Silikátové sklo: výroba a použití

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

Sklo je jedním z nejoblíbenějších materiálů požadovaných pro různé oblasti života. Používá se při stavebních a dokončovacích pracích, vyrábí se z něj díla užitého a vysokého umění a používá se v kosmickém průmyslu. Jedná se o jeden z dostupných materiálů s jednoduchým složením. Nejčastějším typem, se kterým se nejčastěji setkáváme a používáme výrobky z něj, je silikátové sklo.

Co je to?

Nejstarší kus skla jsou korálky nalezené při vykopávkách v Egyptě, vědci se domnívají, že nález je starý více než pět tisíc let. Od té doby se složení skla změnilo jen málo. Hlavním prvkem materiálu je křemičitý písek (Si0_{2) - silikát. Je do něj přidána soda, potaš, vápenec a několik dalších prvků.}

V průmyslu se pro získání skleněné hmoty mísí oxidy základních látek a taví se v peci. Teplota tání závisí na přísadách, které mění vlastnosti skla. Výsledná hmota se tvaruje několika způsoby: výrobou tabulového skla, dáváním mu různé tvary (nádobí, stínidla na lustry, sklo na hodiny atd.), výrobou přířezů pro následné kusové zpracování ve sklářských foukačích a mnoho dalšího.

BK rozvoji sklářství významně přispěli Lomonosov M. V., Kitaygorodsky N. I., Mendělejev D. I. a další se zajímali o praktickou stránku problematiky. Definovat materiál „silikátové sklo“je snadné. co to je Materiál s amorfně-krystalickou strukturou, získaný tavením směsných oxidů s následným ochlazením.

Výroba skla

Hlavním prvkem pro výrobu skla je křemičitý písek, do kterého se v poměru přidává nejméně pět přísad. V závislosti na dalším účelu použití získaného materiálu se do hlavní receptury přidávají přísady: oxidační činidla, tlumicí činidla, odbarvovače, barviva, urychlovače atd. Jako barviva se používají oxidy kovů. Například měď zbarví hmotu skla do červena, železo dá modrý nebo žlutý nádech, oxidy kob altu dají modrou barvu a koloidní stříbro dá žlutý nádech.

Připravená suchá směs se vloží do sklářské tavicí pece, kde se surovina taví při teplotě 1200-1600°C, proces trvá od 12 do 96 hodin. Výroba skla je ukončena procesem rychlého ochlazení, pouze za těchto podmínek získá skleněná hmota všechny požadované kvality: průhlednost, mechanickou odolnost a další vlastnosti stanovené procesem míchání oxidů.

Druhy silikátového skla

Výroba materiálu je energeticky náročný proces, který zajišťuje silikátový průmysl. Výroba skla v průmyslu probíhá vpece tunelového typu s průběžným udržováním nastavené teploty. Suchá směs se nakládá z jednoho konce pece, hotový materiál se vykládá na výstupu.

Vzhledem k širokému použití v různých průmyslových odvětvích lze silikátové sklo rozdělit do typů:

• Křemen bez příměsí oxidů sodíku, draslíku je sklo bez alkálií. Má vysokou tepelnou odolnost a vynikající elektrické vlastnosti. Z nedostatků - obtížné zpracování.
• Soda, draslík, sodík-draslík - alkalické sklo. Nejběžnější typ materiálu vhodný pro všeobecné použití. Vyrábí se z něj sklo do akvária, okenní sklo, nádobí a další.
• Alkalický s vysokým obsahem oxidů těžkých kovů. Například přidání olova je nutné k získání křišťálu, optického skla.

Víceúčelové použití

Silikátové sklo má řadu vlastností, které umožňují jeho použití v široké škále. Každá z jeho vlastností může být vylepšena, v souvislosti s tím se otevírají další příležitosti. Například sklo potažené amalgámem slouží jako zrcadlo a za určitých podmínek lze použít také jako solární panel.

Hygienické a praktické vlastnosti skla jsou nepopiratelné. Materiál nemá poréznost, což znamená, že se v něm nemnoží patogenní bakterie, snadno se čistí, je odolný vůči jakýmkoli potravinářským výrobkům. Žáruvzdorné nádobí z něj je víceúčelové: můžete péct při vysoké teplotě v troubě nebo vložitmrazák bez poškození.

Vrstva a tloušťka

Materiál má různou tloušťku, která určuje jeho schopnosti. Plech tloušťky 2 mm, vhodný na okna. Sklo pro akvárium se používá minimálně 5 mm, v závislosti na objemu vody nalité do nádoby. Akvaristé však stále více docházejí k závěru, že použití akrylového analogu je mnohem pohodlnější, zvláště pokud je požadována kapacita 500 litrů nebo více.

