Zutaten für die Glasherstellung. Glas – was ist das und wie wird es hergestellt? Eigenschaften von Glas. Verfahren zur Herstellung von Glas mithilfe eines Rösters

Was ist über die Glasherstellung bekannt?

Aus der Geschichte ist bekannt, dass die Glasherstellung ein sehr alter Prozess ist. Wie es gemacht wird? Der Zeitrahmen reicht etwa bis in die Zeit vor 2500 v. Chr. zurück. Ein früher so seltener und wertvoller Beruf wurde nun durch die weit verbreitete Produktion dieses Materials ersetzt.

Glasprodukte sind überall zu finden. Sie werden als Behälter, Haushalts- und Dekorationselemente, Isolatoren, Verstärkungsfasern und andere Dinge verwendet. Brillen unterscheiden sich lediglich durch das zur Herstellung verwendete Material. Aber der Prozess selbst ist fast der gleiche.

Grundmaterialien, die Sie benötigen:

1. das Hauptelement ist Quarzsand (Siliziumdioxid);
2. Natriumcarbonat oder Soda;
3. Calciumoxid, auch Kalk genannt;
4. Ofen zum Schmelzen von Glas;
5. weitere Salze und Oxide, die einzeln zusätzlich verwendet werden können (Oxide von Aluminium, Eisen, Magnesium, Blei und Calcium- oder Natriumsalze);
6. Schutzkleidung;
7. Grill;
8. Holzkohle;
9. Formen und andere Elemente zur Formgebung;
10. feuerfester Tiegel.

Methoden zur Glasherstellung in einem Ofen

Die erste Möglichkeit, Glas zu Hause zu löten, ist die Verwendung eines Herdes.

Quarzsand kaufen:

• Dieses Material ist die Grundlage für die Glasherstellung. Glas, das keine Eisenverunreinigungen enthält, hat seine Vorteile – es ist leicht. Das Gleiche gilt nicht für das Glas, in dem es sich befindet. Es wird grün riechen.
• Es ist wichtig, vor Arbeitsbeginn eine Maske aufzusetzen. Quarzsand ist feinkörnig und gelangt leicht in die Nasenhöhle und weiter in die Lunge. Dies wiederum wird Ihren Hals reizen.
• Quarzsand können Sie ganz einfach in einem spezialisierten Online-Shop kaufen. Die Kosten sind gering.

Wichtig! Die Kosten für die ungefähr benötigte Menge betragen etwa 20 USD. e. In Zukunft können Sie bis zu einer Tonne davon kaufen, der ungefähre Preis beträgt 100 USD. e. Dies ist der Fall, wenn Sie planen, im industriellen Maßstab zu arbeiten.

• Es kommt vor, dass es nicht so einfach ist, qualitativ hochwertigen Sand zu finden, der mehr Verunreinigungen enthält. Sei nicht verärgert. In diesem Fall hilft Mangandioxid. Es sollte in kleinen Mengen hinzugefügt werden. Wenn es sich bei Ihrer Idee um Glas mit einem grünlichen Farbton handelt, müssen Sie überhaupt nichts tun. Lass alles so wie es ist.

Zugabe von Calciumcarbonat und -oxid:

• In diesem Fall senkt Carbonat die Produktionstemperatur von Industriegläsern. Gleichzeitig kommt es unter Beteiligung von Wasser zu Glaskorrosion. Um dies zu vermeiden, ist es notwendig, zusätzlich Kalk oder Calciumoxid in das Glas einzubringen.
• Für die Glasbeständigkeit werden Magnesium- oder Aluminiumoxide verwendet. In der Regel machen diese Einschlüsse keinen großen Anteil der Glaszusammensetzung aus. Der Wert liegt bei etwa 26-30 Prozent.

Hinzufügen anderer chemischer Elemente:

• Diese Methode zur Herstellung von dekorativem Glas zu Hause erfordert die Verwendung von Bleioxid. Es verleiht dem Kristall Glanz, seine geringe Härte erleichtert das Schneiden und sorgt für eine niedrige Schmelztemperatur.
• Lanthanoxid ist in Brillengläsern enthalten. Es hat brechende Eigenschaften.
• Bleikristall kann bis zu 33 Prozent Bleioxid enthalten.

Wichtig! Je mehr Blei, desto mehr Fingerfertigkeit ist erforderlich, um das geschmolzene Glas zu formen. Aus diesem Grund bevorzugen viele Glasbläser eine kleinere Menge.

• Eisenverunreinigungen im Quarzglas verleihen ihm einen grünen Farbton. In diesem Fall wird Eisenoxid hinzugefügt, um den Grünstich zu verstärken. Dies gilt auch für Kupferoxid.
• Mit einer Schwefelverbindung können gelbe, bernsteinfarbene und sogar schwarze Farben erhalten werden. Es hängt alles von der Menge an Kohlenstoff oder Eisen ab, die der Glasladung hinzugefügt wird.

Hauptschritte der Glasproduktion:

• Geben Sie die Mischung in einen hitzebeständigen Tiegel. Letzteres sollte möglichst beständig gegen die im Ofen herrschende Temperatur sein. Sie kann zwischen 1500 und 2500 Grad variieren. Es kommt auf die Zusatzstoffe an.

Wichtig! Auch an den Tiegel gibt es eine wichtige Anforderung: Er muss so beschaffen sein, dass er sich leicht mit einer Metallzange befestigen lässt.

