Didestar

Здравствуйте товарищи! Сегодня 19 ноября, а значит, что свой профессиональный праздник отмечают работники стекольный промышленности! От всей души поздравляю всех коллег, Вы делаете этот мир светлее! И меньше брака на производстве!

Сегодня будет небольшой пост, посвященный производству стекла, которое полюбилось всем хозяюшкам, а именно жаропрочного боросиликатного стекла.

Все началась в 1887 году, года талантливый немецкий химик Отто Шотт впервые синтезировал новый состав стекла, частично заменив щелочные компоненты оксидом бора (B2O3). Получившийся состав имел удивительные свойства: высокие жаропрочность и химическая стойкость. Дело происходило в Йене, поэтому поначалу оно стало известно как Йенское стекло. Но вскоре Шотт открыл собственную фирму и начал выпуск продукции под собственным именем.

Благодаря свойствам получившегося стекла оно быстро нашло свое применение в химической промышленности и медицине. Большая часть химической посуды сделана из боросиликатного стекла. Так вышло, что единственным материалом, который превосходит боросиликатное стекло по свойствам является кварцевое стекло, которое сложно в производстве, а следовательно и дороже.

Время шло и в 1915 году фирма Corning Glass начала выпускать боросиликатное стекло под брендом Pyrex, который уже у всех на слуху. Они - то и известны своей жаропрочной стеклянной посудой.

Жаропрочность боросиликатного стекла объясняется низким значением его термического расширения, поэтому при резком снижении температуры, появляющиеся напряжения не приводят к резкому разрушению. Конечно по сравнению с оконным стеклом, не стоит вашу посуду из духовки кидать в снег. Все это благодаря оксиду бора, но встраивается в структурную сетку и «разрыхляет» ее, что можно заметить по снижению плотности стекол, при увеличении данного компонента, сетка становится менее «подвижной» и резкость расширения и сжатия при нагреве и охлаждении снижается.

Как делают боросиликатное стекло?

Рецепт простой:

Берем сначала укропу,

Потом кошачью… так, не тот рецепт.

Тут все по классике: кварцевый песок, сода, известняк и плюс оксид бора, в количестве до 15 масс.%. С обычными компонентами все понятно, а вот с бором интересно, его не вводят как простой оксид. Для этого используют синтетическое сырье: борную кислоту и буру, но содержание основного компонента в них не велико, 56% и 36% соответственно. Поэтому нужно добавлять достаточно большое количество сырья, заранее все просчитав. Выбирают сырье исходя как из экономических соображений, так и из требований к чистоте, ведь бура содержит значительное количество натрия. По моим наблюдениям, чаще всего используют кислоту, я и сам предпочитаю это сырье.

Также при составлении шихты нужно учитывать то, что бор у нас очень хорошо «улетает», все-таки в процессе разложения образуются газы. Поэтому необходимо учитывать коэффициент уноса.

Следующим этапом у нас идет варка стекла. Печка тут тоже особенная, не забываем, что все у нас «летит» поэтому делаем печь со специальной конструкцией. Сначала нам нужно сократить унос с зеркала стекломассы, поэтому классический вариант с горелками нам не подойдет, и будем использовать электрическую печь, принцип которой основан на электропроводимости стекла в зависимости от температуры. Далее «унос» возможен через загрузочную часть, поэтому делаем ее похожую на узкий колодец, где зеркало стекломассы скрыто значительным слоем шихты, как шубкой.

Стекло, мы сварили, теперь мы его немного остужаем и подаем на выработку, где в зависимости от вида изделия находится определенная установка. Рассматривая линию производства посуды для духовки, мы увидим пресс циклического действия.

Порция стекла подается в металлическую форму (чаще всего чугунную) в которой с помощью подвижного пуансона (у него есть водное охлаждение) формируется изделие. Формы у нас могут быть монолитные и секционные, все зависит от профиля будущего изделия.

1-Форма, 2-Пуансон, 3-Формовое кольцо, 4-Поддон выталкиватель, 5-Стекломасса, 6-Изделие.

