Πυριτικό γυαλί: παραγωγή και χρήση

2025 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2025-01-24 13:14

Το γυαλί είναι ένα από τα πιο δημοφιλή υλικά σε ζήτηση για διάφορους τομείς της ζωής. Χρησιμοποιείται σε κατασκευές και φινιρίσματα, από αυτό κατασκευάζονται έργα εφαρμοσμένης και υψηλής τέχνης και χρησιμοποιείται στη διαστημική βιομηχανία. Αυτό είναι ένα από τα διαθέσιμα, απλά στη σύνθεση υλικά. Ο πιο κοινός τύπος που συναντάμε συχνότερα και χρησιμοποιούμε προϊόντα από αυτό είναι το πυριτικό γυαλί.

Τι είναι αυτό;

Το παλαιότερο κομμάτι γυαλιού είναι χάντρες που βρέθηκαν κατά τη διάρκεια ανασκαφών στην Αίγυπτο, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι το εύρημα είναι άνω των πέντε χιλιάδων ετών. Από τότε, η σύνθεση του ποτηριού έχει αλλάξει ελάχιστα. Το κύριο στοιχείο του υλικού είναι η χαλαζιακή άμμος (Si0_{2) - πυριτικό. Σόδα, ποτάσα, ασβεστόλιθος και μερικά άλλα στοιχεία προστίθενται σε αυτό.}

Στη βιομηχανία, για να ληφθεί μια γυάλινη μάζα, τα οξείδια των βασικών ουσιών αναμιγνύονται και τήκονται σε έναν κλίβανο. Το σημείο τήξης εξαρτάται από πρόσθετα που αλλάζουν τις ιδιότητες του γυαλιού. Η προκύπτουσα μάζα καλουπώνεται με διάφορους τρόπους: φτιάχνοντας φύλλο γυαλιού, δίνοντάς της διάφορα σχήματα (πιάτα, σκιές για πολυελαίους, γυαλί για ρολόγια κ.λπ.), φτιάχνοντας κενά για μεταγενέστερη επεξεργασία τεμαχίων από φυσητήρες γυαλιού και πολλά άλλα.

ΒΟι Lomonosov M. V., Kitaygorodsky N. I. συνέβαλαν σημαντικά στην ανάπτυξη της υαλουργίας, ο Mendeleev D. I. και άλλοι ενδιαφέρθηκαν για την πρακτική πλευρά του ζητήματος. Είναι εύκολο να οριστεί το υλικό "πυριτικό γυαλί". Τι είναι? Ένα υλικό με άμορφη-κρυσταλλική δομή της δομής, που λαμβάνεται με τήξη μικτών οξειδίων με επακόλουθη ψύξη.

Κατασκευή γυαλιού

Το κύριο στοιχείο για την παραγωγή γυαλιού είναι η χαλαζιακή άμμος, στην οποία προστίθενται τουλάχιστον πέντε συστατικά σε αναλογίες. Ανάλογα με τους περαιτέρω σκοπούς χρήσης του ληφθέντος υλικού, παρασκευάζονται πρόσθετα στην κύρια συνταγή: οξειδωτικοί παράγοντες, σιγαστικοί παράγοντες, αποχρωματιστές, βαφές, επιταχυντές κ.λπ. Ως βαφές χρησιμοποιούνται οξείδια μετάλλων. Για παράδειγμα, ο χαλκός θα χρωματίσει μια μάζα γυαλιού κόκκινο, ο σίδηρος θα δώσει μια μπλε ή κίτρινη απόχρωση, τα οξείδια του κοβαλτίου θα δώσει ένα μπλε χρώμα και το κολλοειδές ασήμι θα δώσει μια κίτρινη απόχρωση.