• Die Mischung schmelzen, bis eine flüssige Konsistenz entsteht. Bei Industriesilikatglas kann dies in einem gasbeheizten Ofen erfolgen.

Wichtig! Es gibt auch Elektro-, Muffel- und Topföfen. Sie können aus Spezialglas bestehen. Bitte beachten Sie, dass Quarz und Sand, die keine zusätzlichen Verunreinigungen enthalten, bei einer Ofentemperatur von 2500 Grad Celsius in einen glasigen Zustand übergehen. Wenn Sie dem Inhalt Natriumcarbonat hinzufügen, das ist normales Soda, sinkt die Temperatur auf 1500 Grad.

• Überwachen Sie sorgfältig die Konsistenz des Glases. Es ist wichtig, alle Blasen rechtzeitig zu entfernen. Dies kann durch regelmäßiges Rühren erreicht werden, bis die Konsistenz gleichmäßig ist. Es ist auch notwendig, eines der Elemente hinzuzufügen – Natriumchlorid, Natriumsulfat oder Antimonoxid.
• Formen Sie das Glas. Verwenden Sie dazu eine der folgenden Methoden.
• Am einfachsten ist es, die Glasschmelze in eine Form zu gießen und zu warten, bis sie abgekühlt ist. Mit dieser Methode werden viele optische Linsen hergestellt. Früher verwendeten die Ägypter diese Methode.
• Legen Sie die fertige Glasschmelze in ein Bad mit geschmolzenem Zinn. Letzteres fungiert als Substrat. Als nächstes müssen Sie es mit komprimiertem Stickstoff ausblasen, um es zu formen oder zu polieren. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die erforderliche Glasmenge am Ende eines Hohlrohrs zu sammeln und es durch Drehen des Rohrs auszublasen.

Wichtig! Mit dieser Methode hergestelltes Glas wird Floatglas genannt. Dies ist, was sie seit den frühen 1950er Jahren produzieren.

• Lassen Sie das Glas abkühlen. Es ist wichtig, es an einem Ort zu platzieren, an dem es nicht beschädigt wird und nicht durch Wasser, Staub oder beispielsweise Blätter beschädigt wird. Bedenken Sie, dass es bei Kontakt mit kalten Gegenständen reißen kann.
• Der letzte Schritt dieser Methode zur Glasherstellung zu Hause ist das Glühen des Glases. Diese Wärmebehandlungsmethode verleiht dem Material Festigkeit. Bei der Anwendung werden alle punktuellen Spannungsquellen beseitigt, die beim Abkühlen des Glases auftreten können.

Wichtig! Nach Abschluss dieser Arbeiten können weitere Beschichtungen auf das Glas aufgetragen werden, um die Haltbarkeit und Festigkeit zu erhöhen. Kann auch laminiert werden.

1. Ungeglühtes Glas hat eine geringere Festigkeit.
2. Die Temperatur für die Endbearbeitung hängt von der genauen Zusammensetzung des Glases ab und liegt zwischen 400 und 550 Grad Celsius.
3. Die Abkühlgeschwindigkeit von Glas hängt von der Größe ab. Große Glasgegenstände müssen langsam abgekühlt werden. Bei kleineren geht es schneller.

Verfahren zur Herstellung von Glas mithilfe eines Rösters

Die zweite Möglichkeit, zu Hause Glas herzustellen, ist die Verwendung eines Holzkohlerösters. Schauen wir uns auch in diesem Fall alles Schritt für Schritt an.

Ausrüstung für die Arbeit

Zuerst müssen Sie einen Herd bauen. Ein Barbecue-Grill eignet sich hierfür perfekt. Wichtig ist, dass mit Holzkohle erhitzt wird. Dabei wird die bei der Kohleverbrennung entstehende Wärme genutzt, um Quarzsand zu Glas zu schmelzen. Auch hier sind die Kosten für dieses Material nicht zu hoch. Sie sind weit verbreitet.

Wichtig! Verwenden Sie einen Grill in Standardgröße. Es wäre besser, wenn es die Form einer Kuppel hätte. Die wichtigsten Eigenschaften, die es haben muss, sind dicke Wände und eine gute Festigkeit. Wenn Ihr Grill über eine Entlüftung verfügt, normalerweise an der Unterseite, muss diese geöffnet werden.

Allerdings kann es bei dieser Methode zu kleineren Hürden kommen. Auch bei sehr hohen Temperaturwerten ist ein problemloses Schmelzen nicht immer möglich. Dazu müssen Sie dem Sand vor Beginn des Vorgangs Kalk, Borax oder Waschsoda hinzufügen. Die Menge der Zusatzstoffe sollte ⅓-¼ des Sandvolumens nicht überschreiten.

Wichtig! Denken Sie daran, dass diese Zusatzstoffe den Schmelzpunkt von Sand erheblich senken.

Glas formatieren

Um Glas zu blasen, bereiten Sie ein langes, hohles Metallrohr vor. Um Glas zu gießen, braucht man eine Form. Es sollte dicht sein und nicht aus dem heißen Glas schmelzen. Verwenden Sie zum Beispiel Graphit.

Wichtig! Bedenken Sie bei dieser Methode, dass sich der Grill viel stärker aufheizt als normal. Es ist möglich, dass der Grill selbst schmilzt. Daher müssen Sie bei der Glasherstellung mit dieser Methode alle Vorgänge sorgfältig und verantwortungsbewusst durchführen. Fahrlässigkeit kann zu schweren Verletzungen oder sogar zum Tod führen.