После формовки изделию придают огненную полировку, с помощью горелок, а потом оно отправляется на отжиг, для снятия напряжений, в печь туннельного типа с разными температурными зонами. После этого идет отбраковка и изделие готово отправиться на полку магазина в ожидании своей хозяюшки.

Всем спасибо!

P.s. Скоро выйдут большие посты по ситаллу и оптическим стеклам, до новых встреч.)

Вспоминая замечательные ощущения, которые ты испытываешь ожидая подарок от неизвестного тебе человека, решился я поучаствовать в гастрообмене.

Отправил свою посылочку и стал ждать, когда же на меня свалится невиданное счастье. Время отправки заканчивалась, а я уже начал думать, что история повторяется и ждать мне альтруиста, но нет! В последний день мне приходит сообщение, что посылка отправлена, а в приписке снегурочка упоминает, что не говорит на русском.

Проверив трек, обнаружил, что едет посылочка из самой Германии. Германию я люблю и уважаю, особенно за кухню и пиво.

И пошли дни ожидания и надежды, что где-нибудь не приделают посылочке ноги.

К слову, добралась до меня она очень быстро, за 13 дней. Получив ее на почте я радостный побежал домой, целых 5 кг счастья же.

Стоит ли говорить, что распаковка была молниеносной.

И так, что меня ждало? первое всевозможные вкусняшки. Невероятно вкусные пряники и печенюхи.

Дальше были закусочки к пиву. Мне как любителю само то. Сытно, вкусно.

Еще я обнаружил бердекели, которые коллекционирую. Спасибо снегурочка, они меня очень порадовали.

Но дальше я удивился еще больше. Под слоем бумаги, бережно упакованные моей снегурочкой баночки пива.

Тут то я понял, что беспокоился я не зря. А посылка и правда волшебная, раз добралась до меня.  Пиво очень вкусное, пил и наслаждался.

Кстати, одни печенюхи, чтобы не поломались, были упакованы в газету на немецком, которую я полистал, правда язык не знаю.

Дорогая снегурочка! Спасибо тебе за столь приятный подарок! ТЫ КЛАССНАЯ!

Здравствуйте товарищи! Сегодня мы поговорим о технологиях производства листового стекла, с чего все начиналось, и как его производят сейчас.

Начнем с того, что производство листового стекла является самым крупным из всех стекольных производств. Тут у нас и самые большие печи, и самые длинные линии, что немудрено, ведь применение у него самое широкое: остекление небоскребов и машин, зеркала, разнообразные экраны и т.д. Стела требуется много и используется оно во всех сферах жизни.

Но с чего все началось?

Историки отмечают, что первые плоские стекла, которые предположительно, применяли в окнах, были получены в Древнем Риме. При раскопках Помпей обнаружили стекла отлитые на плоскую каменную поверхность. Сравнивать с современными стеклами их очень сложно, из-за большого содержания железа они были сильно окрашены в зеленый цвет, а также из-за несовершенства технологии получались матовыми, с большим количеством пузырей. Выглядели они примерно так.

На заре стеклоделия имеющиеся технологии накладывали свои ограничения и о качестве продукта говорить сложно, но начало было положено, которое привело нас к тому, что мы имеем.

Следующий способ появился во времена, так называемой, второй революции в стекловарении. В этот период появились стеклодувная трубка и понтия. Которые дали новый импульс в производстве стекло.

Все слышали про стеклодувную трубку, представляют, зачем она нужна и как работает, а вот про понтию, чаще всего, мало кто слышал. Это такая палка, с керамическим набалдашником, на которую закрепляют заготовку изделия, снятую со стеклодувной трубки, для последующих манипуляций, например для формования горла у вазы.

Так вот, благодаря двум этим приспособлениям, появилась технология изготовления плоского стекла, называемая в России лунным способом, а зарубежом – краун (crown).

