Staklo - šta je to i kako se proizvodi? svojstva stakla

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Svako od nas se susreo sa staklom više puta. Svaki učenik zna šta je to krhki i providni materijal. Vidimo ga svaki dan u ogledalima, prozorima, posuđu i namještaju, ali znamo li to dobro? Kako se proizvodi, šta je i koja su svojstva stakla?

Šta znači ova riječ

Postoji mnogo referentnih materijala koji mogu pomoći u tome. Šta znači riječ "staklo" prema jednom od najpopularnijih izvora? Ozhegov rečnik ovu tvar karakterizira kao čvrsti materijal dobiven od kvarcnog pijeska pomiješanog s oksidima određenih metala. Čak i definicija daje neku ideju o tome kako se materijal proizvodi. Ali preći ćemo na ovu temu kasnije.

Sigurno su svi navikli na činjenicu da je staklo providan materijal. Ali obratite pažnju - Ozhegov rečnik ne daje takvo pojašnjenje. Staklo može biti ne samo prozirno, već i obojeno ili matirano. Ali sastav materijala se ne razlikuje značajno.

Od čega je staklo napravljeno

Standardna staklena kompozicija je mješavina čistog kvarcnog pijeska, kreča i sode. Da biste promijenili svojstva materijala,koriste se razni aditivi. Ali ipak, glavna komponenta je upravo čisti riječni pijesak. Njegova količina je otprilike 75% ukupne smjese. Soda vam omogućava da smanjite tačku topljenja pijeska za gotovo 2 puta. Kreč štiti staklo od većine hemikalija i dodaje snagu i sjaj.

Dodatne nečistoće:

• Mangan. Dodaje se staklu kako bi se dobila specifična zelena nijansa. Nikl ili hrom se mogu koristiti za druge boje.
• Olovo daje staklu dodatni sjaj i karakterističan zvuk. Materijal je hladniji na dodir. Staklo sa dodatkom olova naziva se kristal.
• Oksid borne kiseline takođe daje materijalu dodatni sjaj i transparentnost, dok snižava koeficijent termičkog širenja proizvoda.

Istorija proizvodnje stakla

Čak i prije 6000 godina, ljudi su mogli stvoriti ovaj lijep i krhak materijal. Naravno, njegov izgled bio je nešto drugačiji od modernog stakla, jer u starom Egiptu i Mezopotamiji nije bilo opreme za kvalitetno čišćenje pijeska i drugih alata. Ipak, tamo je počela proizvodnja stakla. Zahvaljujući svojoj otpornosti na uticaje okoline, ovaj materijal je istoričarima dao ideju o kulturi i tehničkim mogućnostima najstarijih naroda.

U Rusiji se prva fabrika stakla pojavila 1636. godine. Nalazio se u blizini Moskve. Tamo su se pravila jela.i prozorska stakla. Ova grana industrije dobila je veliki razvoj pod Petrom I.

Tek 1859. godine pronalazak pumpe visokog pritiska omogućio je stvaranje stakla bez učešća staklopuhača. Ovo je znatno pojednostavilo proizvodnju. A početkom 19. stoljeća otkriveno je zanimljivo svojstvo materijala - ako se gotov proizvod zagrije na određenu temperaturu, mehanička svojstva stakla će se povećati za 400%.

Moderna proizvodnja

Tehnologije su iskoračile daleko naprijed, što je omogućilo stvaranje bilo kojeg materijala u ogromnim količinama i uz najmanji utrošak ljudskog truda. Trenutno postoji mnogo fabrika u kojima se staklo proizvodi po standardnoj, dobro uspostavljenoj tehnologiji. Što je moderni materijal dobiven od rastopljenog kvarcitnog pijeska, naučit ćemo upoznajući se s tehnologijom. Uzmimo papirni materijal kao primjer.

Proizvodnja stakla po fazama:

1. Svi potrebni sastojci se stavljaju u rernu i zagrevaju dok se ne formira homogena tečna masa.
2. U posebnom homogenizatoru, ova legura se miješa do homogene.
3. Dobivena masa se sipa u ravnu posudu, na čijem dnu je rastopljeni lim. Tamo se staklo raspoređuje, formirajući jednoličan tanak sloj.
4. Ohlađeni i stvrdnuti materijal se šalje na transporter. Tamo se vrši kontrola debljine stakla i rezanje. Materijal koji ne prođe test, kao i neispravni delovi, šalju se na pretapanje.
5. Izvršava se zadnja provjera kvaliteta, nakon čega staklostiže u skladište gotovih proizvoda.