Sicherheitsmaßnahmen:

1. Platzieren Sie eine große Menge Sand und einen Feuerlöscher in der Nähe des Arbeitsbereichs.
2. Alle Arbeiten müssen im Freien durchgeführt werden.
3. Der Boden sollte beispielsweise aus Beton sein.
4. Halten Sie sich beim Grillen von Glas vom Grill fern, um sich und Ihre Kleidung vor hohen Temperaturen zu schützen.
5. Vergessen Sie nicht, Schutzkleidung zu tragen. Dazu gehören feuerfeste Kleidung, Topflappen, eine hochfeste Schürze über der Kleidung und immer eine Schweißermaske.
6. Auch bei dieser Methode benötigen Sie einen Staubsauger. Es wird als Kohlegebläse fungieren. Wir positionieren es wie folgt: Wir platzieren den Körper in ausreichendem Abstand. Wir befestigen den Schlauch am Belüftungsloch, das sich unten befindet. Möglicherweise muss es gebogen werden, um die gewünschte Form zu erhalten. Sie können es an einem der Grillbeine befestigen. Der Schlauch muss fest befestigt sein und darf sich nicht bewegen.

Wichtig! Sollte das Gegenteil der Fall sein, dann nähern Sie sich auf keinen Fall dem Gerät, denn es ist sehr heiß. Als nächstes müssen Sie den Staubsauger ausschalten und die Position des Schlauchs überprüfen. Es sollte genau auf das Belüftungsloch gerichtet sein.

Gebrauchsprozedur:

• Legen Sie Holzkohle auf die Innenseite des Grills. Es ist notwendig, zwei- oder sogar dreimal mehr einzufüllen als beim Braten von Fleisch. Gut ist es, wenn es fast bis zum Rand gefüllt ist.

Wichtig! Verwenden Sie Hartholzkohle. Es brennt schneller und besser als brikettiert.

• Stellen Sie einen gusseisernen Behälter oder Tiegel mit Sand in die Mitte der Schüssel.
• Untersuchen Sie sorgfältig die Verpackung der von Ihnen verwendeten Holzkohle. Zünden Sie es auf geeignete Weise an. Es gibt Kohle, die sich direkt anzündet, und es gibt Material, für das Feuerzeugflüssigkeit verwendet wird. Warten Sie, bis sich die Flamme gleichmäßig ausbreitet.
• Warten Sie, bis die Kohle für die weitere Arbeit bereit ist. Die Bereitschaft von Kohlen kann anhand der Farbe bestimmt werden. Sie werden orange sein.
• Der nächste Schritt besteht darin, den Staubsauger einzuschalten. Dies ist notwendig, um sicherzustellen, dass die Kohle durchgeblasen wird.

Wichtig! Kohle, die Luftströmungen ausgesetzt ist, kann sehr hohe Temperaturen erreichen. Bis ca. 1100 Grad Celsius. Dies muss in der Nähe des Ofens berücksichtigt werden. Daraus können aufsteigende Blitze entstehen.

Woraus besteht Glas?

1. Es ist besser, es in einem Geschäft zu kaufen und sich darüber keine Sorgen zu machen.
2. Woraus besteht Glas?

   Paradoxerweise ist GLAS eine Flüssigkeit im gefrorenen Zustand.
   Der Hauptbestandteil von Glas, der in der größten Menge (60-70 % des Volumens) darin enthalten ist und seine typischen Eigenschaften bestimmt, ist SILICA SiO2 (Sand, Quarz, feinkörniger Sandstein).
   Kieselsäure wird beispielsweise in Form von Quarzsand in die Glaszusammensetzung eingebracht.
   Bei der Glasherstellung werden nur die SAUBERSTEN Quarzsandsorten verwendet, bei denen die Gesamtmenge an Verunreinigungen (Verunreinigungen aus Ton, Kalk, Glimmer) 2-3 % nicht überschreitet.
   Besonders unerwünscht ist das Vorhandensein von Eisen, das bereits in geringen Mengen im Sand vorhanden ist und Glas in einer unangenehmen grünlichen Farbe verfärbt.

   Glas lässt sich allein aus Sand ohne Zusatz weiterer Stoffe schweißen, allerdings ist dazu eine sehr hohe Temperatur (über 1700 Grad C) erforderlich.
   Herkömmliche moderne Öfen aus feuerfesten Tonsteinen, die feste, flüssige oder gasförmige Brennstoffe nutzen, sind hierfür nicht geeignet: Man muss auf Elektroöfen zurückgreifen, deren Betrieb sehr teuer ist.
   Um den Schmelzpunkt von Sand zu senken, werden daher verschiedene Zusatzstoffe verwendet...

3. Es wird aus Sand bei hoher Temperatur und einem bestimmten Druck hergestellt.
4. Zur Herstellung von Glas verwenden Handwerker: Quarzsand (Hauptbestandteil); Kalk; Limonade; Wie Glas hergestellt wird: Zunächst werden Quarzsand, Soda und Kalk in einem speziellen Ofen auf eine Temperatur von 1700 Grad über Null erhitzt. Die Sandkörner verbinden sich miteinander, homogenisieren dann (werden zu einer homogenen Substanz) und das Gas wird entfernt. Die Masse wird in über 1000 Grad heißes geschmolzenes Zinn getaucht, das aufgrund seiner geringeren Dichte an der Oberfläche schwimmt. Je dünner die Masse, die in das Zinnbad gelangt, desto dünner ist das Glas, das herauskommt. Glas herstellen Der letzte Schliff ist das allmähliche Abkühlen.