По этой технологии, при помощи стеклодувной трубки, сначала формируется большой пузырь, который после выдувания отделяется от трубки и прикрепляется на понтию. После этого понтия начинает интенсивно вращаться, а исходная заготовка, до действием центробежных сил, превращается в плоский круглый диск. Хороший мастер мог отформовать диск размером до 1,5 м, и которого впоследствии вырезали стекло квадратной формы. Основным недостатком этого метода можно назвать утолщение в центральной части диска – след пот понтии, который называется «бычий глаз».

Чаще всего центральная часть шла в брак и на переплавку, хотя в старых зданиях можно встретить стекла и данным дефектом. Метод просуществовал достаточно долго, вплоть до середины 19 века.

Но время шло, и метод производства лунных стекол перестал удовлетворять постоянно растущим аппетитам людей. Стеклоделы начали задумываться, как получить большой лист тонкого стекла, желательно прямоугольного, при имеющихся средствах производства. Не знаю где и когда зародился данный метод, но он был гениален в своей простоте.

Фактически мы не далеко ушли от лунных стекло, но вместо выдувания пузыря и его раскручивания, начали выдувать большой стеклянный цилиндр. Метод получил название холявный или еще его называют методом производства стела цилиндрическим способов.

Халяву мастер-стекродув формовал в специальную яму, постоянно раскачивая и вращая заготовку, для равномерного формования. Работа очень тяжелая, особенно учитывая температуру у стекловаренной печи. После того, как заготовка немного затвердевала, круглые концы отрезались, а вдоль цилиндра делался надрез. Далее заготовку помещали в специальную «правильную печь», где ее нагревали до пластичного состояния и разравнивали на гладкой поверхности специальными приспособлениями. Сейчас такой прием используют при производстве лобового остекления, только не для придания плоской формы, а наоборот, криволинейной, данный способ называется моллированием. После раскатки заготовки отправлялись в печь отжига.

В конце 19, начале20 века процесс производства стекол халявным методом автоматизировали и вместо стеклодува появились установки механического вытягивания, где использовались воздушные насосы. Особенно распространена автоматизация была на фабриках Пилкингтон, где получали цилиндры до 13 метров в длину.

Халявный метод, особенно после автоматизации был не плох, правда множество операций очень усложняли его, не позволяя производить стекла в больших объемах. Также стоит отметить низкое качество поверхности стекол, оно было волнистое с оптическими искажениями, сейчас бы оно однозначно отправилось в брак.

Поэтому постоянно шли поиски новых методов производства, более экономичных и массовых. И вот, в 1905 году, бельгийский инженер Эмиль Фурко предложил способ вертикального вытягивания стекла, он же метод Фурко или ВВС. Данный подход позволил значительно удешевить производство стекла, причем поверхность стекла была огненно-полированная, а не кованная с дефектами поверхности на которой формовали. Правда были и свои дефекты у ВВС, но обо всем по порядку.

В чем особенность метода Фурко? Первое, что вытяжная машина являлась единым целым с печью и находилась в ее студочной части. Такой подход сразу упрощает производство, убирая кучу этапов и делая выработку непрерывной.

Суть метода заключается в том, что на поверхности стекломассы находится шамотная лодочка с щелью, из которой под действием гидростатического давления вытекает постоянный поток стекломассы. Скорость вытягивания регулируется глубиной погружения лодочки.

Во время процесса вытяжки стекло поступает в шахтную камеру, где протягивается роликами, охлаждается и отжигается, специально для этого есть специальные окна, открытие которых регулирует процесс отжига.

Толщину стекла регулировали размерами щели, скоростью вытягивания и температурой в зоне вытяжки.

Также была проблема с пластичностью еще не затвердевшего стекла, при вытяжке она сужалось, примерно, как растянутая резинка сужается посредине. Для предотвращения этого эффекта применялись бортодержатели и водное охлаждение.

Стекло, из-за применения валиков, имело волнистость, ведь во время вытяжки оно имеет пластичность. Также свой вклад в качество продукции вносила и лодочка, со временем, из-за разрушения, она становилась неровной, в конечном итоге влияло на разнотолщинность. Еще и включения появлялись, как напоминание о лодочке.

