Silikatno steklo: proizvodnja in uporaba

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-02 14:02

Steklo je eden najbolj priljubljenih materialov, ki jih potrebujejo za različna področja življenja. Uporablja se pri gradbenih in zaključnih delih, iz njega izdelujejo dela uporabne in visoke umetnosti ter se uporabljajo v vesoljski industriji. To je eden izmed razpoložljivih, enostavnih materialov. Najpogostejša vrsta, s katero se najpogosteje srečujemo in uporabljamo izdelke iz njega, je silikatno steklo.

Kaj je to?

Najstarejši kos stekla so kroglice, najdene med izkopavanji v Egiptu, znanstveniki menijo, da je najdba stara več kot pet tisoč let. Od takrat se je sestava stekla malo spremenila. Glavni element materiala je kremenčev pesek (Si0_{2) - silikat. Dodani so mu soda, pepelika, apnenec in še nekaj drugih elementov.}

V industriji se za pridobivanje steklene mase oksidi osnovnih snovi mešajo in talijo v peči. Tališče je odvisno od dodatkov, ki spreminjajo lastnosti stekla. Nastalo maso oblikujemo na več načinov: z izdelavo pločevinastega stekla, z dajanjem različnih oblik (posode, senčila za lestence, steklo za ure ipd.), izdelavo surovcev za kasnejšo obdelavo kosov s pihalniki in še marsikaj.

BLomonosov M. V., Kitaygorodsky N. I. so pomembno prispevali k razvoju steklarstva, Mendelejev D. I. in drugi so se zanimali za praktična plat vprašanja. Material "silikatno steklo" je enostavno opredeliti. kaj je to? Material z amorfno-kristalinično strukturo, pridobljen s taljenjem mešanih oksidov z naknadnim hlajenjem.

Izdelava stekla

Glavni element za proizvodnjo stekla je kremenčev pesek, ki mu je v razmerju dodanih vsaj pet sestavin. Glede na nadaljnje namene uporabe pridobljenega materiala se glavnemu receptu dodajajo dodatki: oksidanti, dušilci, razbarvalci, barvila, pospeševalci itd. Kovinski oksidi se uporabljajo kot barvila. Na primer, baker bo maso stekla obarval rdeče, železo bo dalo modro ali rumeno barvo, kob altovi oksidi bodo dali modro barvo, koloidno srebro pa bo dalo rumen odtenek.

Pripravljeno suho zmes naložimo v peč za taljenje stekla, kjer se surovina tali pri temperaturi 1200-1600°C, postopek traja od 12 do 96 ur. Proizvodnja stekla se zaključi s postopkom hitrega hlajenja, le pod tem pogojem bo steklena masa prejela vse zahtevane lastnosti: prosojnost, mehansko odpornost in dodatne lastnosti, določene v procesu mešanja oksidov.

Vrste silikatnega stekla

Proizvodnja materiala je energetsko intenziven proces, zanj pa skrbi silikatna industrija. Proizvodnja stekla v industriji poteka vpeči tunelskega tipa z neprekinjenim vzdrževanjem nastavljene temperature. Suha mešanica se naloži z enega konca peči, končni material se razloži na izhodu.

Zaradi široke uporabe v različnih panogah lahko silikatno steklo razdelimo na vrste:

• Kremen brez nečistoč natrijevih oksidov, kalija je steklo brez alkalij. Ima visoko toplotno odpornost in odlične električne lastnosti. Od pomanjkljivosti - težko obdelati.
• Soda, kalij, natrij-kalij - alkalno steklo. Najpogostejša vrsta materiala, primernega za splošno uporabo. Uporablja se za izdelavo stekla za akvarij, okenskega stekla, posode in drugega.
• Alkalen z visoko vsebnostjo oksidov težkih kovin. Na primer, dodatek svinca je potreben za pridobitev kristala, optičnega stekla.

večnamenska uporaba

Silikatno steklo ima številne lastnosti, ki omogočajo njegovo uporabo v širokem razponu. Vsako od njegovih lastnosti je mogoče izboljšati, v povezavi s čimer se odprejo dodatne priložnosti. Na primer, steklo, prevlečeno z amalgamom, služi kot ogledalo in se lahko pod določenimi pogoji uporablja tudi kot sončna plošča.

Higienske in praktične lastnosti steklovine so nesporne. Material nima poroznosti, kar pomeni, da se v njem ne razmnožujejo patogene bakterije, je enostaven za čiščenje, odporen na vse prehrambene izdelke. Toplotno odporne jedi iz njega so večopravilne: pečete lahko pri visoki temperaturi v pečici ali daste vzamrzovalnik brez poškodb.

Sloj in debelina

Material ima različno debelino, kar določa njegove zmogljivosti. Pločevina, debela 2 mm, primerna za okna. Steklo za akvarij se uporablja najmanj 5 mm, odvisno od količine vode, ki se vlije v posodo. Vendar pa akvaristi vse bolj prihajajo do zaključka, da je uporaba akrilnega analoga veliko bolj priročna, še posebej, če je potrebna prostornina 500 litrov ali več.

