مواد لازم برای تولید شیشه شیشه - چیست و چگونه تولید می شود؟ خواص شیشه. روش ساخت شیشه با استفاده از برشته کن

چه چیزهایی در مورد شیشه سازی شناخته شده است؟

از تاریخ مشخص است که شیشه‌سازی فرآیندی بسیار قدیمی است. چگونه انجام می شود؟ بازه زمانی تقریباً به دوره قبل از 2500 قبل از میلاد باز می گردد. پیش از این، چنین شغل کمیاب و ارزشمند اکنون با تولید گسترده این ماده جایگزین شده است.

محصولات شیشه ای در همه جا یافت می شود. آنها به عنوان ظروف، عناصر خانگی و تزئینی، عایق، الیاف تقویت کننده و موارد دیگر استفاده می شوند. شیشه ها فقط در مواد تشکیل دهنده ای که برای ساخت استفاده می شوند متفاوت هستند. اما خود فرآیند تقریباً یکسان است.

مواد اولیه مورد نیاز شما:

1. عنصر اصلی ماسه کوارتز (دی اکسید سیلیکون) است.
2. کربنات سدیم یا سودا؛
3. اکسید کلسیم، همچنین به عنوان آهک شناخته می شود.
4. کوره برای ذوب شیشه؛
5. سایر نمک ها و اکسیدهایی که می توانند به صورت جداگانه مورد استفاده قرار گیرند (اکسیدهای آلومینیوم، آهن، منیزیم، سرب و نمک های کلسیم یا سدیم).
6. لباس های محافظ؛
7. گریل؛
8. زغال چوبی؛
9. قالب و سایر عناصر برای شکل دادن؛
10. بوته نسوز

روش های ساخت شیشه با استفاده از کوره

اولین راه برای لحیم کاری شیشه در خانه استفاده از اجاق گاز است.

خرید ماسه کوارتز:

• این ماده اساس تولید شیشه است. شیشه ای که حاوی ناخالصی های آهن نیست، مزایای خود را دارد - سبک است. در مورد شیشه ای که در آن وجود دارد نمی توان همین را گفت. بوی سبز خواهد داد.
• استفاده از ماسک قبل از شروع کار بسیار مهم است. ماسه کوارتز ریزدانه است و به راحتی وارد حفره بینی و بیشتر وارد ریه ها می شود. این به نوبه خود گلوی شما را تحریک می کند.
• شما می توانید به راحتی ماسه کوارتز را در یک فروشگاه اینترنتی تخصصی خریداری کنید. هزینه آن کم است.

مهم! هزینه مقدار تقریبی مورد نیاز حدود 20 دلار خواهد بود. ه- در آینده می توانید تا یک تن از آن را خریداری کنید که هزینه تقریبی آن 100 تومان خواهد بود. ه) این در صورتی است که قصد دارید در مقیاس صنعتی کار کنید.

• این اتفاق می افتد که یافتن شن و ماسه با کیفیت بالا چندان آسان نیست و حاوی ناخالصی های بیشتری است. ناراحت نباش در این صورت دی اکسید منگنز به کمک خواهد آمد. باید در مقادیر کم اضافه شود. اگر ایده شما شیشه ای با رنگ مایل به سبز است، اصلاً نیازی به انجام کاری ندارید. همه چیز را همانطور که هست رها کن.

افزودن کربنات کلسیم و اکسید:

• در این صورت کربنات باعث کاهش دمای تولید شیشه های صنعتی می شود. در عین حال با مشارکت آب باعث خوردگی شیشه می شود. برای جلوگیری از این امر، لازم است که آهک یا اکسید کلسیم را به شیشه اضافه کنید.
• برای مقاومت شیشه از اکسیدهای منیزیم یا آلومینیوم استفاده می شود. به عنوان یک قاعده، این اجزاء درصد زیادی از ترکیب شیشه را اشغال نمی کنند. این رقم تقریباً 26-30 درصد است.

افزودن سایر عناصر شیمیایی:

• این روش برای ساخت شیشه های تزئینی در منزل نیازمند استفاده از اکسید سرب است. به کریستال درخشندگی می دهد، سختی کم آن، برش آن را آسان می کند و دمای پایین تشکیل مذاب را به آن می دهد.
• اکسید لانتانیم را می توان در عدسی های عینک یافت. خاصیت انکساری دارد.
• در مورد کریستال سرب، می تواند تا 33 درصد اکسید سرب داشته باشد.