   Backpulver hilft, den Schmelzpunkt um das Zweifache zu senken. Wenn Sie es nicht hinzufügen, wird es sehr schwierig sein, den Sand zu schmelzen und dementsprechend einzelne Sandkörner miteinander zu verbinden. Kalk wird benötigt, damit die Masse Wasser standhält.

5. Quarzsand, Kalk und Soda
6. Eigentlich besteht es aus Quarzsand
7. Glas wird durch Schmelzen einer Mischung aus Sand und anderen mineralischen Bestandteilen hergestellt, was von der Glasmarke abhängt. Beispielsweise enthält Kristallglas, das zur Herstellung von dekorativen Glaswaren verwendet wird, erhebliche Mengen Blei. Beim Schmelzen von reinem Quarzsand entsteht Quarzglas – es ist in der Schmelze sehr feuerfest und zähflüssig, sodass es aufgrund der darin verbleibenden Luftblasen gar nicht erst durchsichtig wird. Es hat einen winzigen Wärmeausdehnungskoeffizienten – wenn man es rot erhitzt und in Wasser legt, wird es nicht reißen. Es wird bei der Herstellung von Laborglaswaren, Glasheizelementen für Labore und Industrie usw. verwendet. Um optisches Quarzglas zu erhalten, das ultraviolettes Licht durchlässt, wird Bergkristall geschmolzen – das ist dasselbe wie Quarzsand, reines SiO2, aber grobkristallin , was in der Natur selten vorkommt.

   Auf Vasilchenkos Antwort. Früher wurde Uranglas zur Herstellung von dekorativem Geschirr hergestellt – eine erstaunliche gelblich-grüne Farbe, Produkte daraus sind in Moskau im Kuskowo-Museum zu sehen. Mit der Entdeckung der Radioaktivität wurde die Produktion solchen Glases eingestellt.
   Zum Schutz vor radioaktiver Strahlung werden Schirme aus Bleiglas verwendet – es enthält noch mehr Blei als dekoratives Kristallglas und hat einen gelblichen Farbton. Bildröhren für Monitore bestehen aus demselben Glas, um den PC-Benutzer vor dem Elektronenfluss aus der „Elektronenkanone“ der Bildröhre zu schützen.

8. Gewöhnliches Glas enthält etwa 70 % Siliziumdioxid, das in gleicher Form in Quarz und in seiner polykristallinen Form Sand vorkommt. Glaszusammensetzung

   Reines Siliziumdioxid (SiO2) hat einen Schmelzpunkt von etwa 2000 Grad und wird hauptsächlich zur Herstellung von Glas für Spezialgeräte verwendet. Typischerweise werden der Mischung zwei weitere Stoffe zugesetzt, um den Produktionsprozess zu vereinfachen. Erstens ist es Natriumcarbonat (Na2CO3) oder Kaliumcarbonat, das den Schmelzpunkt der Mischung auf 1000 Grad senkt. Diese Komponenten tragen jedoch zur Auflösung von Glas in Wasser bei, was äußerst unerwünscht ist. Daher wird der Mischung eine weitere Komponente, Kalk (Kalziumoxid, CaO), zugesetzt, um die Zusammensetzung unlöslich zu machen. Dieses Glas enthält etwa 70 % Kieselsäure und wird Kalknatronglas genannt. Der Anteil dieses Glases an der Gesamtproduktionsmenge beträgt ca. 90 %.

   Ebenso wie Kalk und Natriumcarbonat werden herkömmlichem Glas weitere Bestandteile zugesetzt, um dessen physikalische Eigenschaften zu verändern. Durch die Zugabe von Blei zu Glas wird der Brechungsindex des Lichts erhöht und der Glanz deutlich erhöht. Die Zugabe von Bor zur Mischung verändert die thermischen und elektrischen Eigenschaften des Glases. Thoriumoxid verlieh Glas den hohen Brechungsindex und die geringe Dispersion, die für die Herstellung hochwertiger Linsen erforderlich sind. Aufgrund seiner Radioaktivität wurde es in modernen Produkten jedoch durch Lanthanoxid ersetzt. Eisenzusätze im Glas dienen der Absorption von Infrarotstrahlung (Wärme).

   Dem Glas werden Metalle und deren Oxide zugesetzt, um dessen Farbe zu verändern. Beispielsweise wird Mangan in kleinen Mengen hinzugefügt, um Glas einen grünen Farbton zu verleihen, oder in höheren Konzentrationen die Farbe von Amethyst. Wie Mangan wird Selen in kleinen Dosen zum Entfärben von Glas oder in großen Konzentrationen verwendet, um ihm eine rötliche Farbe zu verleihen. Geringe Konzentrationen von Kobalt verleihen Glas einen bläulichen Farbton. Kupferoxid gibt ein türkisfarbenes Licht. Nickel kann Glas je nach Konzentration eine blaue, violette oder schwarze Farbe verleihen. Je nach Zusammensetzung des Glases kann dessen Farbe durch Erhitzen oder Abkühlen beeinflusst werden. #9679; Chemische Zusammensetzung, % :
   SiO2 - 72,2
   Al2O3 - 1,7
   CaO+MgO 12,0
   Na2O+K2O 13.7
   SO3 - 0,3
   Fe2O3 - 0,1

