Silikatinis stiklas: gamyba ir naudojimas

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-02 13:59

Stiklas yra viena populiariausių medžiagų, kurios paklausa įvairiose gyvenimo srityse. Jis naudojamas statybos ir apdailos darbuose, iš jo gaminami taikomojo ir aukštojo meno kūriniai, naudojami kosmoso pramonėje. Tai viena iš galimų, paprastos sudėties medžiagų. Dažniausias tipas, su kuriuo dažniausiai susiduriame ir kuriuos naudojame gaminius iš jo, yra silikatinis stiklas.

Kas tai?

Seniausias stiklo gabalas yra karoliukai, rasti per kasinėjimus Egipte, mokslininkai mano, kad radinys yra daugiau nei penkių tūkstančių metų senumo. Nuo to laiko stiklo sudėtis mažai pasikeitė. Pagrindinis medžiagos elementas yra kvarcinis smėlis (Si0_{2) – silikatas. Į jį pridedama soda, kalio, kalkakmenio ir keletas kitų elementų.}

Pramonėje, norint gauti stiklo masę, pagrindinių medžiagų oksidai sumaišomi ir lydomi krosnyje. Lydymosi temperatūra priklauso nuo priedų, kurie keičia stiklo savybes. Gauta masė formuojama keliais būdais: gaminant lakštinį stiklą, suteikiant jam įvairias formas (lėkštes, šviestuvų gaubtus, stiklus laikrodžiams ir kt.), gaminant ruošinius tolesniam gabalų apdirbimui stiklo pūstuvai ir dar daugiau.

BLomonosovas M. V., Kitaygorodsky N. I. svariai prisidėjo prie stiklo gamybos plėtros, Mendelejevas D. I. ir kiti domėjosi praktine klausimo puse. Lengva apibrėžti medžiagą „silikatinis stiklas“. Kas tai yra? Medžiaga, turinti amorfinę-kristalinę struktūros struktūrą, gaunama lydant sumaišytus oksidus ir vėliau atšaldant.

Stiklo gamyba

Pagrindinis stiklo gamybos elementas yra kvarcinis smėlis, į kurį proporcingai dedama bent penki ingredientai. Priklausomai nuo tolimesnių gautos medžiagos panaudojimo tikslų, pagal pagrindinę receptūrą gaminami priedai: oksidatoriai, triukšmo slopintuvai, nuspalvintojai, dažikliai, greitintuvai ir kt. Metalų oksidai naudojami kaip dažikliai. Pavyzdžiui, varis nuspalvins stiklo masę raudonai, geležis suteiks mėlyną arba geltoną atspalvį, kob alto oksidai – mėlyną, o koloidinis sidabras – geltoną.

Paruoštas sausas mišinys kraunamas į stiklo lydymo krosnį, kur žaliava lydosi 1200-1600°C temperatūroje, procesas trunka nuo 12 iki 96 valandų. Stiklo gamyba užbaigiama greito aušinimo procesu, tik esant tokiai sąlygai stiklo masė įgis visas reikiamas savybes: skaidrumą, mechaninį atsparumą ir papildomas oksidų maišymo proceso savybes.

Silikatinio stiklo rūšys

Medžiagų gamyba yra daug energijos reikalaujantis procesas, jį tvarko silikatų pramonė. Stiklo gamyba pramonėje vyksta mtunelinio tipo krosnys su nuolatiniu nustatytos temperatūros palaikymu. Sausas mišinys kraunamas iš vieno krosnies galo, gatava medžiaga iškraunama prie išėjimo.

Dėl plataus pritaikymo įvairiose pramonės šakose, silikatinis stiklas gali būti skirstomas į tipus:

• Kvarcas be natrio ir kalio oksidų priemaišų yra bešarminis stiklas. Jis pasižymi dideliu atsparumu karščiui ir puikiomis elektrinėmis savybėmis. Iš trūkumų – sunku apdoroti.
• Soda, kalis, natris-kalis – šarminis stiklas. Labiausiai paplitusi medžiaga, tinkama bendram naudojimui. Jis naudojamas stiklui gaminti akvariumui, langų stiklams, indams ir kt.
• Šarmas, kuriame yra daug sunkiųjų metalų oksidų. Pavyzdžiui, norint gauti krištolinį, optinį stiklą, būtina pridėti švino.

Daugiafunkcis naudojimas

Silikatinis stiklas turi daugybę savybių, leidžiančių jį naudoti įvairiai. Kiekviena jo savybė gali būti patobulinta, dėl to atsiveria papildomos galimybės. Pavyzdžiui, amalgama padengtas stiklas naudojamas kaip veidrodis ir tam tikromis sąlygomis gali būti naudojamas kaip saulės baterija.

Stiklo dirbinių higieninės ir praktinės savybės yra neabejotinos. Medžiaga neturi poringumo, vadinasi, joje nesidaugina patogeninės bakterijos, yra lengvai valoma, atspari bet kokiems maisto produktams. Karščiui atsparūs patiekalai iš jo atlieka daugybę užduočių: galite kepti aukštoje temperatūroje orkaitėje arba įdėtišaldiklis be jokių pažeidimų.

Sluoksnis ir storis

Medžiaga yra skirtingo storio, o tai lemia jos galimybes. Lakštas, 2 mm storio, tinka langams. Stiklas akvariumui naudojamas ne mažiau kaip 5 mm, priklausomai nuo į indą pilamo vandens tūrio. Tačiau akvariumininkai vis dažniau daro išvadą, kad naudoti akrilo analogą yra daug patogiau, ypač jei reikalinga 500 litrų ar didesnė talpa.