مهم! هر چه سرب بیشتر باشد، مهارت بیشتری برای شکل دادن به شیشه مذاب مورد نیاز است. بر این اساس، بسیاری از دمنده های شیشه مقدار کمتری را ترجیح می دهند.

• ناخالصی های آهن در شیشه کوارتز به آن رنگ سبز می دهد. در این حالت، اکسید آهن برای افزایش رنگ سبز اضافه می شود. این در مورد اکسید مس نیز صدق می کند.
• رنگ های زرد، کهربایی و حتی سیاه را می توان با استفاده از ترکیب گوگردی به دست آورد. همه چیز به مقدار کربن یا آهن اضافه شده به شارژ شیشه بستگی دارد.

مراحل اصلی تولید شیشه:

• مخلوط را در یک بوته مقاوم در برابر حرارت قرار دهید. دومی باید تا حد امکان نسبت به دمایی که در فر خواهد بود مقاوم باشد. می تواند از 1500 تا 2500 درجه متغیر باشد. بستگی به مواد افزودنی دارد.

مهم! همچنین یک نیاز مهم برای بوته وجود دارد - باید به گونه ای باشد که بتوان آن را به راحتی با انبر فلزی ثابت کرد.

• مخلوط را ذوب کنید تا به غلظت مایع برسد. برای شیشه سیلیکات صنعتی، این کار را می توان در یک کوره گاز گرم انجام داد.

مهم! کوره های برقی، صدا خفه کن و دیگ نیز وجود دارد. آنها می توانند از شیشه مخصوص ساخته شوند. لطفا توجه داشته باشید که کوارتز و ماسه که حاوی ناخالصی اضافی نیستند، زمانی که دمای فر 2500 درجه سانتیگراد باشد به حالت شیشه ای تبدیل می شوند. اگر کربنات سدیم را به محتویات اضافه کنید، این نوشابه معمولی است، دما به 1500 درجه کاهش می یابد.

• قوام لیوان را با دقت کنترل کنید. مهم است که تمام حباب ها را به موقع از آن جدا کنید. این را می توان با هم زدن مرتب تا زمانی که قوام یکنواخت شود به دست آورد. همچنین لازم است یکی از عناصر را اضافه کنید - کلرید سدیم، سولفات سدیم یا اکسید آنتیموان.
• لیوان را شکل دهید. برای این کار از یکی از روش های زیر استفاده کنید.
• ساده ترین کار این است که لیوان ذوب شده را در قالب بریزید و صبر کنید تا خنک شود. با استفاده از این روش، لنزهای نوری زیادی ایجاد می شود. قبلاً مصریان از این روش استفاده می کردند.
• شیشه مذاب تمام شده را در حمامی حاوی قلع مذاب قرار دهید. دومی به عنوان یک بستر عمل می کند. در مرحله بعد، باید آن را با نیتروژن فشرده باد کنید تا شکل یا جلا داده شود. راه دیگر این است که مقدار مورد نیاز شیشه را در انتهای یک لوله توخالی جمع کنید و با چرخاندن لوله، آن را باد کنید.

مهم! شیشه های ساخته شده با این روش را شیشه فلوت می نامند. این همان چیزی است که آنها از اوایل دهه 1950 تولید می کردند.

• بگذارید لیوان خنک شود. مهم است که آن را در جایی قرار دهید که آسیبی به آن وارد نشود، در اثر آب، گرد و غبار یا مثلاً برگ ها خراب نشود. به خاطر داشته باشید که اگر با اجسام سرد تماس پیدا کند ترک می خورد.
• مرحله آخر این روش ساخت شیشه در خانه، آنیل کردن شیشه خواهد بود. این روش عملیات حرارتی به مواد استحکام می بخشد. هنگام استفاده از آن، تمام منابع نقطه ای استرسی که ممکن است در طول فرآیند خنک سازی شیشه با آن مواجه شوند، حذف خواهند شد.

مهم! پس از اتمام این کار می توان برای افزایش دوام و استحکام، پوشش های اضافی روی شیشه اعمال کرد. قابل لمینت نیز می باشد.