Το παρασκευασμένο ξηρό μείγμα φορτώνεται σε κλίβανο τήξης γυαλιού, όπου η πρώτη ύλη τήκεται σε θερμοκρασία 1200-1600°C, η διαδικασία διαρκεί από 12 έως 96 ώρες. Η παραγωγή γυαλιού ολοκληρώνεται με τη διαδικασία ταχείας ψύξης, μόνο υπό αυτήν την προϋπόθεση η γυάλινη μάζα θα λάβει όλες τις απαιτούμενες ιδιότητες: διαφάνεια, μηχανική αντίσταση και πρόσθετες ιδιότητες που καθορίζονται στη διαδικασία ανάμειξης οξειδίων.

Τύποι πυριτικού γυαλιού

Η παραγωγή υλικών είναι μια ενεργοβόρα διαδικασία και διαχειρίζεται η βιομηχανία πυριτικών αλάτων. Η παραγωγή γυαλιού στη βιομηχανία πραγματοποιείται σεφούρνοι τύπου τούνελ με συνεχή διατήρηση της ρυθμισμένης θερμοκρασίας. Το ξηρό μίγμα φορτώνεται από το ένα άκρο του κλιβάνου, το τελικό υλικό εκφορτώνεται στην έξοδο.

Λόγω της ευρείας εφαρμογής σε διάφορες βιομηχανίες, το πυριτικό γυαλί μπορεί να χωριστεί σε τύπους:

• Ο χαλαζίας χωρίς ακαθαρσίες οξειδίων του νατρίου, το κάλιο είναι γυαλί χωρίς αλκάλια. Έχει υψηλή αντοχή στη θερμότητα και εξαιρετικές ηλεκτρικές ιδιότητες. Από τις ελλείψεις - δύσκολο στην επεξεργασία.
• Σόδα, κάλιο, νάτριο-κάλιο - αλκαλικό γυαλί. Ο πιο συνηθισμένος τύπος υλικού κατάλληλο για γενική χρήση. Χρησιμοποιείται για την κατασκευή γυαλιού για ενυδρείο, τζάμια παραθύρων, πιάτων και άλλα.
• Αλκαλικό με υψηλή περιεκτικότητα σε οξείδια βαρέων μετάλλων. Για παράδειγμα, η προσθήκη μολύβδου είναι απαραίτητη για τη λήψη κρυστάλλινου, οπτικού γυαλιού.

Πολλαπλών χρήσεων

Το πυριτικό γυαλί έχει μια σειρά από ιδιότητες που του επιτρέπουν να χρησιμοποιείται σε ένα ευρύ φάσμα. Κάθε ιδιότητά του μπορεί να βελτιωθεί, σε σχέση με το οποίο ανοίγονται πρόσθετες ευκαιρίες. Για παράδειγμα, το γυαλί με επικάλυψη αμαλγάματος χρησιμεύει ως καθρέφτης και μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως ηλιακό πάνελ υπό ορισμένες συνθήκες.

Οι υγιεινές και πρακτικές ιδιότητες των γυαλικών είναι αναμφισβήτητες. Το υλικό δεν έχει πορώδες, πράγμα που σημαίνει ότι τα παθογόνα βακτήρια δεν πολλαπλασιάζονται σε αυτό, είναι εύκολο να καθαριστεί, ανθεκτικό σε οποιοδήποτε προϊόν διατροφής. Τα ανθεκτικά στη θερμότητα πιάτα από αυτό είναι πολλαπλών εργασιών: μπορείτε να ψήσετε σε υψηλή θερμοκρασία στο φούρνο ή να τα βάλετεκαταψύκτης χωρίς καμία ζημιά.

Στρώμα και πάχος

Το υλικό έχει διαφορετικό πάχος, που καθορίζει τις δυνατότητές του. Λαμαρίνα πάχους 2 χιλ. κατάλληλο για παράθυρα. Το γυαλί για ένα ενυδρείο χρησιμοποιείται τουλάχιστον 5 mm, ανάλογα με τον όγκο του νερού που χύνεται στο δοχείο. Ωστόσο, οι ενυδρείοι καταλήγουν όλο και περισσότερο στο συμπέρασμα ότι η χρήση ακρυλικού αναλόγου είναι πολύ πιο βολική, ειδικά εάν απαιτείται χωρητικότητα 500 λίτρων ή περισσότερο.

