Silikatno staklo: proizvodnja i upotreba

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-02 13:51

Staklo je jedan od najpopularnijih materijala traženih u različitim sferama života. Koristi se u građevinarstvu i završnim radovima, od njega se izrađuju djela primijenjene i visoke umjetnosti i koristi se u svemirskoj industriji. Ovo je jedan od dostupnih materijala jednostavnog sastava. Najčešći tip sa kojim se najčešće susrećemo i koristimo proizvode od njega je silikatno staklo.

Šta je ovo?

Najstariji komad stakla su perle pronađene tokom iskopavanja u Egiptu, naučnici vjeruju da je nalaz star više od pet hiljada godina. Od tada se sastav stakla malo promijenio. Glavni element materijala je kvarcni pijesak (Si0_{2) - silikat. Dodaju se soda, potaša, krečnjak i nekoliko drugih elemenata.}

U industriji, za dobijanje staklene mase, oksidi osnovnih supstanci se mešaju i tope u peći. Tačka topljenja ovisi o aditivima koji mijenjaju svojstva stakla. Dobivena masa se oblikuje na nekoliko načina: izradom limenog stakla, davanjem mu raznih oblika (posuđe, sjenila za lustere, stakla za satove itd.), izradom zareza za naknadnu obradu komada duvaljkama i još mnogo toga.

BLomonosov M. V., Kitaygorodsky N. I. dali su značajan doprinos razvoju staklarstva, Mendelejev D. I. i drugi su bili zainteresovani za praktičnu stranu pitanja. Lako je definisati materijal "silikatno staklo". Šta je to? Materijal koji ima amorfno-kristalnu strukturu strukture, dobijen topljenjem miješanih oksida uz naknadno hlađenje.

Izrada stakla

Glavni element za proizvodnju stakla je kvarcni pijesak u koji se dodaje najmanje pet sastojaka u proporcijama. U zavisnosti od daljih namena korišćenja dobijenog materijala, glavnoj recepturi se dodaju aditivi: oksidanti, sredstva za utišavanje, dekolorizatori, boje, akceleratori i dr. Metalni oksidi se koriste kao boje. Na primjer, bakar će obojiti masu stakla u crveno, željezo će dati plavu ili žutu nijansu, kob alt oksidi će dati plavu boju, a koloidno srebro će dati žutu nijansu.

Pripremljena suva mešavina se ubacuje u peć za topljenje stakla, gde se sirovina topi na temperaturi od 1200-1600°C, proces traje od 12 do 96 sati. Proizvodnja stakla se završava brzim procesom hlađenja, samo pod tim uslovom staklena masa će dobiti sve potrebne kvalitete: providnost, mehaničku otpornost i dodatna svojstva koja se polažu u procesu miješanja oksida.

Vrste silikatnog stakla

Proizvodnja materijala je energetski intenzivan proces i njime se bavi industrija silikata. Proizvodnja stakla u industriji se odvija upeći tunelskog tipa sa kontinuiranim održavanjem zadate temperature. Suha mješavina se ubacuje sa jednog kraja peći, gotov materijal se istovara na izlazu.

Zbog široke primjene u raznim industrijama, silikatno staklo se može podijeliti na tipove:

• Kvarc bez nečistoća oksida natrijuma, kalijuma je staklo bez alkalija. Ima visoku otpornost na toplotu i odlična električna svojstva. Od nedostataka - teško obraditi.
• Soda, kalijum, natrijum-kalijum - alkalno staklo. Najčešći tip materijala pogodan za opću upotrebu. Koristi se za izradu stakla za akvarijum, prozorsko staklo, posuđe i ostalo.
• Alkalan sa visokim sadržajem oksida teških metala. Na primjer, dodavanje olova je neophodno za dobijanje kristala, optičkog stakla.

Višenamjenska upotreba

Silikatno staklo ima niz svojstava koja mu omogućavaju da se koristi u širokom rasponu. Svaki od njegovih kvaliteta može se poboljšati, u vezi s tim se otvaraju dodatne mogućnosti. Na primjer, staklo obloženo amalgamom služi kao ogledalo, a može se koristiti i kao solarni panel pod određenim uslovima.

Higijenska i praktična svojstva staklenog posuđa su neosporna. Materijal nema poroznost, što znači da se u njemu ne razmnožavaju patogene bakterije, lako se čisti, otporan na sve prehrambene proizvode. Posuđe otporno na toplinu od njega ima više zadataka: možete peći na visokoj temperaturi u pećnici ili staviti uzamrzivač bez ikakvih oštećenja.

Sloj i debljina

Materijal ima različitu debljinu, što određuje njegove mogućnosti. Lim debljine 2 mm, pogodan za prozore. Staklo za akvarij koristi se najmanje 5 mm, ovisno o količini vode koja se sipa u posudu. Međutim, akvaristi sve više dolaze do zaključka da je upotreba akrilnog analoga mnogo praktičnija, posebno ako je potreban kapacitet od 500 litara ili više.