1. شیشه بدون آنیل استحکام کمتری دارد.
2. در مورد درجه حرارت برای اتمام کار، بستگی به ترکیب دقیق شیشه دارد - از 400 تا 550 درجه سانتیگراد.
3. سرعت خنک شدن شیشه به اندازه آن بستگی دارد. اقلام شیشه ای بزرگ باید به آرامی خنک شوند. همه چیز با موارد کوچکتر سریعتر پیش می رود.

روش ساخت شیشه با استفاده از برشته کن

روش دوم برای ساخت شیشه در خانه با ذغالی است. بیایید در این مورد نیز همه چیز را مرحله به مرحله بررسی کنیم.

تجهیزات برای کار

ابتدا باید یک اجاق گاز درست کنید. کباب پز برای این کار عالی است. مهم است که با زغال گرم شود. در این حالت، حرارت تولید شده توسط زغال سنگ هنگام سوزاندن برای ذوب شن کوارتز به شیشه استفاده می شود. باز هم، هزینه این ماده خیلی بالا نیست. آنها به طور گسترده در دسترس هستند.

مهم! از یک گریل اندازه استاندارد استفاده کنید. اگر به صورت گنبدی بود بهتر بود. اصلی ترین ویژگی هایی که باید داشته باشد وجود دیوارهای ضخیم و استحکام خوب است. اگر کباب پز شما یک دریچه دارد، معمولاً در پایین، باید باز شود.

با این حال، ممکن است برخی از موانع جزئی در این روش وجود داشته باشد. حتی اگر اعداد دمای بسیار بالا وجود داشته باشد، همیشه نمی توان آن را به راحتی ذوب کرد. برای انجام این کار، قبل از شروع فرآیند، باید آهک، بوراکس یا جوش شیرین را به ماسه اضافه کنید. مقدار افزودنی ها نباید از ⅓-¼ حجم ماسه تجاوز کند.

مهم! به یاد داشته باشید که این مواد افزودنی به طور قابل توجهی نقطه ذوب ماسه را کاهش می دهند.

شیشه فرمت

برای دمیدن شیشه، یک لوله فلزی توخالی و بلند آماده کنید. برای ریختن لیوان به قالب نیاز دارید. باید متراکم باشد و نباید از لیوان داغ آب شود. برای مثال از گرافیت استفاده کنید.

مهم! هنگام استفاده از این روش، به یاد داشته باشید که گریل بسیار بیشتر از حد معمول گرم می شود. ممکن است که خود گریل ذوب شود. بنابراین، هنگام ساخت شیشه با استفاده از این روش، باید تمام اقدامات را با دقت و مسئولیت پذیری انجام دهید. سهل انگاری می تواند منجر به آسیب جدی یا حتی مرگ شود.

تمهیدات امنیتی:

1. مقدار زیادی ماسه و یک کپسول آتش نشانی را در نزدیکی محل کار قرار دهید.
2. تمام کارها باید در فضای باز انجام شود.
3. به عنوان مثال، کف باید بتنی باشد.
4. هنگام پختن لیوان، از گریل دوری کنید تا از خود و لباس هایتان در برابر دمای بالا محافظت کنید.
5. پوشیدن لباس محافظ را فراموش نکنید. این شامل لباس های مقاوم در برابر آتش، دستکش های فر، پیش بند با استحکام بالا روی لباس و همیشه ماسک جوشکاری است.
6. همچنین در این روش به یک جاروبرقی نیاز خواهید داشت. به عنوان یک دمنده زغال سنگ عمل خواهد کرد. ما آن را به صورت زیر قرار می دهیم: بدن را در فاصله کافی قرار می دهیم. ما شیلنگ را به سوراخ تهویه که در زیر قرار دارد ثابت می کنیم. ممکن است برای به دست آوردن شکل مورد نظر نیاز به خم شدن داشته باشد. می توانید آن را به یکی از پایه های گریل ثابت کنید. شیلنگ باید محکم بسته شود و حرکت نکند.

مهم! اگر برعکس این اتفاق افتاد، تحت هیچ شرایطی به آن نزدیک نشوید، زیرا بسیار گرم است. در مرحله بعد، باید جاروبرقی را خاموش کنید و به موقعیت شلنگ نگاه کنید. باید دقیقاً به سمت سوراخ تهویه هدف قرار گیرد.

رویه عملیاتی:

• زغال چوب را در داخل گریل قرار دهید. لازم است دو یا حتی سه برابر بیشتر از گوشت بریان شود. اگر تقریبا تا لبه پر شود خوب است.

