Как производят стекла?

Начиная каждый свой день, мы видим перед собой большое количество стеклянных изделий. Мало кто знает, из чего оно изготавливается, каким способом его производят.

Стекло – это один из наиболее старых видов материалов. Его производство – достаточно интересный процесс.

Историческая справка

Родоначальником стекольного производства стал Египет. Чтобы подтвердить этот факт, достаточно посмотреть на фаянсовые плитки, глазурованные стеклом, найденные внутри пирамиды Джоссера.

Фаянсовая плитка в пирамиде Джоссера

Они датируются 27-м веком до нашей эры. Также археологи часто находили фаянсовые украшения того периода. Можно смело заявить, что еще пять тысяч лет назад египтяне изготавливали стекло.

Хотя некоторые специалисты отмечают, что немного ранее производством стеклянных изделий занимались жители Древней Месопотамии.

Производственная технология

При изготовлении стекла используется кварцевый песок. Для его превращения из сыпучего материала в монолит требуется серьезная температурная обработка.

При воздействии высокой температуры кварцевые песчинки начинают плавиться, соединяясь между собой. Когда расплавленная масса охлаждается, песчинки уже не могут вернуть изначальную форму.

Как происходит производство стекла?

Производство стекла ведется в следующей последовательности. Объем кварцевого песка точно измеряют с помощью электронных весов.

Далее сырье отправляют в огромную промышленную печь, внутри которой поддерживается температура 1600 градусов.

Ее вполне достаточно, чтобы кварц превратился в целостную жидкую смесь. Помимо песка, состав стекла также включает небольшое количество воды, известняка и соды.

На следующем этапе происходит гомогенизация, то есть, стекло становится однородным, без пузырьков газа в структуре.

Смесь помещается в ванну с оловом, расплавленным до температуры примерно 1000 градусов. Смесь держится на поверхности олова, а не смешивается с ним, потому что имеет другую плотность.

Производство стекла

Как результат, стекольная смесь получается гладкой. Уровень толщины стекла определяется количеством смеси, добавленной в ванну с оловом. Чем ее меньше, тем более тонким будет стекло.

Из оловянной ванны извлекается еще довольно горячее стеклянное волокно, температура которого поддерживается на уровне 600 градусов. Поэтому производитель должен охладить сырье, чтобы оно полностью затвердело.

Для этого волокно пропускают через конвейер с роликами, пока его температура не упадет до 250 градусов Цельсия.

Листы охлаждают постепенно, иначе на его поверхности появятся трещины. Благодаря системе автоматической проверки качества можно обнаружить дефекты материала, от которых далее избавляются.

Технология производства стекла

На следующей стадии стеклянное полотно нарезают на листы нужных размеров. Оставшиеся обрезки попадают на следующую партию приготовления. Компания НОВИКОН отмечает, что производство стекла является безотходным.

Если задача производителя заключается в изготовлении стекла, имеющего определенный оттенок, в структуру стекольной смеси добавляют металлические оксиды.

К примеру, благодаря окиси хрома можно создать желтовато-зеленый оттенок, окиси меди и хрома – зеленый. Синий цвет формируется благодаря кобальту.

Классификация, характеристики и свойства стекла

Главным свойством стекла по праву является возможность пропускания света. Естественно, достижение стопроцентного значения не является возможным.

На данный момент максимальный уровень составляет 92 процента. Разницу практически невозможно заметить.

По шкале Мосса твердость стекла составляет от шести до семи баллов. Другими словами, это довольно твердый материал, но, как известно, все равно остается хрупким.

Уровень хрупкости определяется не по составу продукции, а по конфигурации, однородности и толщине листа.

Плотность стекла определяется уже за счет химического состава. Чистое кварцевое стекло имеет плотность на уровне 2.2т/м3. Наибольшими параметрами могут похвастаться изделия, дополненные тяжелыми металлами – барием, свинцом и так далее.

Свойства стекла

Значение может доходить и до 7.5 тонн на кубометр. Оконные стекла имеют плотность до 2600 килограмм на кубометр.

Теплопроводность листов стекла имеет весьма незначительные показатели. Продукция бывает сульфидной, оксидной и фторидной, в зависимости от химического состава.

Стекла бывают трех видов, исходя из их назначения:

1. Строительное: мозаика, стеклопакет, стеклоблок, витрина и так далее.
2. Бытовое: украшения, посуда, тара для хранения продуктов, очки.
3. Техническое: для применения в химической, нефтеперерабатывающей, медицинской и иной промышленности.

Стеклянные изделия разделены на пять классов в зависимости от способа обработки.

1. Класс первый. Стандартная обработка.
2. Класс второй. Стеклянное изделие, дополнительно подверженное механической обработке – гравировке, шлифовке, полировке, матированию.
3. Класс третий. Производитель подвергнул холодной механической обработке грани листов.
4. Класс четвертый. Стеклянное изделие, подверженное химической обработке – травлением, либо матированием с помощью кислот.
5. Класс пятый. Стекло со специальным покрытием.

Для устранения основного недостатка – хрупкости, стекло обрабатывают несколькими методами. Например, выполняют температурное закаливание, создают многослойные композиты, либо пользуются методом ионообменной низкотемпературной диффузии.