Použití laminovaného materiálu (triplex) rozšiřuje možnosti: látka polepená polymerovou fólií je prakticky nezničitelná, je bezpečná, protože se nedrolí. Rozbít dvě silikátová skla o tloušťce 10mm filmovou vrstvou kladivem je prakticky nemožné. Triplex se používá k výrobě průhledných mostů, obkladů fasád budov, oplocení bazénů atd.

Vlastnosti

Použití materiálů na silikátové bázi nachází své místo ve stavebnictví. Používají se nejen k výrobě oken, ale také jako doplňková ochrana a pojivo. Základové bloky jsou tedy ošetřeny tekutým sklem, které je činí odolnými proti vlhkosti, plísním, teplotním výkyvům atd.

Zakřivený průsvitný nebo matný materiál se používá v každodenním životě, vyrábí se z něj nábytková dvířka, sprchové kabiny, fasády budov a tak dále.

Silikátové sklo má následující vlastnosti:

• Transparentnost.
• Reflexní.
• Udržitelné.
• Tepelně odolný.
• Odolné vůči agresivnímu chemickému prostředí.
• Odolný vůči přirozenému agresivnímu prostředí.
• Trvalost.
• Nízká tepelná vodivost.

Další vlastnosti, jako je odolnost proti namáhání a mechanickému poškození, jsou dány materiálu kalením. Podstatou procesu je rychlý ohřev a stejně rychlé ochlazení v krátkém časovém úseku. Síla se zvyšuje 4-5krát. Vyrábí se z něj hodinová skla, dveřní křídla, nábytek, vnitřní příčky.

Výroba produktů

Silikátové sklo a předměty pro domácnost se vyrábí několika hlavními způsoby:

• Stisknutím. Viskózní hmota se nalije do pevné formy, načež se pomocí pohyblivé části formy (děrovače) nastaví určité parametry. Forma na vnitřním povrchu může mít vzor, který se během procesu lisování přenese na vnější část produktu.
• Foukání. Liší se mechanickou a manuální. Tloušťka stěny výrobku se pohybuje od 1 mm do 10 mm. Tímto způsobem se vyrábí vázy, lahve, sklenice na víno, sklenice. Ruční foukání je umění. Mistři skláři vytvářejí jedinečná díla kombinací průhledných a barevných hmot včetně kovu, přírodních surovin, zlata a tak dále v těle díla. Neexistují žádné identické ručně foukané produkty.
• Casting. Používá se hlavně na výrobu figurek, figurek. V průmyslu odléváním, optickýmsklo.
• Vícestupňová artikulace. Používají se díly vyráběné dvěma technologiemi: foukáním a lisováním. Například se skleněná nádoba vyfoukne a stopka se stlačí, hotové díly se spojí.

Dekorativní úprava

Silikátové sklo je úrodný materiál pro mnoho druhů dekorací. Rozlišujte mezi teplým a studeným designem.

Horká jídla zahrnují:

• Hromadné barvení oxidy kovů.
• Míchání hmoty různých barev s dalším tvarováním (benátské sklo s skvrnami).
• Praskání. Z hmoty se vytvaruje výrobek, prudce se ochladí, v důsledku čehož se objeví povrchové trhliny, a výrobek se roztaví, aby se zafixoval.
• Fusing.
• Tváření kordů, nití za tepla s následnou přísadou do výrobku.
• Vytvoření dalšího tvaru hrany během foukání. Dosaženo pomocí nástrojů.

Studené formy dekoru:

• Mechanické: broušení, rytí, diamantové řezání, pískování.
• Chemické: leptání kyselinou fluorovodíkovou.
• Použito: malba, obtisková kresba, sítotisk, metalizace, plazmový nástřik, malba lesklými barvami.

Jiné druhy skla

Moderní technologie umožnily dodat silikátovému sklu další vlastnosti. Z nich nejzajímavější a nejžádanější jsou:

Inteligentní sklo: typ materiálu, který se měníjejich vlastnosti pod vlivem vnějších podmínek. Například pod vlivem elektrického proudu se výrobek otupí, po rozpojení obvodu se vrátí do průhledného stavu.

Sklolaminát (sklolaminát): získává se tažením materiálu do tenkých (měřeno v mikronech) nití. Vytvářejí poměrně pružný materiál. Používá se k výrobě optických vláken, izolačních materiálů atd.

Čírené sklo: obyčejné silikátové sklo má nazelenalý nebo našedlý odstín, který je jasně viditelný při pohledu skrz řez. V důsledku toho se plátno ukáže jako mírně barevné. Aby se tomuto efektu zabránilo, přidávají se během výrobního procesu zjasňovače, které neutralizují nežádoucí barvu. Od běžného materiálu se liší zvýšenou propustností světla, přenosem barev bez změny barvy.