Со временем появился безлодочный метод, где использовалось специальное погружное тело, что позволило убрать недостатки вносимые лодочкой.

Вот мы подходим к основному методу производства листового стекла в наше время. Революционный метод, созданный Сэром Аластаром Пилкингтоном. Он же флоат-процесс.

Рассмотрим этот метод в рамках современной технологической линии.

Все начинается с подготовки шихты, в специальном помещении, на автоматической линии взвешиваются все компоненты, согласно рецептуре. После компоновки, шихта поступает в смесители, где тщательно перемешивается. Кроме минеральных компонентов в шихту замешивается до 25% боя стекла. Нужно это для снижения температуры варки и улучшения провара шихты. Стекольное производство достаточно безотходное, но собственного боя производителям не хватает, поэтому так важно не выбрасывать стекло на свалки, а отдавать в переработку. Да-да дружок, у человека есть материал, который можно переработать сколько угодно раз, поэтому не выкидывай бутылки в общие отходы, а найди специальный контейнер для стекла.

После подготовки, шихта транспортируется в печной зал. Способов транспортировки много, и ленты и тележки. Далее шихта с помощью загрузчика подается в печь.

Стекловаренные печи, используемые в производстве листового стекла очень большие. Производительность у них где-то 1000 т в стуки. Вместе с рекуператорами, которые уходят в нижние уровни, имеет высоту с трехэтажный дом.

Такая печь именуется ванной, непрерывного типа. Работает минимум 10 лет, после на ее месте собирается новая печь и производство продолжается. Питается газом, причем горелки, расположенные с двух сторон, работают попеременно, делается так для прогрева рекуператоров, которые в свою очередь подогреваю воздух, подающийся к горелкам. Все это необходимо для экономии топлива и повышения температуры варки.

Пройдя всю длину печи, стекломасса попадает в студочную часть, где охлаждается до 1100 ᵒС. От туда непрерывной лентой стекло поступает в флоат-ванну, наполненную жидким оловом.

В флоат-ванне стекло распределяется по поверхности олова, благодаря тому, что плотность олова выше плотности стекла. Так как поверхность расплавленного металла идеально ровная, то и стекло приобретет бездефектную «огненно-полированную» поверхность. Для регулировки толщины получаемого стекла регулируют вязкость стекломассы, за счет изменения температуры выработки. Больше температура →ниже вязкость →тоньше стекло.

После флоат-ванны стекло попадет в длинный лер (туннельную печь отжига). Там со стекла снимаются напряжения. Самая длинная часть технологической линии.

Вот так выглядело раньше и выглядит сейчас производство листового стекла. Одна из самых крупных стекольных технологий.

И не забывайте доносить старые стеклянные изделия до специальных мест, тем самым Вы даете им шанс переродиться во что-то новое, а не пропасть в помойной куче. У них свое бесконечное колесо Сансары.

Спасибо за внимание, до скорых встреч!

Здравствуйте товарищи, сегодня мы продолжим погружаться в мир стеклоделия, и постараемся понять, а что происходит во время варки стекла. И как из кучи разнообразных порошков получается такое привычное, для нас, стекло.

Синтез стекол достаточно сложный физико-химический процесс, который можно разделить на несколько этапов: силикатообразование, стеклообразование, осветление, гомогенизация и студка.

За время своей профессиональной деятельности я понял, что если хочешь кому-то объяснить процессы, происходящие в стекловарении или керамическом производстве, то необходимо найти пример, который доступен всем. И тут на помощь приходить кулинария, каждый же или готовил сам, или интересовался, или видел как готовят мамы, папы, братья, сестры, супруги, котики и т.д. Поэтому будем сравнивать с готовкой, если у вас возникнут свои ассоциации и примеры, напишите в комментариях.