9. Hergestellt aus Quarzsand.
10. Hergestellt aus Silizium mittels Elektrolyse.

Glas ist der älteste Gegenstand, der vom Menschen gefunden wurde und noch heute verwendet wird. Gefunden, weil eine Person es nicht selbst erfunden und zum ersten Mal hergestellt hat. Höchstwahrscheinlich entstand das erste Glas vor vielen tausend Jahren aus vulkanischer Lava. Heutzutage wird dieser Stoff allgemein als Obsidian bezeichnet. Wie wird Glas hergestellt? Gehen wir zurück in die Zeit, als es ihn noch nicht gab. Allmählich wurden die Menschen auf die umliegende Natur aufmerksam und bemerkten, dass, wenn natürliches Soda mit Sand vermischt und dann erhitzt wurde, eine transparente Substanz entstand. Dadurch wurden sie auf diese neue Art von Material aufmerksam. Dieser Prozess wurde von Plinius, dem antiken griechischen Enzyklopädisten, beschrieben. Von diesem Moment an begann die Geschichte der Verwendung von Glas, das aus unserem heutigen Leben nicht mehr wegzudenken ist. Schließlich wird es mittlerweile überall eingesetzt.

Es gibt jedoch eine andere Theorie darüber, wie Glas hergestellt wird, oder genauer gesagt, wie es früher hergestellt wurde. Einige Wissenschaftler kamen zu dem Schluss, dass das glasartige Material als Nebenprodukt beim Schmelzen oder Rösten von Kupfer entdeckt wurde. Im menschlichen Leben spielte dieses Produkt eine wirklich herausragende Rolle. Es ist schwierig, seine Bedeutung zu überschätzen. Die Herstellung von Flachglas ist vergleichbar mit Entdeckungen wie dem Feuermachen und der Erfindung des Rades. Im alten Ägypten war es üblich, daraus Schmuck aller Art herzustellen. Später lernten sie, daraus Behälter für Flüssigkeiten herzustellen. Ab dem 13. Jahrhundert kam es zu einem starken Anstieg der Glasproduktion. Venedig wurde zum Zentrum seiner Produktion. Die Meister wurden auf die Technologie zur Herstellung orientalischen Glases aufmerksam und begannen, diese weiterzuentwickeln und zu verbessern. Die Transparenz von Glas wurde durch die Zugabe verschiedener Verunreinigungen ermöglicht. Die Meister begannen daraus verschiedene Gerichte zuzubereiten, die sehr dünn und elegant waren. Glasprodukte dienten damals eher als Luxusartikel und Dekoration.

Wenn Sie die Frage, wie Glas hergestellt wird, immer noch interessiert, können Sie darüber sprechen, wie es immer mehr neue Anwendungsbereiche gefunden hat. Die Produktionstechnologie wurde verbessert. Ein Spiegel wurde erfunden, dies geschah durch Auftragen von Amalgam auf eine Seite. Glas wurde auch im Bauwesen eingesetzt. Es wurde normalerweise beim Bau von Palästen und Tempeln verwendet. Und nachdem die Handwerker gelernt hatten, es in Farbe herzustellen, begannen sie, Fenster damit zu dekorieren und wunderschöne Buntglasfenster herzustellen. Und mittlerweile wird Glas häufig zum Verschmelzen verwendet. Und im Laufe der Zeit begann Glas in der Wissenschaft eingesetzt zu werden. Dank der Entdeckung seiner Fähigkeit, Licht zu bündeln und zu streuen, wurden verschiedene Linsen hergestellt sowie Teleskope und Mikroskope hergestellt. Diese Entdeckungen stellten einen großen Schritt in der Entwicklung der Naturwissenschaften dar – Medizin, Biologie, Astronomie, Physik und andere. Ohne Glas ist in keinem wissenschaftlichen Bereich eine Tätigkeit möglich.

Wie wird Glas hergestellt? Wie schon einmal, aus Sand. Sand enthält im Kern Quarz, hier in Form von Kristallen. Beim Erhitzen schmilzt es. Wenn Sie es schnell abkühlen, haben die Mineralien keine Zeit zum Kristallisieren und werden transparent. Um dem Produkt eine beliebige Farbe zu verleihen, werden ihm Oxide verschiedener Metalle zugesetzt. Um dem Glas maximale Transparenz zu verleihen, wird der Sand so gereinigt, dass er fast nur noch Quarz enthält.

Derzeit gibt es viele Möglichkeiten, ein Produkt mit unterschiedlichen Eigenschaften zu erhalten: verstärkt, gehärtet, spiegelnd, gepanzert. Als Untergrund dient weiterhin einfacher Sand, der aufbereitet wird. Es ist wichtig zu sagen, dass es auf dem Planeten immer noch genug Sand gibt, sodass Glas nicht so schnell aus unserer Verwendung verschwinden wird.

Heute werden wir darüber sprechen, wie Sie Glas selbst zu Hause mit Ihren eigenen Händen herstellen können. Wir werden auch Methoden und Technologien zur unabhängigen Herstellung von Glas und Glasprodukten betrachten, nämlich Öfen, Geräte und Werkzeuge zum Schmelzen von Glas

In Fabriken und Chemielabors wird Glas aus einer Charge hergestellt – einer sorgfältig gemischten Trockenmischung aus pulverförmigen Salzen, Oxiden und anderen Verbindungen. Beim Erhitzen in Öfen auf sehr hohe Temperaturen, oft über 1500 °C, zerfallen Salze in Oxide, die in Wechselwirkung miteinander Silikate, Borate, Phosphate und andere bei hohen Temperaturen stabile Verbindungen bilden. Zusammen ergeben sie Glas.