مهم! از زغال چوب سخت استفاده کنید. سریعتر و بهتر از بریکت می سوزد.

• یک ظرف چدنی یا بوته با ماسه در وسط کاسه قرار دهید.
• بسته بندی زغالی که استفاده می کنید را به دقت بررسی کنید. آن را به شیوه ای مناسب روشن کنید. زغال سنگی وجود دارد که مستقیماً خود را روشن می کند و ماده ای وجود دارد که برای آن از مایع سبک تری استفاده می شود. صبر کنید تا شعله به طور یکنواخت پخش شود.
• صبر کنید تا زغال سنگ برای کار بیشتر آماده شود. آمادگی زغال سنگ را می توان با رنگ تعیین کرد. آنها نارنجی خواهند بود.
• قدم بعدی روشن کردن جاروبرقی است. این برای اطمینان از دمیدن زغال سنگ ضروری است.

مهم! زغال سنگ در معرض جریان هوا می تواند به دمای بسیار بالایی برسد. تا حدود 1100 درجه سانتیگراد. این باید در نزدیکی اجاق گاز در نظر گرفته شود. ممکن است جرقه های بلند شونده از آن ظاهر شود.

شیشه از چه چیزی ساخته شده است؟

1. بهتر است آن را از فروشگاه خریداری کنید و نگران آن نباشید.
2. شیشه از چه چیزی ساخته شده است؟

   به طور متناقض، GLASS یک مایع در حالت یخ زده است.
   جزء اصلی شیشه که در بیشترین مقدار (60 تا 70 درصد حجم) در آن گنجانده شده و خواص معمولی آن را تعیین می کند، SILICA SiO2 (ماسه، کوارتز، ماسه سنگ ریزدانه) است.
   سیلیس در ترکیب شیشه، به عنوان مثال، ماسه کوارتز وارد می شود.
   در شیشه‌سازی فقط از تمیزترین گونه‌های ماسه کوارتز استفاده می‌شود که در آن مقدار کل ناخالصی‌ها (ناخالصی‌های خاک رس، آهک، میکا) از 2 تا 3 درصد تجاوز نمی‌کند.
   مخصوصاً وجود آهن نامطلوب است که وقتی در ماسه حتی به مقدار کم یافت می شود، شیشه را به رنگ سبز ناخوشایندی در می آورد.

   شیشه را می توان به تنهایی از شن و بدون افزودن مواد دیگری به آن جوش داد، اما برای این کار دمای بسیار بالایی (بیش از 1700 درجه سانتیگراد) لازم است.
   کوره های مدرن مرسوم ساخته شده از آجرهای نسوز رسی که از سوخت جامد، مایع یا گاز استفاده می کنند، برای این کار مناسب نیستند: شما باید به کوره های الکتریکی متوسل شوید که کارکرد آنها بسیار گران است.
   بنابراین برای کاهش نقطه ذوب شن و ماسه از مواد افزودنی مختلفی استفاده می شود...

3. از شن و ماسه در دمای بالا و فشار معین ساخته می شود.
4. برای ساخت شیشه، صنعتگران: ماسه کوارتز (جزء اصلی) را می گیرند. اهک؛ جوش شیرین؛ نحوه ساخت شیشه ابتدا ماسه کوارتز، سودا و آهک در کوره مخصوص تا دمای 1700 درجه بالای صفر گرم می شوند. دانه های ماسه به یکدیگر متصل می شوند، سپس همگن می شوند (به یک ماده همگن تبدیل می شوند) و گاز خارج می شود. جرم را در قلع مذاب در دمای بالای 1000 درجه فرو می برند که به دلیل چگالی کمتر روی سطح شناور می شود. هر چه جرمی که به داخل حمام حلبی می رود نازک تر است، شیشه ای که بیرون می آید نازک تر می شود. ساخت شیشه نکته نهایی خنک شدن تدریجی است.

   جوش شیرین به کاهش 2 برابر نقطه ذوب کمک می کند. اگر آن را اضافه نکنید، ذوب کردن ماسه و بر این اساس، اتصال دانه های شن و ماسه به یکدیگر بسیار دشوار خواهد بود. آهک مورد نیاز است تا جرم بتواند در برابر آب مقاومت کند.