Когда готовим, к примеру, супчик нужно подготовить мяско, овощи, сделать зажарку, и все мы берем в определенном количестве, как написано в рецепте. Так и в стекловарении все начинается с сырья. Берем рецепт интересующего нас стекла, берем необходимые компоненты, берем точные весы, и начинаем составление шихты, так мы называем смесь компонентов, из которой варится стекло. Далее берем лаборанта, если нет в наличии, то берем себя, вспоминаем о ТБ, напяливаем респиратор и топаем к вытяжному шкафу, ведь силикоз заработать не хочется… Соблюдая все требования к безопасности, грустный лаборант (в университете несчастный студент), ну или ты сам, должен ОЧЕНЬ хорошо перемешать шихту, чтобы все компоненты равномерно распределились. В противном случае у нас выйдет стекло с кучей проблем.

Все описанное характерно для лабораторных варок в тиглях, шихту смешивают чаще всего в ступке, так удобнее и комочки можно протереть (все как в готовке). Если брать промышленность, то там, чаще всего, все автоматизировано, смешивают шихту в специальных смесителях, к примеру «Пьяной Бочке».

На первом этапе варки у нас происходит силикатообразонание. Для составов оконных стекол, данный этап проходит при нагреве до 1150ᵒС. Что происходит в тигле в этот момент? Сначала начинают плавиться эвтектические смеси (легкоплавкие) и соли, входящие в состав нашей шихты. Эти компоненты, перешедшие в жидкое состояние, запускают череду химических реакций (силикатобразование), в конце образуется плотная спекшаяся масса. Я бы сравнил спек с карамелькой из сахара, которую мы не доделали и среди карамельки есть куски сахара. На фото ниже представлен не до конца сформировавшийся спек. Но видно уплотнение шихты, частично образовавшуюся стеклофазу и непрореагировавшие компоненты.

После силикатообразования у нас идет стеклообразование. На этом этапе проходят последние силикатные реакции, образовавшийся спек начинает плавиться, а силикаты взаимно растворяются. Процесс стеклообразования протекает до температур 1200-1250ᵒС. Фактически стекло уже готово, в древние времена на этом этапе стекловарение и заканчивалось, но стекло было мутное и сложно его назвать достаточно прозрачным. Примерно такое стекло получали на заре стеклоделия в Древнем Египте.

Далее при температуре более 1500ᵒС происходят два очень сложных этапа стекловарения: осветление и гомогенизация.

Осветление необходимо для удаления газов содержащихся в стекле, а их там достаточно много, причем находятся они в двух состояниях: в растворенном (невидимом) и свободном (видимом).

В видимом состоянии газы образуют мелкие и крупные пузыри, а наша задача снизить их количество. Для этого необходимо повысить температуру варки, тем самым снизив вязкость стекла, тогда пузырьку становится легче свалить из стекломассы. Также нам нужны пузырьки побольше, которые будут захватывать мелкие пузырьки, и тащить за собой. Но, повторюсь, процесс очень сложный, и если вязкость будет слишком низкой, то растворенные газы начнут формировать кучу очень мелких пузырьков, которые невозможно убрать, на производстве это называется мошка́.

Это как при варке супа, лучше не максимальный огонь, когда все бурлит и кипит интенсивно, а средний, когда спокойно томится.

Для улучшения процесса осветления применяют специальные добавки, которые при высоких температурах образуют крупные пузыри.

Гомогенизация всегда идет рука об руку с осветлением, ведь ее методы помогают удалению пузырей газов из стекла. Зачем она нужна? Чтобы усреднить стекло, сделать его однородным, ведь не всегда мы хорошо перемешаем шихту, она может расслоиться в процессе транспортировки и засыпки. Само стекло из-за разного прогрева расслаивается по плотности, как в озере на поверхности теплый слой воды имеет ниже плотность, чем холодный на дне и они не сильно смешиваются. Для этого мы и перемешиваем стекло механическим путем: специальной керамической мешалкой, как миксером или с помощью бурления сжатым газами. Оба способа помогают удалению лишних пузырей. И тут опять как с супчиком, помешиваем, чтобы лучше получилось.