Wir stellen sogenannte Schmelzgläser her, für die ein Labor-Elektroofen mit einer Heiztemperatur von bis zu 1000°C ausreicht. Sie benötigen außerdem Tiegel, eine Tiegelzange (um sich nicht zu verbrennen) und eine kleine flache Platte aus Stahl oder Gusseisen. Zuerst schweißen wir das Glas und dann finden wir eine Verwendung dafür.

Mischen Sie mit einem Spatel auf einem Blatt Papier 10 g Natriumtetraborat (Borax), 20 g Bleioxid und 1,5 g Kobaltoxid und sieben Sie es durch ein Sieb. Das ist unsere Charge. Gießen Sie es in einen kleinen Tiegel und verdichten Sie es mit einem Spatel, sodass ein Kegel entsteht, dessen Spitze sich in der Mitte des Tiegels befindet. Die verdichtete Ladung sollte nicht mehr als drei Viertel des Tiegelvolumens einnehmen, damit das Glas nicht ausläuft.

Stellen Sie den Tiegel mit einer Zange in einen auf 800-900 °C erhitzten Elektroofen (Tiegel oder Muffel) und warten Sie, bis die Charge schmilzt. Dies wird anhand der Blasenbildung beurteilt: Sobald diese aufhört, ist das Glas fertig. Nehmen Sie den Tiegel mit einer Zange aus dem Ofen und gießen Sie das geschmolzene Glas sofort auf eine saubere Stahl- oder Gusseisenplatte. Beim Abkühlen auf dem Herd bildet das Glas einen blauvioletten Barren.

Um Gläser mit anderen Farben zu erhalten, ersetzen Sie Kobaltoxid durch andere Farboxide. Eisen(III)-oxid (1-1,5 g) färbt das Glas braun, Kupfer(II)-oxid (0,5-1 g) - grün, eine Mischung aus 0,3 g Kupferoxid mit 1 g Kobaltoxid und 1 g Eisen ( III) Oxid – schwarz. Wenn Sie nur Borsäure und Bleioxid einnehmen, bleibt das Glas farblos und transparent. Experimentieren Sie selbst mit anderen Oxiden, zum Beispiel Chrom, Mangan, Nickel, Zinn.

Mahlen Sie das Glas mit einem Stößel in einem Porzellanmörser. Um Verletzungen durch die Bruchstücke zu vermeiden, wickeln Sie Ihre Hand unbedingt in ein Handtuch und bedecken Sie Mörser und Stößel mit einem sauberen Lappen.

Feines Glaspulver auf dickes Glas gießen, etwas Wasser dazugeben und mit einer Glocke – einer Glas- oder Porzellanscheibe mit Stiel – cremig mahlen. Anstelle eines Glockenspiels können Sie auch einen kleinen Mörser mit flachem Boden oder ein poliertes Stück Granit nehmen – so taten es die alten Meister, als sie Farben mahlten. Die resultierende Masse wird Schlupf genannt. Wir werden es auf die Aluminiumoberfläche auftragen, ähnlich wie bei der Herstellung von Schmuck.

Reinigen Sie die Aluminiumoberfläche mit Schleifpapier und entfetten Sie sie durch Kochen in einer Sodalösung. Zeichnen Sie auf einer sauberen Oberfläche den Umriss des Motivs mit einem Skalpell oder einer Nadel. Bedecken Sie die Oberfläche mit einem normalen Pinsel mit Schlicker, trocknen Sie ihn über einer Flamme und erhitzen Sie ihn dann in derselben Flamme, bis das Glas mit dem Metall verschmolzen ist. Sie erhalten Emaille.

Wenn das Symbol klein ist, kann es mit einer Glasschicht bedeckt und vollständig in einer Flamme erhitzt werden. Wenn das Produkt größer ist (z. B. ein Schild mit einer Aufschrift), müssen Sie es in Abschnitte unterteilen und diese einzeln mit Glas versehen. Um die Emailfarbe intensiver zu machen, tragen Sie das Glas erneut auf. Auf diese Weise erhalten Sie nicht nur Dekorationen, sondern auch zuverlässige Emailbeschichtungen zum Schutz von Aluminiumteilen in Geräten und Modellen aller Art. Da in diesem Fall die Emaille eine zusätzliche Belastung trägt, empfiehlt es sich, die Metalloberfläche nach dem Entfetten und Waschen mit einem dichten Oxidfilm zu überziehen; Dazu genügt es, das Teil 5-10 Minuten lang in einem Ofen mit einer Temperatur knapp unter 600°C zu halten.

Natürlich ist es bequemer, den Schlicker großflächig nicht mit einem Pinsel, sondern mit einer Sprühflasche oder einfach durch Gießen aufzutragen (die Schicht sollte jedoch dünn sein). Trocknen Sie das Teil in einem Ofen bei 50–60 °C und geben Sie es dann in einen auf 700–800 °C erhitzten Elektroofen.

Sie können auch bemalte Platten für Mosaikarbeiten aus schmelzbarem Glas herstellen. Bedecken Sie zerbrochenes Porzellan (diese erhalten Sie immer in einem Porzellanladen) mit einer dünnen Schicht Schlicker, trocknen Sie es bei Zimmertemperatur oder im Ofen und schmelzen Sie das Glas auf die Teller, wobei Sie diese in einem Elektroofen auf Temperatur halten nicht niedriger als 700°C.