5. ماسه کوارتز، آهک و سودا
6. خوب، در واقع از ماسه کوارتز ساخته شده است
7. شیشه از ذوب مخلوطی از ماسه و سایر اجزای معدنی تولید می شود که بستگی به برند شیشه دارد. به عنوان مثال، شیشه کریستالی که برای ساخت ظروف شیشه ای تزئینی استفاده می شود، حاوی مقادیر قابل توجهی سرب است. هنگامی که ماسه کوارتز خالص ذوب می شود، شیشه کوارتز به دست می آید - در مذاب بسیار نسوز و چسبناک است، به طوری که به دلیل باقی مانده حباب های هوا در آن، حتی شفاف نمی شود. ضریب انبساط حرارتی کمی دارد - اگر آن را تا زمانی که قرمز شود گرم کنید و در آب قرار دهید، ترک نمی‌خورد. در ساخت ظروف شیشه ای آزمایشگاهی، عناصر گرمایش شیشه برای آزمایشگاه ها و صنعت و غیره استفاده می شود. برای به دست آوردن شیشه کوارتز نوری که نور ماوراء بنفش را منتقل می کند، کریستال سنگ ذوب می شود - این همان ماسه کوارتز، SiO2 خالص، اما درشت کریستالی است. ، که در طبیعت کمیاب است.

   به پاسخ واسیلچنکو. پیش از این، شیشه اورانیوم برای ساخت ظروف تزئینی ساخته شده بود - رنگ شگفت انگیز زرد مایل به سبز، محصولات حاصل از آن را می توان در مسکو در موزه کوسکوو مشاهده کرد. با کشف رادیواکتیو، تولید چنین شیشه ای متوقف شد.
   برای محافظت در برابر تشعشعات رادیواکتیو، از صفحه های ساخته شده از شیشه سربی استفاده می شود - حاوی سرب حتی بیشتر از شیشه کریستال تزئینی است و رنگ مایل به زرد دارد. لوله های تصویر برای نمایشگرها از همان شیشه ساخته شده اند تا از کاربر رایانه شخصی در برابر جریان الکترون های "تفنگ الکترونی" لوله تصویر محافظت کنند.

8. شیشه معمولی تقریباً 70٪ دی اکسید سیلیکون دارد که به همان شکل در کوارتز و به شکل پلی کریستالی آن یعنی ماسه یافت می شود. ترکیب شیشه ای

   سیلیس خالص (SiO2) دارای نقطه ذوب تقریباً 2000 درجه است و عمدتاً برای ساخت شیشه برای دستگاه های خاص استفاده می شود. به طور معمول، دو ماده دیگر به مخلوط اضافه می شود تا فرآیند تولید ساده شود. ابتدا کربنات سدیم (Na2CO3) یا کربنات پتاسیم است که نقطه ذوب مخلوط را تا 1000 درجه کاهش می دهد. با این حال، این اجزا به انحلال شیشه در آب کمک می کنند که بسیار نامطلوب است. بنابراین، یک جزء دیگر، آهک (اکسید کلسیم، CaO) به مخلوط اضافه می شود تا ترکیب نامحلول شود. این لیوان تقریباً 70 درصد سیلیس دارد و به آن شیشه سودا-آهک می گویند. سهم چنین شیشه ای در کل حجم تولید تقریباً 90٪ است.

   درست مانند آهک و کربنات سدیم، اجزای دیگری نیز به شیشه معمولی اضافه می‌شوند تا خواص فیزیکی آن را تغییر دهند. افزودن سرب به شیشه ضریب شکست نور را افزایش می دهد و براقیت را به طور محسوسی افزایش می دهد و افزودن بور به مخلوط باعث تغییر خواص حرارتی و الکتریکی شیشه می شود. اکسید توریم ضریب شکست بالا و پراکندگی پایین مورد نیاز برای تولید عدسی‌های باکیفیت را به شیشه داد، اما به دلیل رادیواکتیویته آن، در محصولات مدرن جایگزین اکسید لانتانیم شد. از افزودنی های آهن در شیشه برای جذب اشعه مادون قرمز (گرما) استفاده می شود.