Последний этап – это студка. Мы подготавливаем стекломассу к формованию конечного изделия, снижая ее температуру и повышая вязкость, ведь для каждого метода нужна своя вязкость.

Вообще, деление процесса варки на пять этапов достаточно условно. В реальных промышленных печах они накладываются друг на друга и разделить их достаточно сложно, если только процесс силикатообразования можно наблюдать отдельно от остальных. А все остальные этапы были выделены в лабораторных условиях на специальных установках.

Вот такая кухня стекловарения, только температура варки не 100 градусов, а больше тысячи. Причем температуры настолько индивидуальны для каждого стекла, что их подбирают не только по составу, но и по способу варки: в горшковой печи, ванной периодического действия, ванной непрерывного. Ко всему нужен индивидуальный подход, но тем интереснее.

На фото тигель с остатками стекла после выработки, на дне, немного, видно пузырьки и следы непровара из-за плохой гомогенизации. Это характерно для маленьких тигельных варок, поэтому стараются не «слить» грязь со дна. Опять убедился, что стекло очень сложно фотографировать))

Здравствуйте товарищи, сегодня мы продолжим погружаться в увлекательный мир стекол.

Как я уже говорил, оксидные стекла занимают доминирующую позицию в нашей повседневной жизни. Тут и окна, через которые мы смотрим на мир, находясь в своих уютных домах, экраны смартфонов и мониторы компьютеров, оптика ваших любимых камер, посуда для готовки и наш друг граненый стакан!

У всех этих стекол много общего, но все они индивидуальности и отличает их богатый внутренний мир. Совсем как у людей.)

Сказав про богатый внутренний мир, я не лукавил, ведь он обусловлен химическим составом стекол. Этот удивительный материал постарался собрать в себе все возможные элементы таблицы Менделеева, только их небольшое количество не смогло войти в состав стекол, например благородные газы.

Даже радиоактивные вещества, например, соли урана, нашли применение в урановых стекла, которые красиво светятся под воздействием ультрафиолетового излучения.

Но нельзя просто взять, смешать любые оксиды в надежде получить стекло. Нужно учитывать особенности каждого вещества участвующего в стеклообразовании, поэтому их разделили на три группы: стеклообразователи, модификаторы и промежуточные. Давайте рассмотрим их поподробнее.

Стеклообразователи – это вещества способные самостоятельно образовывать непрерывную структурную сетку. Среди стеклообразователей доминирующую роль занимает оксид кремния, входящий в большинство составов современных стекол. Кроме оксида кремния к стеклообразовтелям относятся: оксиды бора, германия, фосфора. Также есть редкие составы, где в качестве стеклообразователей выступают оксиды: теллура, вольфрама, ванадия, молибдена. Рассмотрим несколько основных представителей.

Оксид кремния, как уже говорилось самый первый из стеклообразователей, нашел применение во всех сферах человеческой деятельности.

Оксид германия – ближайший аналог оксида кремния. Подобно структуре кварцевого стекла, германатные стекла состоят из тетраэдров окруженных четырьмя атомами кислорода. Но из-за низкой химической стойкости и дороговизны основного компонента, стекло только из оксида германия, к примеру, как кварцевое, не встречается. В свою очередь в многокомпонентных составах, особенно оптических стекол, он нашел широкое применение.

Да, да, мой дрогой друг! В линзах твоей камеры присутствует оксид германия, который помогает делать красивые фоточки.

Оксид бора – стеклообразователь, который уважает каждая домохозяйка, даже не подозревая об этом. Чаще всего встречается в боросиликатных стеклах, которые были синтезированы Отто Шоттом в далеком 1887 году. Более известны под названием пирекс. Благодаря оксиду бора эти стекла отличаются высокой термической стойкостью. Поэтом из них делают химическую посуду, а также стеклянную кухонную посуду, которую можно спокойно поставить в духовку.

