло. Валодае высокай устойлівасцю да нагрэву і хвацкімі электрычнымі ўласцівасцямі. З недахопаў - цяжка паддаецца апрацоўцы.
• Натрыевае, каліевае, натрыева-каліевае - шчолачную шкло. Найбольш распаўсюджаны выгляд матэрыялу, прыдатны для паўсюднага ўжывання. З яго робяць шкло для акварыума, аконнае, посуд і іншае.
• Шчолачную з высокім утрыманнем вокіслаў цяжкіх металаў. Напрыклад, дадатак свінцу неабходная для атрымання крышталя, аптычнага шкла.

шматмэтавае выкарыстанне

Сілікатнае шкло валодае побач уласцівасцяў, якія дазваляюць выкарыстоўваць яго ў шырокім дыяпазоне. Кожнае з яго якасцяў можа быць ўзмоцнена, у сувязі з чым адкрываюцца дадатковыя магчымасці. Напрыклад, шкло, пакрытае амальгамы, служыць люстэркам, а таксама можа выкарыстоўвацца ў якасці сонечнай батарэі пры пэўных умовах.

Гігіенічныя і практычныя ўласцівасці шкляной посуду бясспрэчныя. Матэрыял не валодае сітаватасцю, а значыць, у ім не размножваюцца хваробатворныя бактэрыі, лёгка мыецца, устойлівы да ўздзеяння любых харчовых прадуктаў. Гарачатрывалых посуд з яго шматзадачнасці: можна запякаць пры высокай тэмпературы ў духавай шафе або ставіць у маразільную камеру без усякай шкоды.

Многослойность і таўшчыня

Матэрыял мае розную таўшчыню, што вызначае яго магчымасці. Ліставай, таўшчынёй 2 мм, падыходзіць для вокнаў. Шкло для акварыума выкарыстоўваецца не менш за 5 мм, у залежнасці ад аб'ёму вады, заліваюць у ёмістасць. Аднак акварыумістаў ўсё больш прыходзяць да думкі, што выкарыстанне акрылавага аналага значна зручней, асабліва калі патрабуецца ёмістасць на 500 літраў і больш.

Выкарыстанне лямінаванага матэрыялу (трыплекс) пашырае магчымасці: злепленае з дапамогай палімернай плёнкі палатно практычна нязьнішчальнае, яно бяспечна, паколькі не рассыпаецца. Разбіць малатком два сілікатных шкла таўшчынёй па 10 мм з плёнкавай праслойкай практычна немагчыма. З трымплексу робяць празрыстыя масты, абліцоўванне фасадаў будынкаў, агароджы басейнаў і іншае.

ўласцівасці

Выкарыстанне матэрыялаў на сілікатнай аснове знаходзіць сваё месца ў будаўніцтве. Іх ўжываюць не толькі для вырабу вокнаў, але і як дадатковую абарону і злучнае рэчыва. Так, вадкім шклом апрацоўваюць блокі падмурка, што робіць іх устойлівымі да вільгаці, грыбку, ваганняў тэмператур і пр.

Гнуты светопрозрачный або матавы матэрыял выкарыстоўваецца ў паўсядзённым жыцці, з яго вырабляюцца дзверцы мэблі, душавыя кабіны, фасады будынкаў і гэтак далей.

Сілікатнае шкло ўласцівасці мае наступныя:

• Празрыстасць.
• Светоотражение.
• Экалагічнасць.
• Жаростойкость.
• Ўстойлівасць да агрэсіўнай хімічнай асяроддзі.
• Ўстойлівасць да прыроднай агрэсіўнай асяроддзі.
• Даўгавечнасць.
• Нізкая цеплаправоднасць.

Дадатковыя якасці, такія як ўстойлівасць да нагрузак і механічных пашкоджанняў, надаюць матэрыялу метадам гартавання. Сутнасць працэсу складаецца ў хуткім награванні і такім жа хуткім астуджэнні за кароткі прамежак часу. Трываласць павышаецца ў 4-5 разоў. З яго робяць шкло для гадзін, палотны дзвярэй, мэбля, внутрикомнатные перагародкі.