Uporaba laminiranega materiala (triplex) razširja možnosti: tkanina, zlepljena s polimernim filmom, je praktično neuničljiva, je varna, saj se ne drobi. S kladivom je praktično nemogoče razbiti dve silikatni stekli debeline 10 mm s filmsko plastjo. Triplex se uporablja za izdelavo prozornih mostov, oblog fasad stavb, ograj bazenov itd.

Lastnosti

Uporaba materialov na osnovi silikata najde svoje mesto v gradbeništvu. Uporabljajo se ne samo za izdelavo oken, ampak tudi kot dodatna zaščita in vezivo. Torej so temeljni bloki obdelani s tekočim steklom, zaradi česar so odporni na vlago, glive, temperaturna nihanja itd.

Ukrivljen prosojen ali mat material se uporablja v vsakdanjem življenju, iz njega so izdelana pohištvena vrata, tuš kabine, fasade stavb in tako naprej.

Silikatno steklo ima naslednje lastnosti:

• Transparentnost.
• odsevno.
• Trajnostno.
• Odporen na toploto.
• Odporen na agresivna kemična okolja.
• Odporen na naravna agresivna okolja.
• trajnost.
• Nizka toplotna prevodnost.

Dodatne lastnosti, kot so odpornost na obremenitve in mehanske poškodbe, daje materialu utrjevanje. Bistvo postopka je hitro segrevanje in enako hitro hlajenje v kratkem času. Moč se poveča za 4-5 krat. Uporablja se za izdelavo urnega stekla, vratnih kril, pohištva, notranjih predelnih sten.

Proizvodnja izdelkov

Silikatna steklena posoda in gospodinjski predmeti se proizvajajo na več glavnih načinov:

• Pritiskanje. Viskozna masa se vlije v fiksni kalup, po katerem se s premičnim delom kalupa (štanca) nastavijo določeni parametri. Kalup na notranji površini ima lahko vzorec, ki se med postopkom žigosanja prenese na zunanji del izdelka.
• Izpuh. Razlikuje se mehansko in ročno. Debelina stene izdelka se giblje od 1 mm do 10 mm. Tako so narejene vaze, steklenice, kozarci, kozarci. Ročno pihanje je umetnost. Mojstri steklopihalcev ustvarjajo unikatna dela s kombiniranjem prozornih in barvnih mas, vključno s kovino, naravnimi surovinami, zlatom in tako naprej v telesu dela. Ni enakih ročno pihanih izdelkov.
• Casting. Uporablja se predvsem za izdelavo figuric, figuric. V industriji z litjem, optičnosteklo.
• Večstopenjska artikulacija. Uporabljajo se deli, proizvedeni z dvema tehnologijama: pihanjem in stiskanjem. Na primer, steklena posoda se napihne in steblo pritisne, končni deli so povezani.

Dekorativna obdelava

Silikatno steklo je ploden material za številne vrste dekoracije. Razlikujte med vročim in hladnim dizajnom.

Vroča hrana vključuje:

• Barvanje v razsutem stanju s kovinskimi oksidi.
• Mešanje mase različnih barv z nadaljnjim oblikovanjem (beneško steklo z madeži).
• Pokanje. Masa se oblikuje v izdelek, močno ohlajena, zaradi česar se pojavijo površinske razpoke, izdelek pa se stopi, da se popravi.
• Fusing.
• Vroče oblikovanje vrvic, niti z naknadnim dodatkom k izdelku.
• Oblikovanje dodatne robne oblike med pihanjem. Doseženo z uporabo orodij.

hladne oblike:

• Mehansko: brušenje, graviranje, diamantno rezanje, peskanje.
• Kemična: jedkanje s fluorovodikovo kislino.
• Uporaba: slikanje, risanje nalepk, sitotisk, metalizacija, plazemsko brizganje, barvanje z barvami za sijaj.

Druge vrste stekla

Sodobne tehnologije so silikatnemu steklu omogočile dodatne lastnosti. Od teh so najbolj zanimivi in iskani:

Pametno steklo: vrsta materiala, ki se spreminjanjihove lastnosti pod vplivom zunanjih pogojev. Na primer, pod vplivom električnega toka izdelek postane dolgočasen, ko je vezje odklopljeno, se vrne v prozorno stanje.

Steklena vlakna (fiberglass): pridobljena z vlečenjem materiala v tanke (merjene v mikronih) niti. Ustvarjajo precej prožen material. Uporablja se za proizvodnjo optičnih vlaken, izolacijskih materialov itd.

Prečiščeno steklo: navadno silikatno steklo ima zelenkast ali sivkast odtenek, ki je jasno viden, če ga pogledamo skozi rez. Posledično se platno izkaže za rahlo obarvano. Da bi se izognili temu učinku, se med proizvodnim postopkom dodajo belila, ki nevtralizirajo neželeno barvo. Od navadnega materiala se razlikuje po povečani prepustnosti svetlobe, prenosu barv brez spremembe barve.