Стекла на основе оксида фосфора благодаря своим уникальным оптическим свойствам, а именно высокому квантовому выходу люминесценции, нашли широкое применение в лазерной технике. Из них изготавливают активные элементы твердотельных лазеров.

К модификаторам относятся оксиды щелочных металлов, например натрия и калия, а также щелочноземельных металлов, кальций и магний. Их назначение – изменять свойства стекол, например температуру плавления, что в свою очередь снижает температуру варки. Принцип их действия такой: из-за больших размеров, ионы этих металлов не могут присоединиться к структурной сетке, а встраиваются в ее промежутки, освободившиеся атомы кислорода, напротив, присоединяются к сетке, разрывая часть связей.

Стеклоделие началось благодаря модификаторам, которые позволили получить первые стекла, при относительно низких температурах варки. Всем известное сочетание песок + сода + известь, представляет собой состав SiO2-Na2O-CaO, где присутствует стеклообразователь и два модификатора.

Промежуточные – это такие ребята, которые до конца не определились со своей ролью в этом мире. Их главная задача, как и у модификаторов, изменять физико-химические свойства стекла, но в отличие от модификаторов они могут встраиваться в структурную сетку стекла. Известные представители данной группы: оксиды алюминия, свинца, бериллия и т.д.

Сами они не в силах образовывать стекла, но в сочетании с другими оксидами, особенно модификаторами, у них, иногда получается. Например, легко образуются стекла в системе CaO-Al2O3, стеклообразование в котором, предположительно, выглядит следующим образом:

Вот такие три основных группы сырьевых материалов существуют в стекольном производстве. На стекольные заводы они поступают в разном виде: природное минеральное сырье или химически синтезированное. Все зависит от того, в каком виде компонент встречается в природе и насколько жесткие требования к сырьевым материалам.

Если мы говорим об оконном стекле, то тут используется минеральное сырье: кварцевый песок в качестве стеклообразователя, известь, полевой шпат, доломиты и т.д. Но в них присутствует и синтезированное сырье, например сода

А вот если мы делаем точную оптику, волноводы, где очень жесткие требования к составу, то приходится использовать только синтезированное сырье, за что приходится платить высокой температурой синтеза, ведь примеси положительно влияют на варку.

Резюмируя можно сказать, что стекло синтезируют не только на основе оксида кремния, но благодаря его распространенности и прекрасным стеклообразующим свойствам, сложно встретить состав, где бы он ни присутствовал, даже в малых количествах. Это очень редкие стекла с высокой стоимостью и специфическим применением.

Следующий коротенький пост будет о процессах, происходящих во время варки. А дальше у же по технологии, там и разберем какое сырье берут конкретно. Пока по плану оконное, оптическое и ситалл. Пока писал этот пост, задумался о боросиликатном стекле, там способ варки интересный.

Здравствуйте мои дорогие читатели, не ожидал, что мой первый пост кому-либо понравится. Но увеличение числа подписчиков подталкивает меня пилить дальше.

Сегодня мы немного поговорим о том, какие стекла бывают. Изначально я хотел сразу перейти к оксидным составам, но решил, что прелюдия, все-таки, нужна.

Органические стекла (полимерные)

Органическое стекло, оно же полиметилметакрилат, оно же Deglas, оно же Plexiglas и т.д.

Появилось органическое стекло в 30-е годы 20 века и сразу ему нашлось применение. Легкий, прозрачный материал снискал популярность в набирающей обороты авиации. Большая часть остекления самолетов военного периода выполнено из органического стекла. У меня оно, в первую очередь, ассоциируется с рабочими столами советского периода, на столешнице которого гордо располагается кусок оргстекла, под которым календари, фотографии и много чего нужно.

Получают оргстекло двумя способами: экструзией или литьем. В первом случае гранулы полиметилметакрилата плавят и «выдавливают» требуемые формы. Во втором используют «полуфабрикат» метилметакрилат (известный прекурсор), который заливают в форму и полимеризуют до твердого состояния.