Laminuotos medžiagos (triplekso) naudojimas praplečia galimybes: polimerine plėvele klijuotas audinys praktiškai neardomas, saugus, nes netrupa. Dviejų 10 mm storio silikatinių stiklų plėvelės sluoksniu sudaužyti plaktuku praktiškai neįmanoma. „Triplex“naudojamas skaidriems tiltams, pastatų fasadų apkalimui, baseinų tvoroms gaminti ir kt.

Ypatybės

Silikato pagrindu pagamintų medžiagų naudojimas randa savo vietą statybose. Jie naudojami ne tik langų gamybai, bet ir kaip papildoma apsauga bei rišiklis. Taigi pamatų blokeliai yra apdorojami skystu stiklu, todėl jie yra atsparūs drėgmei, grybeliui, temperatūros svyravimams ir kt.

Kasdieniame gyvenime naudojama lenkta permatoma arba matinė medžiaga, iš jos gaminamos baldų durys, dušo kabinos, pastatų fasadai ir pan.

Silikatinis stiklas turi šias savybes:

• Skaidrumas.
• Atspindintis.
• Tvarus.
• Atsparus karščiui.
• Atsparus agresyviai cheminei aplinkai.
• Atsparus natūraliai agresyviai aplinkai.
• Ilgalaikis.
• Mažas šilumos laidumas.

Medžiagai grūdinimas suteikia papildomų savybių, tokių kaip atsparumas įtempiams ir mechaniniams pažeidimams. Proceso esmė – greitas kaitinimas ir toks pat greitas aušinimas per trumpą laiką. Jėga padidėja 4-5 kartus. Iš jo gaminami laikrodžių stiklai, durų varčios, baldai, vidaus pertvaros.

Produktų gamyba

Silikatiniai stiklo dirbiniai ir namų apyvokos reikmenys gaminami keliais pagrindiniais būdais:

• Paspaudimas. Klampi masė pilama į fiksuotą formą, po to, naudojant judamą formos dalį (štampą), nustatomi tam tikri parametrai. Ant vidinio paviršiaus esančios formos gali turėti raštą, kuris štampavimo proceso metu perkeliamas į išorinę gaminio dalį.
• Išpučia. Skiriasi mechaniniu ir rankiniu būdu. Gaminio sienelės storis svyruoja nuo 1 mm iki 10 mm. Taip gaminamos vazos, buteliai, vyno taurės, taurės. Pūtimas rankomis yra menas. Meistrai stiklo pūtėjai sukuria unikalius darbus, kūrinio korpuse derindami skaidrias ir spalvotas mases, įskaitant metalą, natūralias žaliavas, auksą ir pan. Nėra identiškų rankomis pūstų gaminių.
• Atidavimas. Jis daugiausia naudojamas statulėlių, figūrėlių gamybai. Pramonėje, liejant, optinisstiklas.
• Daugiapakopė artikuliacija. Naudojamos dviem technologijomis pagamintos detalės: pūtimas ir presavimas. Pavyzdžiui, stiklinis indas išpučiamas ir kotas paspaudžiamas, baigtos detalės sujungiamos.

Dekoratyvinė procedūra

Silikatinis stiklas yra derlinga medžiaga daugeliui dekoracijų rūšių. Atskirkite karštą ir š altą dizainą.

Karštas maistas apima:

• Burtinis dažymas metalų oksidais.
• Įvairių spalvų masės maišymas su tolesniu formavimu (Venecijos stiklas su dėmėmis).
• Traškėjimas. Masė formuojama į gaminį, smarkiai atšaldoma, dėl to atsiranda paviršiaus įtrūkimų, o gaminys išlydomas, kad jį pritvirtintų.
• Sujungimas.
• Karštas virvelių, sriegių formavimas su vėlesniu gaminio priedu.
• Papildomos briaunos formos formavimas pūtimo metu. Pasiekta naudojant įrankius.

Š altos dekoro formos:

• Mechaninis: šlifavimas, graviravimas, pjovimas deimantais, smėliavimas.
• Cheminis: ėsdinimas vandenilio fluorido rūgštimi.
• Taikoma: tapyba, lipdukų piešimas, šilkografija, metalizavimas, plazminis purškimas, dažymas blizgiais dažais.

Kiti stiklai

Šiuolaikinės technologijos leido silikatiniam stiklui suteikti papildomų savybių. Iš jų įdomiausi ir paklausiausi yra:

Išmanusis stiklas: keičiasi medžiagos tipasjų savybes veikiant išorinėms sąlygoms. Pavyzdžiui, veikiamas elektros srovės, gaminys nublanksta, atjungus grandinę grįžta į skaidrią būseną.

Stiklo pluoštas (stiklo pluoštas): gaunamas traukiant medžiagą į plonus (matuojama mikronais) siūlus. Jie sukuria gana lanksčią medžiagą. Naudojamas šviesolaidžių, izoliacinių medžiagų ir kt. gamybai.

Šviestas stiklas: įprastas silikatinis stiklas turi žalsvą arba pilkšvą atspalvį, kuris aiškiai matomas žiūrint pro pjūvį. Dėl to drobė pasirodo šiek tiek spalvota. Siekiant išvengti šio efekto, gamybos proceso metu pridedami šviesikliai, kurie neutralizuoja nepageidaujamą spalvą. Ji skiriasi nuo įprastos medžiagos padidintu šviesos pralaidumu, spalvų perkėlimu be spalvos pasikeitimo.