Vrste stakla

Trenutno je ovaj materijal jedan od najčešćih. Nije iznenađujuće da postoje različite vrste stakla koje se razlikuju i po izgledu i po fizičkim svojstvima. Evo nekih od njih:

1. Crystal glass. To je materijal koji sadrži olovo. Gore smo pričali o njemu.
2. Kvarc staklo. Sadrži najčistiji pijesak, zbog čega je vrlo izdržljiv. Može da izdrži temperaturne fluktuacije, stoga se koristi za izradu optičkih instrumenata, laboratorijskog staklenog posuđa i prozora.
3. Foamglass. Lagani građevinski materijal koji se može koristiti i za dekoraciju i za polaganje zidova i podova. Sadrži veliki broj šupljina, zbog čega ima visoka svojstva toplotne i zvučne izolacije.
4. Staklena vuna. Volumetrijski prozračni materijal, koji se sastoji od tankih i vrlo jakih niti. Otporan je na vatru, pa se koristi ne samo u građevinarstvu, već i pri šivanju odeće za vatrogasce i zavarivače.

Aplikacija za staklo

U zavisnosti od njegovih svojstava i izgleda, za ovaj materijal se može naći gotovo svaka primjena. Glavni potrošač stakla proizvedenog u naše vrijeme je građevinska industrija. Koristi više od polovine proizvedenog materijala. Njegova namjena može biti vrlo raznolika - oblaganje zidova, zastakljivanje prozora, zidanje zidova od šuplje cigle, toplinska izolacija itd. Vitraži se također mogu pripisati građevinskom području. Šta je gotički prozor, oni sigurno znajusve. U pravilu je obložen velikim brojem staklenih komada u boji. U današnje vrijeme vitraži nisu izgubili na važnosti i koriste se kako u građevinarstvu tako iu proizvodnji namještaja.

Staklene posude za razne namjene su na drugom mjestu po popularnosti. Proizvodi se nešto manje posuđa. Vrijedi napomenuti da je staklo nezamjenjiv materijal u hemijskoj industriji, jer je otporno na većinu reagensa.

Fizička svojstva

Kao i svaki drugi materijal, staklo ima niz kvaliteta koje morate znati prije nego što ga koristite u određenom području.

1. Gustoća. Može varirati ovisno o sastavu smjese i načinu proizvodnje. Vrijednost gustine stakla može se kretati od 220 do 650 kg/m3.
2. Fragility. Ova karakteristika je karakteristična karakteristika stakla i ograničava njegovu upotrebu u građevinskoj industriji. Naučnici sada stvaraju složenije legure koje maksimiziraju snagu materijala.
3. Otpornost na toplinu. Obično staklo može izdržati temperature do 90 ^oS. Nakon obrade, termička svojstva materijala značajno se povećavaju. Na primjer, industrijsko staklo može izdržati temperature preko 200 ^oC.

Zanimljive činjenice

Naučili smo mnogo o staklu - šta je ono, kako se proizvodi i koja svojstva ima. Vrijeme je da malo odstupimo i upoznamo se s najzanimljivijim činjenicama o ovom vrlo uobičajenom materijalu. Malo ljudi to zna:

• Brzina pukotine na razbijenom staklu je 4828 km/h.
• Vrijeme razgradnje ovog materijala je otprilike milion godina.
• Staklo se može pretopiti više puta bez gubitka kvaliteta. U tom smislu, gotovo da nema analoga.
• Budući da je amorfan materijal, rastopljeno staklo se neće stvrdnuti kada se brzo ohladi. Ovo zahtijeva posebne uslove.

Staklo se ne koristi uzalud tako aktivno u građevinarstvu i drugim oblastima ljudskog života. Sigurno će još dugo ostati jedan od najpopularnijih materijala. Ovu tvrdnju potkrepljuju snaga, izdržljivost i relativna jednostavnost proizvodnje stakla, zbog činjenice da su komponente za njegovo stvaranje prisutne na Zemlji u velikim količinama.