Металлические стекла (аморфный металл)

По просьбам трудящихся постараюсь рассказать об этом интересном материале. Я не металлург, могу в чем-то ошибаться, прошу коллег сильно не ругаться.

Так вот, прям перед второй мировой, стало известно, что если из металла сделать газ ( интересная страсть к газам в то время), а потом, при определенных условиях, конденсировать образуются аморфные пленки, а не кристаллические структуры. Да, да сплавы металлов – это фактически куча разнообразных кристаллов. К своему стыду, узнал об этом не так давно. Время шло и в 60-е годы начались уже серьезные исследования этих удивительных материалов. Придумали более простой способ получения: берем расплав и резко охлаждаем на специальной пластине, прям как в стеклах. Но таким способом можно получить только пленки и ленты, сейчас разрабатывают способы получения уже слитков аморфных металлов.

Лично я держал в руках ленту из никелевого стекла, оно что-то средне между пластиковой покрашенной под метал лентой и фольгой. Такая лента имеет более высокую твердость, вязкость и коррозийную стойкость, чем такая же металлическая лента, но как любые стекла достаточно хрупкие.

Элементарные стекла

Стекла состоящие из одного элемента, а таких немного, сера, мышьяк, фосфор и углерод. Единственное элементарное стекло нашедшее применение – стеклоуглерод. Из него делаю тигли для плавки разнообразных веществ. Остальные ребята применения не нашли и просто существуют.

Галогенидные стекла

Основой этого класса стекол служит ядовитый фторид бериллия BeF2 , плюс разнообразные добавочки. Очень специфические стекла. Суровые, как Валуев!

Их не пугают жесткие радиоактивные излучения и агрессивные среды. Стекла - труженики атомной промышленности.

Халькогенидные стекла.

Сейчас у них бум популярности. Тут и «Швабе» подключилось, возобновив производство.

А почему такой большой интерес к этой бескислородной системе? Все благодаря оптическим и электрофизическим свойствам. Применяют их в производстве инфракрасных детекторов, инфракрасной оптики и прочих тепловизоров, спасибо хорошим ИК свойствам. Из-за высокого показателя преломления, низкой энергии фотонов и прочих чудесных свойств халькогениды применяют в лазерах и фотонных интегральных схемах.

Удивительный материал, основой которого являются мышьяк, германий и фосфор, с добавками серы, селена и теллура. Количество и сочетание добавок варьируются в зависимости от требуемых свойств.

Оксидные стекла

Самый обширный, самый разнообразный, самый интересный, самый классный класс стекол! Окружает нас повсеместно, являясь неотъемлемой частью нашей жизни.

Работаю я с оксидными системами, поэтому такой восторг и трепетная любовь.

Оксидные стекла можно разделить на три условных класса: однокомпонентные, двухкомпонентные и многокомпонентные.

Самым известным однокомпонентным стеклом является кварцевое стекло. Обладает оно разнообразными физическими, химическими и механическими свойствами, для обывателя примечательно своей прозрачностью в ультрафиолетовом диапазоне. В детстве каждый с ним когда-нибудь сталкивался. Чувствуете этот запах?

Среди двухкомпонентных стекол сразу вспоминается силикат глыба или ее раствор – жидкое стекло. Состоит из смеси кварцевого песка и щелочи. Все знают, что на силикатный клей ничего нельзя клеить к стеклам. След не оттирается, клей разрушает поверхностные слои и проникает в стекло. Силикат глыба выглядит так:

Да, да, дорогой мой друг юморист, похоже на *роскомнадзор*, но это не он.

Все остальные стекла многокомпонентные, от трех и далее. Тут вам и оконные стекла и стеклянная посуда и оптические и т.д. и т.п. Граненый стакан тоже тут.

На сегодня все. Пост по составам будет следующий, там мы подробно разберем все оксидные системы, и из чего их делают. Возможно, будет пост про варку стекла, и какие процессы там происходят. Потом по технологии от Египта до современного листового. По оптическим стеклам. Ситаллы.