Wenn Sie die Arbeit mit Glas beherrschen, können Sie Ihren Kollegen aus dem Biologieclub helfen: Sie stellen oft Stofftiere her, und Stofftiere brauchen verschiedenfarbige Augen ...

Bohren Sie in eine etwa 1,5 cm dicke Stahlplatte mehrere unterschiedlich große Aussparungen mit konischem oder kugelförmigem Boden. Verschmelzen Sie auf die gleiche Weise wie zuvor die verschiedenfarbigen Gläser. Das Gamma reicht wahrscheinlich aus, aber um die Intensität zu ändern, erhöhen oder verringern Sie den Gehalt des Farbzusatzes leicht.

Geben Sie einen kleinen Tropfen hell gefärbtes geschmolzenes Glas in die Aussparung der Stahlplatte und gießen Sie dann das irisfarbene Glas hinein. Der Tropfen dringt in die Hauptmasse ein, vermischt sich jedoch nicht mit ihr – auf diese Weise werden sowohl die Pupille als auch die Iris reproduziert. Kühlen Sie die Gegenstände langsam ab und vermeiden Sie plötzliche Temperaturschwankungen. Dazu löst man die ausgehärteten, aber noch heißen „Augen“ mit einer erhitzten Pinzette aus der Form, legt sie in losen Asbest und kühlt sie auf Zimmertemperatur ab. .

Natürlich kann Schmelzglas auch in anderen Anwendungen eingesetzt werden. Aber wäre es nicht besser, wenn Sie selbst danach suchen?

Und um die Experimente mit Glas abzuschließen, werden wir mit demselben Elektroofen versuchen, gewöhnliches Glas in farbiges Glas umzuwandeln. Eine natürliche Frage: Ist es möglich, Sonnenbrillen auf diese Weise herzustellen? Es ist möglich, aber es ist unwahrscheinlich, dass Sie beim ersten Mal Erfolg haben, da der Prozess launisch ist und einige Fähigkeiten erfordert. Greifen Sie daher erst zu Gläsern, nachdem Sie an Glasstücken geübt und sichergestellt haben, dass das Ergebnis Ihren Erwartungen entspricht.

Die Grundfarbe für Glas ist Kolophonium. Sie haben zuvor Trockner für Ölfarben aus Resinaten hergestellt, sauren Salzen, aus denen Kolophonium besteht. Wenden wir uns noch einmal den Resinaten zu, denn sie sind in der Lage, einen dünnen, gleichmäßigen Film auf Glas zu bilden und als Träger von Farbstoffen zu dienen.

Kolophoniumstücke in einer Natronlauge mit einer Konzentration von etwa 20 % auflösen, dabei umrühren und natürlich vorsichtig sein, bis die Flüssigkeit dunkelgelb wird. Nach dem Filtern etwas Eisenchlorid (FeCl3) oder ein anderes Eisensalz hinzufügen. Beachten Sie, dass die Konzentration der Lösung gering sein sollte, Salz kann nicht im Übermaß eingenommen werden – der dabei entstehende Niederschlag von Eisenhydroxid stört uns. Ist die Salzkonzentration niedrig, bildet sich ein roter Niederschlag aus Eisenresinat – genau hier ist er nötig.

Filtern Sie den roten Niederschlag, trocknen Sie ihn an der Luft und lösen Sie ihn dann auf, bis er in reinem Benzin (kein Autobenzin, sondern Lösungsmittelbenzin) gesättigt ist. Noch besser wäre es, Hexan oder Petrolether zu nehmen. Tragen Sie mit einem Pinsel oder einer Sprühflasche eine dünne Schicht Glas auf die Oberfläche auf, lassen Sie es trocknen und stellen Sie es für 5–10 Minuten in einen auf ca. 600 °C erhitzten Ofen.

Aber Kolophonium ist eine organische Substanz und kann dieser Temperatur nicht standhalten! Das ist richtig, aber genau das ist es, was Sie brauchen – die organische Basis ausbrennen lassen. Dann verbleibt ein dünner Eisenoxidfilm auf dem Glas, der gut an der Oberfläche haftet. Und obwohl das Oxid im Allgemeinen undurchsichtig ist, lässt es in einer so dünnen Schicht einen Teil der Lichtstrahlen durch, d. h. es kann als Lichtfilter dienen.
Vielleicht erscheint Ihnen die Lichtschutzschicht zu dunkel oder im Gegenteil zu hell. Variieren Sie in diesem Fall die Versuchsbedingungen – erhöhen oder verringern Sie die Konzentration der Kolophoniumlösung leicht, ändern Sie die Brennzeit und -temperatur. Wenn Sie mit der Farbe des Glases nicht zufrieden sind, ersetzen Sie das Eisenchlorid durch das Chlorid eines anderen Metalls, aber auf jeden Fall eines, dessen Oxid hell gefärbt ist, zum Beispiel Kupfer oder Kobaltchlorid.