вытворчасць вырабаў

Посуд з сілікатнай шкла і гаспадарчыя вырабы вырабляюцца некалькімі асноўнымі спосабамі:

• Прасоўка. Глейкая маса выліваецца ў нерухомую прэс-форму, пасля чаго з дапамогай рухомай часткі формы (пуансона) задаюцца пэўныя параметры. Прэс-форма на ўнутранай паверхні можа мець малюнак, які ў працэсе штампоўкі пераносіцца на знешнюю частку вырабы.
• Выдзіманне. Адрозніваецца на механічнае і ручное. Таўшчыня сценак вырабы вар'іруецца ад 1 мм да 10 мм. Гэтым спосабам вырабляюцца вазы, бутэлькі, фужэры, шклянкі. Ручное выдзіманне - гэта мастацтва. Майстры-шкловыдзімальнікі ствараюць унікальныя творы з дапамогай злучэння празрыстай і каляровы масы, ўключаюць у цела працы метал, натуральная сыравіна, золата і іншае. Ідэнтычных вырабаў ручнога выдзімання не сустракаецца.
• Ліццё. У асноўным выкарыстоўваецца для вырабу фігурак, статуэтак. У прамысловасці метадам ліцця вырабляюцца аптычныя шкла.
• Шматступеннае сучляненне. Выкарыстоўваюцца часткі, вырабленыя па двух тэхналогіях: выдзіманне і прэсаванне. Напрыклад, ёмістасць куфля выдзімаецца, а ножка прэсуецца, гатовыя часткі злучаюцца.

дэкаратыўная апрацоўка

Сілікатнае шкло - жыватворны матэрыял для мноства відаў дэкарыравання. Адрозніваюць гарачае і халоднае афармленне.

Да гарачаму адносяцца:

• Афарбоўванне ў масе аксідамі металаў.
• Змешванне масы рознага колеру з далейшым наданнем формы (венецыянскае шкло з разводамі).
• Кракелирование. Масу фармуюць у выраб, рэзка астуджаюць, у выніку чаго з'яўляюцца павярхоўныя расколіны, для замацавання выраб аплаўляюцца.
• Фьюзинг.
• Фармоўка гарачым спосабам шнуроў, нітак з наступнай прысадкай на выраб.
• Фарміраванне дадатковай формы краю ў працэсе выдзімання. Дасягаецца прымяненнем інструментаў.

Халодныя формы дэкору:

• Механічныя: шліфоўка, гравіроўка, алмазная грань, пескоструй.
• Хімічныя: тручэнне плавікавай кіслатой.
• Накладныя: жывапіс, нанясенне малюнка ДЕКОЛА, шелкотрафаретная друк, металізацыя, плазменнае напыленне, роспіс люстровыми фарбамі.

Іншыя віды шкла

Сучасныя тэхналогіі дазволілі надаць сілікатнага шкла дадатковыя якасці. З іх найбольш цікавымі і запатрабаванымі з'яўляюцца:

Смарт-шкло: выгляд матэрыялу, які змяняе свае ўласцівасці пад уздзеяннем знешніх умоў. Напрыклад, пад уздзеяннем току выраб становіцца матавым, пры раз'яднанні ланцуга вяртаецца ў празрыстае стан.

Шкловалакно (шклотканіна): атрымліваюць метадам выцягвання матэрыялу ў тонкія (вымяраюцца ў мікронах) ніткі. З іх ствараюць дастаткова гнуткі матэрыял. Выкарыстоўваецца для вытворчасці оптавалакна, ізалявальных матэрыялаў і інш.

Асветлены шкло: звычайнае сілікатнае шкло мае зялёны або шараватае адценне, добра прыкметны, калі глядзець на зрэз. Як следства, палатно аказваецца трохі афарбаваным. Каб пазбегнуць гэтага эфекту, падчас вырабы дадаюць асвятляльнікаў, нейтралізуюць непажаданы колер. Адрозніваецца ад звычайнага матэрыялу падвышанай светопропускной здольнасцю, перадачай фарбаў без змены колеру.