Процесс производства стекла.
Процесс производства стекла можно проследить до 3500 года до нашей эры, когда керамические изделия покрывали глазурью со стеклянной поверхностью. Хотя существует множество современных вариаций процесса производства стекла для промышленного и научного использования, традиционное стекло, используемое для изготовления окон, емкостей для еды и напитков, а также декоративных форм, по-прежнему изготавливается из тех же трех ингредиентов, которые использовались в древние времена.
Это песок, бикарбонат натрия на основе щелочи, называемый «кальцинированной содой», и известь из известняка. Эти три основных ингредиента сплавляются вместе в печи при температуре около 2500 ° по Фаренгейту (1371 ° по Цельсию), после чего можно добавить несколько второстепенных ингредиентов для изменения цвета или блеска стекла. Затем его охлаждают на несколько сотен градусов, чтобы ему можно было придать форму путем выдувания, прессования или вытягивания в трубы, чаши, зеркала, окна и многое другое.
Введение кальцинированной соды в процесс производства стекла было обнаружено на раннем этапе как способ снизить начальную температуру плавления с пиковой отметки около 4100 ° по Фаренгейту (2200 ° по Цельсию) до 2700 ° по Фаренгейту (1482 ° по Цельсию). Кальцинированная сода, однако, делает стекло в некоторой степени растворимым в воде, поэтому для предотвращения этого была добавлена известь из известняка, а известь теперь заменяют другими химическими веществами, такими как оксид алюминия, поскольку они обеспечивают большую химическую стабильность. Натриево-известковое стекло по-прежнему составляет 90% всего производимого стекла.
По мере охлаждения стекла ему становится легче придавать форму, но в процессе изготовления стекла его необходимо постоянно подогревать, чтобы придать ему прочность и избежать разбивания. Эта процедура известна как отжиг. Для укрепления стекла также используется дополнительный процесс отпуска путем его повторного нагрева, а затем внезапного охлаждения потоками холодного воздуха.
Наиболее распространенный метод придания формы в процессе производства стекла в древние времена включал вдув воздуха в шарик из расплавленного стекла на конце длинной полой трубы, которую римляне усовершенствовали для изготовления красивых ваз и чаш. Производствофлоат-стекла, изобретенное в 1959 году британской компанией, является крупнейшим современным методом производства, осуществляемым путем заливки расплавленного стекла в резервуар с расплавленным оловом на поверхности. Стекло ложится поверх жестяной банки и формируется в чрезвычайно гладкие листы, которые затем можно разрезать на оконные формы. Доломит часто добавляют при производстве листового стекла в количестве менее 0,1% для сохранения бесцветности стекла. Обтекание струей расплавленного стекла внутренней части металлического цилиндра при его вращении и закачке воздуха — еще один распространенный процесс производства стекла, используемый для изготовления широкого спектра стеклянных трубок для электрических лампочек, вакуумных ламп и стеклянной посуды, используемой в лабораториях.
К другим типам специализированного стекла относятся свинцовое стекло, которое содержит не менее 20% оксида свинца и блестит при огранке. Изделия из термостойкого стекла, используемые в кухонных чашах и лабораторной посуде, изготавливаются с добавлением 5% оксида бора или алюмосиликатных соединений. Изделия из цветного стекла изготавливаются путем добавления сульфидов железа для получения коричневого и янтарного цветов, хромата железа для получения зеленых оттенков и белого кобальта для получения оттенков синего. Натуральное выдувное стекло имеет красно-оранжевый цвет без каких-либо химических добавок.