Η χρήση πλαστικοποιημένου υλικού (triplex) διευρύνει τις δυνατότητες: το ύφασμα που είναι κολλημένο με πολυμερική μεμβράνη είναι πρακτικά άφθαρτο, είναι ασφαλές, γιατί δεν θρυμματίζεται. Είναι πρακτικά αδύνατο να σπάσουμε δύο πυριτικά γυαλιά πάχους 10 mm με ένα στρώμα μεμβράνης με σφυρί. Το Triplex χρησιμοποιείται για την κατασκευή διαφανών γεφυρών, επενδύσεων προσόψεων κτιρίων, περίφραξης πισίνας κ.λπ.

Ιδιότητες

Η χρήση υλικών με βάση το πυριτικό βρίσκει τη θέση της στις κατασκευές. Χρησιμοποιούνται όχι μόνο για την κατασκευή παραθύρων, αλλά και ως πρόσθετη προστασία και συνδετικό υλικό. Έτσι, τα μπλοκ θεμέλια επεξεργάζονται με υγρό γυαλί, που τα κάνει ανθεκτικά στην υγρασία, τους μύκητες, τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας κ.λπ.

Το καμπύλο ημιδιαφανές ή ματ υλικό χρησιμοποιείται στην καθημερινή ζωή, από αυτό κατασκευάζονται πόρτες επίπλων, καμπίνες ντους, προσόψεις κτιρίων κ.ο.κ.

Το πυριτικό γυαλί έχει τις ακόλουθες ιδιότητες:

• Διαφάνεια.
• Ανακλαστικό.
• Sustainable.
• Ανθεκτικό στη θερμότητα.
• Ανθεκτικό σε επιθετικά χημικά περιβάλλοντα.
• Ανθεκτικό σε φυσικά επιθετικά περιβάλλοντα.
• Durability.
• Χαμηλή θερμική αγωγιμότητα.

Πρόσθετες ιδιότητες, όπως αντοχή στην καταπόνηση και μηχανικές βλάβες, δίνονται στο υλικό με τη σκλήρυνση. Η ουσία της διαδικασίας είναι η γρήγορη θέρμανση και η ίδια γρήγορη ψύξη σε σύντομο χρονικό διάστημα. Η δύναμη αυξάνεται κατά 4-5 φορές. Χρησιμοποιείται για την κατασκευή γυαλιών ρολογιών, φύλλων πόρτας, επίπλων, εσωτερικών χωρισμάτων.

Κατασκευή προϊόντων

Πυριτικά γυάλινα σκεύη και είδη οικιακής χρήσης παράγονται με πολλούς κύριους τρόπους:

• Πατώντας. Η παχύρρευστη μάζα χύνεται σε ένα σταθερό καλούπι, μετά από το οποίο ρυθμίζονται ορισμένες παράμετροι χρησιμοποιώντας το κινητό μέρος του καλουπιού (διάτρηση). Το καλούπι στην εσωτερική επιφάνεια μπορεί να έχει ένα σχέδιο που μεταφέρεται στο εξωτερικό μέρος του προϊόντος κατά τη διαδικασία σφράγισης.
• Φυσάει. Διαφέρει σε μηχανικό και χειροκίνητο. Το πάχος τοιχώματος του προϊόντος κυμαίνεται από 1 mm έως 10 mm. Βάζα, μπουκάλια, ποτήρια κρασιού, ποτήρια φτιάχνονται με αυτόν τον τρόπο. Το φύσημα με τα χέρια είναι τέχνη. Οι κύριοι φυσητήρες γυαλιού δημιουργούν μοναδικά έργα συνδυάζοντας διαφανείς και χρωματιστές μάζες, συμπεριλαμβανομένου του μετάλλου, των φυσικών πρώτων υλών, του χρυσού και ούτω καθεξής στο σώμα του έργου. Δεν υπάρχουν πανομοιότυπα προϊόντα με φυσητό στο χέρι.
• Casting. Χρησιμοποιείται κυρίως για την κατασκευή ειδωλίων, ειδωλίων. Στη βιομηχανία, με χύτευση, οπτικάποτήρι.
• Άρθρωση πολλαπλών σταδίων. Χρησιμοποιούνται εξαρτήματα που παράγονται με δύο τεχνολογίες: εμφύσηση και πίεση. Για παράδειγμα, το γυάλινο δοχείο φυσάται και το στέλεχος πιέζεται, τα τελειωμένα μέρη συνδέονται.

