Як виробляють скло?

Починаючи кожен свій день, ми бачимо перед собою велику кількість скляних виробів. Мало хто знає, з чого воно виготовляється, яким способом його виробляють.

Скло – це один з найбільш старих видів матеріалів. Його виробництво – це досить цікавий процес.

Історична довідка

Родоначальником скляного виробництва став Єгипет. Щоб підтвердити цей факт, досить подивитися на фаянсові плитки, глазуровані склом, знайдені всередині піраміди Джоссера.

Фаянсова плитка в піраміді Джоссера

Вони датуються 27-м століттям до нашої ери. Також археологи часто знаходили фаянсові прикраси того періоду. Можна сміливо заявити, що ще п’ять тисяч років тому єгиптяни виготовляли скло.

Хоча деякі фахівці відзначають, що трохи раніше виробництвом скляних виробів займалися жителі Стародавньої Месопотамії.

Виробнича технологія

При виготовленні скла використовується кварцовий пісок. Для його перетворення з сипучого матеріалу в моноліт потрібна серйозна температурна обробка.

При впливі високої температури кварцові піщинки починають плавитись, з’єднуючись між собою. Коли розплавлена маса охолоджується, піщинки вже не можуть повернути початкову форму.

Як відбувається виробництво скла?

Виробництво скла ведеться в наступній послідовності. Обсяг кварцового піску точно вимірюють за допомогою електронних ваг.

Далі сировину відправляють у величезну промислову піч, всередині якої підтримується температура 1600 градусів.

Її цілком достатньо, щоб кварц перетворився в цілісну рідку суміш. Крім піску, склад скла також включає невелику кількість води, вапняку і соди.

На наступному етапі відбувається гомогенізація, тобто, скло стає однорідним, без бульбашок газу в структурі.

Суміш поміщається в ванну з оловом, розплавленим до температури приблизно 1000 градусів. Суміш тримається на поверхні олова, а не змішується з ним, тому що має іншу щільність.

Виробництво скла

Як результат, скляна суміш виходить гладкою. Рівень товщини скла визначається кількістю суміші, доданої в ванну з оловом. Чим її менше, тим тоншим буде скло.

З олов’яної ванни витягується ще досить гаряче скляне волокно, температура якого підтримується на рівні 600 градусів. Тому виробник повинен охолодити сировину, щоб воно повністю затверділо.

Для цього волокно пропускають через конвеєр з роликами, поки його температура не впаде до 250 градусів Цельсія.

Листи охолоджують поступово, інакше на його поверхні з’являться тріщини. Завдяки системі автоматичної перевірки якості можна виявити дефекти матеріалу, від яких далі позбавляються.

Технологія виробництва скла

На наступній стадії скляне полотно нарізають на листи потрібних розмірів. Решта обрізки потрапляють на наступну партію приготування. Компанія НОВІКОН зазначає, що виробництво скла є безвідходним.

Якщо завдання виробника полягає у виготовленні скла, що має певний відтінок, в структуру скляної суміші додають металеві оксиди.

Наприклад, завдяки окису хрому можна створити жовтувато-зелений відтінок, окису міді і хрому – зелений. Синій колір формується завдяки кобальту.

Класифікація, характеристики і властивості скла

Головною властивістю скла по праву є можливість пропускання світла. Природно, досягнення стовідсоткового значення не є можливим.

На даний момент максимальний рівень становить 92 відсотки. Різницю практично неможливо помітити.

За шкалою Мосса твердість скла становить від шести до семи балів. Іншими словами, це досить твердий матеріал, але, як відомо, все одно залишається крихким.

Рівень крихкості визначається не за складом продукції, а по конфігурації, однорідності і товщині листа.

Щільність скла визначається вже за рахунок хімічного складу. Чисте кварцове скло має щільність на рівні 2.2 т/м3. Найбільшими параметрами можуть похвалитися вироби, доповнені важкими металами – барієм, свинцем і так далі.

Властивості скла

Значення може доходити і до 7.5 тонн на кубометр. Віконні стекла мають щільність до 2600 кілограм на кубометр.

Теплопровідність листів скла має досить незначні показники. Продукція буває сульфідною, оксидною і фторидною, в залежності від хімічного складу.

Скло буває трьох видів, виходячи з їх призначення:

1. Будівельне: мозаїка, склопакет, склоблок, вітрина і так далі.
2. Побутове: прикраси, посуд, тара для зберігання продуктів, окуляри.
3. Технічне: для застосування в хімічній, нафтопереробній, медичній та іншій промисловості.

Скляні вироби розділені на п’ять класів в залежності від способу обробки.

1. Клас перший. Стандартна обробка.
2. Клас другий. Скляний виріб, додатково схильний до механічної обробки – гравірування, шліфування, полірування, матування.
3. Клас третій. Виробник піддав холодній механічній обробці грані листів.
4. Клас четвертий. Скляний виріб, схильне до хімічної обробки – травлення, або матування за допомогою кислот.
5. Клас п’ятий. Скло зі спеціальним покриттям.

Для усунення основного недоліку – крихкості, скло обробляють декількома методами. Наприклад, виконують температурне загартовування, створюють багатошарові композити, або користуються методом іонообмінної низькотемпературної дифузії.