Upotreba laminiranog materijala (triplex) proširuje mogućnosti: tkanina zalijepljena polimernim filmom je praktično neuništiva, sigurna je, jer se ne ruši. Praktično je nemoguće razbiti dva silikatna stakla debljine 10 mm slojem filma čekićem. Triplex se koristi za izradu prozirnih mostova, oblaganje fasada zgrada, ograde bazena, itd.

Properties

Upotreba materijala na bazi silikata nalazi svoje mjesto u građevinarstvu. Koriste se ne samo za izradu prozora, već i kao dodatna zaštita i vezivo. Dakle, temeljni blokovi su tretirani tečnim staklom, što ih čini otpornim na vlagu, gljivice, temperaturne fluktuacije itd.

Zakrivljeni prozirni ili mat materijal se koristi u svakodnevnom životu, od njega se izrađuju vrata za namještaj, tuš kabine, fasade zgrada i tako dalje.

Silikatno staklo ima sljedeća svojstva:

• Transparentnost.
• reflektirajuće.
• Održivo.
• otporno na toplinu.
• Otporan na agresivna hemijska okruženja.
• Otporna na prirodna agresivna okruženja.
• Durability.
• Niska toplotna provodljivost.

Dodatni kvaliteti, kao što su otpornost na naprezanje i mehanička oštećenja, se daju materijalu očvršćavanjem. Suština procesa je brzo zagrevanje i isto tako brzo hlađenje u kratkom vremenskom periodu. Snaga se povećava 4-5 puta. Koristi se za izradu satnog stakla, krila vrata, namještaja, unutrašnjih pregrada.

Proizvodnja proizvoda

Silikatno staklo i predmeti za domaćinstvo se proizvode na nekoliko glavnih načina:

• Pritiskanje. Viskozna masa se sipa u fiksni kalup, nakon čega se pokretnim dijelom kalupa (probijačem) podešavaju određeni parametri. Kalup na unutrašnjoj površini može imati uzorak koji se prenosi na vanjski dio proizvoda tokom procesa štancanja.
• Izduvavanje. Razlikuje se mehaničkim i ručnim. Debljina stijenke proizvoda varira od 1 mm do 10 mm. Na ovaj način se prave vaze, boce, čaše za vino, čaše. Ručno duvanje je umjetnost. Majstori staklopuhači stvaraju jedinstvena dela kombinovanjem providnih i obojenih masa, uključujući metal, prirodne sirovine, zlato i tako dalje u telu dela. Ne postoje identični ručno puhani proizvodi.
• Casting. Uglavnom se koristi za izradu figurica, figurica. U industriji, livenjem, optičkimstaklo.
• Višestepena artikulacija. Koriste se dijelovi proizvedeni po dvije tehnologije: puhanjem i presovanjem. Na primjer, staklena posuda se duva i stabljika se pritisne, gotovi dijelovi se spajaju.

Dekorativni tretman

Silikatno staklo je plodan materijal za mnoge vrste dekoracije. Razlikovanje između toplog i hladnog dizajna.

Vruća hrana uključuje:

• Bojenje na veliko metalnim oksidima.
• Mešanje mase različitih boja sa daljim oblikovanjem (venecijansko staklo sa mrljama).
• Crackeling. Masa se oblikuje u proizvod, oštro se hladi, usled čega se pojavljuju površinske pukotine, a proizvod se topi da bi se popravio.
• Fusing.
• Vrelo oblikovanje gajtana, konca sa naknadnim dodatkom proizvodu.
• Formiranje dodatnog oblika ivice tokom duvanja. Postignuto korištenjem alata.

Hladni oblici dekoracije:

• Mehanički: brušenje, graviranje, dijamantsko rezanje, pjeskarenje.
• Kemijska: graviranje fluorovodoničnom kiselinom.
• Primijenjeno: slikanje, crtanje naljepnica, sitotisak, metalizacija, plazma prskanje, farbanje sjajnim bojama.

Druge vrste stakla

Savremene tehnologije omogućile su da silikatno staklo ima dodatne kvalitete. Od njih, najzanimljiviji i najtraženiji su:

Pametno staklo: vrsta materijala koji se mijenjanjihova svojstva pod uticajem spoljašnjih uslova. Na primjer, pod utjecajem električne struje, proizvod postaje tup, kada se strujno kolo isključi, vraća se u prozirno stanje.

Fiberglass (fiberglass): dobijen uvlačenjem materijala u tanke (mjerene u mikronima) niti. Oni stvaraju prilično fleksibilan materijal. Koristi se za proizvodnju optičkih vlakana, izolacijskih materijala, itd.

Pročišćeno staklo: obično silikatno staklo ima zelenkastu ili sivkastu nijansu koja je jasno vidljiva kada se gleda kroz rez. Kao rezultat toga, platno se ispostavlja blago obojenim. Kako bi se izbjegao ovaj efekat, tokom procesa proizvodnje se dodaju izbjeljivači kako bi se neutralizirala neželjena boja. Razlikuje se od običnog materijala po povećanom prijenosu svjetlosti, prijenosu boja bez promjene boje.