Διακοσμητική περιποίηση

Το πυριτικό γυαλί είναι ένα γόνιμο υλικό για πολλούς τύπους διακόσμησης. Διάκριση μεταξύ ζεστού και κρύου σχεδίου.

Τα ζεστά φαγητά περιλαμβάνουν:

• Χρωματισμός χύμα με οξείδια μετάλλων.
• Ανάμιξη μάζας διαφορετικών χρωμάτων με περαιτέρω διαμόρφωση (βενετσιάνικο γυαλί με λεκέδες).
• Κρακέλωμα. Η μάζα μορφοποιείται σε ένα προϊόν, ψύχεται απότομα, με αποτέλεσμα να εμφανίζονται επιφανειακές ρωγμές και το προϊόν λιώνεται για να στερεωθεί.
• Fusing.
• Θερμή διαμόρφωση κορδονιών, κλωστών με επακόλουθο πρόσθετο στο προϊόν.
• Σχηματισμός πρόσθετου σχήματος άκρου κατά το φύσημα. Επιτεύχθηκε με τη χρήση εργαλείων.

Κρύες διακοσμητικές φόρμες:

• Μηχανικά: λείανση, χάραξη, κοπή διαμαντιών, αμμοβολή.
• Χημικό: χάραξη με υδροφθορικό οξύ.
• Εφαρμόζεται: ζωγραφική, σχέδιο χαλκομανιών, μεταξοτυπία, επιμετάλλωση, ψεκασμός πλάσματος, ζωγραφική με χρώματα λάμψης.

Άλλοι τύποι γυαλιού

Οι σύγχρονες τεχνολογίες έχουν καταστήσει δυνατό να προσδώσουν πρόσθετες ιδιότητες σε πυριτικό γυαλί. Από αυτά, τα πιο ενδιαφέροντα και περιζήτητα είναι:

Έξυπνο γυαλί: ο τύπος του υλικού που αλλάζειτις ιδιότητές τους υπό την επίδραση εξωτερικών συνθηκών. Για παράδειγμα, υπό την επίδραση ηλεκτρικού ρεύματος, το προϊόν γίνεται θαμπό, όταν το κύκλωμα αποσυνδεθεί, επιστρέφει σε διαφανή κατάσταση.

Fiberglass (fiberglass): που λαμβάνεται με το τράβηγμα υλικού σε λεπτές (μετρούμενες σε μικρά) νήματα. Δημιουργούν ένα αρκετά εύκαμπτο υλικό. Χρησιμοποιείται για την παραγωγή οπτικών ινών, μονωτικών υλικών κ.λπ.

Διαυγές γυαλί: το συνηθισμένο πυριτικό γυαλί έχει μια πρασινωπή ή γκριζωπή απόχρωση που είναι ευδιάκριτη όταν την κοιτάξετε μέσα από την τομή. Ως αποτέλεσμα, ο καμβάς αποδεικνύεται ελαφρώς χρωματισμένος. Για να αποφευχθεί αυτό το αποτέλεσμα, προστίθενται λαμπρυντικά κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κατασκευής για να εξουδετερώσουν το ανεπιθύμητο χρώμα. Διαφέρει από το συνηθισμένο υλικό σε αυξημένη μετάδοση φωτός, μεταφορά χρωμάτων χωρίς αλλαγή χρώματος.