Und wenn die Technologie sorgfältig an Glasstücken entwickelt wird, ist es möglich, gewöhnliche Brillen ohne großes Risiko in Sonnenbrillen zu verwandeln. Denken Sie daran, das Glas vom Rahmen zu entfernen – der Kunststoffrahmen hält der Erhitzung im Ofen nicht so gut stand wie der Kolophoniumboden …
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Um Glas herzustellen, muss Sand geschmolzen werden. Sie sind wahrscheinlich an einem sonnigen Tag über heißen Sand gelaufen und vermuten, dass dieser dafür auf sehr hohe Temperaturen erhitzt werden muss. Ein Eiswürfel schmilzt bei einer Temperatur von etwa 0 °C. Sand beginnt bei einer Temperatur von mindestens 1710 °C zu schmelzen, was fast siebenmal höher ist als die maximale Temperatur unseres üblichen Ofens.
Das Erhitzen einer Substanz auf eine solche Temperatur erfordert viel Energie und damit Geld. Aus diesem Grund fügen Glasmacher dem Sand bei der Herstellung von Glas für den täglichen Bedarf eine Substanz hinzu, die dazu beiträgt, dass der Sand bei niedrigeren Temperaturen - etwa 815 °C - schmilzt. Bei dieser Substanz handelt es sich normalerweise um Soda.
Wenn Sie jedoch beim Schmelzen nur eine Mischung aus Sand und Soda verwenden, können Sie eine erstaunliche Glasart erhalten – Glas, das sich in Wasser auflöst (ehrlich gesagt, nicht die beste Wahl für Gläser).

Das Glas, das üblicherweise zur Herstellung von Fenstern, Spiegeln, Gläsern, Flaschen und Glühbirnen verwendet wird, wird Kalknatronsilikatglas genannt. Dieses Glas ist sehr langlebig und lässt sich im geschmolzenen Zustand leicht in die gewünschte Form bringen. Dieses Gemisch (Experten nennen es „Mischung“) enthält neben Sand, Soda und Kalkstein etwas Magnesiumoxid, Aluminiumoxid, Borsäure sowie Stoffe, die die Bildung von Luftblasen in diesem Gemisch verhindern.

Alle diese Zutaten werden kombiniert und die Mischung in einen riesigen Ofen gegeben (der größte dieser Öfen kann fast 1.110.000 kg flüssiges Glas fassen).

Die hohe Hitze des Ofens erhitzt die Mischung, bis sie zu schmelzen beginnt und sich von einem Feststoff in eine viskose Flüssigkeit verwandelt. Flüssiges Glas wird so lange bei hohen Temperaturen erhitzt, bis alle Blasen und Adern darin verschwinden, denn das daraus hergestellte Ding muss absolut transparent sein. Wenn die Glasmasse homogen und sauber ist, reduzieren Sie die Hitze und warten Sie, bis sich das Glas in eine zähflüssige Masse verwandelt – wie heiße Iris. Anschließend wird das Glas aus dem Ofen in eine Gießmaschine gegossen, wo es in Formen gegossen und geformt wird.
Bei der Herstellung von Hohlkörpern wie Flaschen muss das Glas jedoch wie ein Ballon aufgeblasen werden. Früher war das Glasblasen auf Jahrmärkten und auf Jahrmärkten zu sehen, heute wird dieser Vorgang oft im Fernsehen gezeigt. Sie haben wahrscheinlich schon gesehen, wie Glasbläser heißes Glas am Ende einer Röhre blasen, um erstaunliche Formen zu schaffen. Glas kann aber auch maschinell geblasen werden. Das Grundprinzip des Glasblasens besteht darin, in einen Glastropfen zu blasen, bis sich in der Mitte eine Luftblase bildet, die im fertigen Stück zu einem Hohlraum wird.

Nachdem das Glas die gewünschte Form erhalten hat, droht ihm eine neue Gefahr: Beim Abkühlen auf Raumtemperatur kann es reißen. Um dies zu vermeiden, versuchen Handwerker, den Abkühlungsprozess zu kontrollieren, indem sie das gehärtete Glas einer Wärmebehandlung unterziehen. Im letzten Bearbeitungsschritt werden überschüssige Glaströpfchen von den Griffen von Tassen oder Poliertellern mithilfe spezieller Chemikalien entfernt, um diese perfekt zu glätten.

Wissenschaftler diskutieren immer noch darüber, ob Glas als Feststoff oder als sehr viskose (sirupartige) Flüssigkeit betrachtet werden sollte. Da das Glas in den Fenstern älterer Häuser unten dicker und oben dünner ist, behaupten manche, dass das Glas mit der Zeit tropft. Man kann jedoch argumentieren, dass Fenstergläser früher nicht perfekt gerade gemacht wurden und man sie einfach mit der dickeren Kante nach unten in die Rahmen einsetzte. Selbst Glaswaren aus der Zeit des antiken Roms weisen keine Anzeichen von „Fließfähigkeit“ auf. Das Beispiel von altem Fensterglas hilft also nicht bei der Klärung der Frage, ob es sich bei Glas tatsächlich um eine hochviskose Flüssigkeit handelt.

Zusammensetzung (Rohstoffe) für die Glasherstellung zu Hause:
Quarzsand;
Soda;
Thalamit;
Kalkstein;
Nephelin-Syenit;
Natriumsulfat.

Wie Glas zu Hause hergestellt wird (Produktionsprozess)

Typischerweise werden als Zutaten Altglas (Glasscherben) sowie die oben genannten Komponenten verwendet.

1) Die Bestandteile des zukünftigen Glases gelangen in den Ofen, wo alles bei einer Temperatur von 1500 Grad schmilzt und eine homogene flüssige Masse bildet.

2) Flüssiges Glas gelangt in einen Homogenisator (eine Vorrichtung zur Herstellung stabiler Mischungen), wo es zu einer Masse mit gleichmäßiger Temperatur vermischt wird.

3) Die heiße Masse lässt man mehrere Stunden ruhen.

So entsteht Glas!