   فلزات و اکسیدهای آنها به شیشه اضافه می شود تا رنگ آن تغییر کند. به عنوان مثال، منگنز در مقادیر کم به شیشه اضافه می شود تا رنگ سبزی پیدا کند، یا در غلظت های بالاتر رنگ آمیتیست. مانند منگنز، سلنیوم در مقادیر کم برای رنگ‌زدایی شیشه یا در غلظت‌های زیاد برای ایجاد رنگ قرمز استفاده می‌شود. غلظت های کم کبالت به شیشه رنگ مایل به آبی می دهد. اکسید مس نور فیروزه ای می دهد. نیکل، بسته به غلظت، می تواند به شیشه رنگ آبی، بنفش یا سیاه بدهد. بسته به ترکیب شیشه، رنگ آن می تواند تحت تأثیر گرما یا سرمایش قرار گیرد. #9679; ترکیب شیمیایی، ٪ :
   SiO2 - 72.2
   Al2O3 - 1.7
   CaO + MgO 12.0
   Na2O+K2O 13.7
   SO3 - 0.3
   Fe2O3 - 0.1

9. ساخته شده از ماسه کوارتز.
10. ساخته شده از سیلیکون با استفاده از الکترولیز.

شیشه باستانی ترین شیئی است که توسط بشر پیدا شده و امروزه نیز مورد استفاده قرار می گیرد. پیدا شد زیرا شخصی آن را خودش اختراع نکرده و برای اولین بار آن را ساخته است. به احتمال زیاد، اولین شیشه هزاران سال پیش از گدازه های آتشفشانی ظاهر شد. امروزه این ماده معمولاً ابسیدین نامیده می شود. شیشه چگونه ساخته می شود؟ برگردیم به زمانی که او هنوز وجود نداشت. به تدریج مردم از طبیعت اطراف آگاه شدند و متوجه شدند که وقتی نوشابه طبیعی با ماسه مخلوط شده و سپس حرارت داده می شود، یک ماده شفاف ظاهر می شود. این گونه بود که آنها از این نوع جدید مواد آگاه شدند. این فرآیند توسط پلینی، دایره المعارف یونان باستان توصیف شده است. از همان لحظه بود که تاریخچه استفاده از شیشه آغاز شد که در زندگی امروز ما کاملاً ضروری شده است. پس از همه، در حال حاضر آن را در همه جا استفاده می شود.

با این حال، نظریه دیگری در مورد چگونگی ساخت شیشه، یا به طور دقیق تر، نحوه ساخت آن قبلا وجود دارد. برخی از دانشمندان به این نتیجه رسیدند که این ماده شیشه ای به عنوان یک محصول جانبی از ذوب یا برشته کردن مس کشف شده است.در زندگی انسان، این محصول واقعاً نقش برجسته ای داشت. به سختی می توان اهمیت آن را دست بالا گرفت. تولید شیشه ورق با اکتشافاتی مانند ساختن آتش و اختراع چرخ قابل مقایسه است. در زمان مصر باستان، ساختن انواع جواهرات از آن مرسوم بود. بعداً یاد گرفتند که از آن ظرف هایی برای مایعات بسازند. از قرن سیزدهم افزایش شدیدی در میزان تولید شیشه وجود داشت. ونیز مرکز تولید آن شد. استادان از فناوری ایجاد شیشه شرقی آگاه شدند و پس از آن شروع به توسعه و بهبود آن کردند. شفافیت شیشه به لطف افزودن ناخالصی های مختلف به آن امکان پذیر شد. استادان شروع به ساختن ظروف مختلف از آن کردند که بسیار نازک و ظریف بودند. در آن روزها، محصولات شیشه ای بیشتر به عنوان اقلام لوکس و تزئینی عمل می کردند.

اگر هنوز هم این سوال که شیشه چگونه ساخته می شود برای شما جالب است، می توانید در مورد چگونگی یافتن زمینه های کاربردی جدیدتر و بیشتر صحبت کنید. تکنولوژی تولید آن بهبود یافته است. یک آینه اختراع شد، این کار با استفاده از آمالگام به یک طرف انجام شد. استفاده از شیشه در ساخت و ساز نیز آغاز شد. معمولاً در ساختن کاخ ها و معابد استفاده می شد. و بعد از اینکه صنعتگران نحوه ساخت رنگی آن را یاد گرفتند، شروع به تزئین پنجره ها با آن کردند و پنجره های رنگی زیبا ساختند. و در حال حاضر شیشه به طور گسترده ای برای ذوب استفاده می شود. و با گذشت زمان، شیشه شروع به استفاده در علم کرد. به لطف کشف توانایی آن در تمرکز و پراکندگی نور، عدسی های مختلفی ایجاد شد، تلسکوپ ها و میکروسکوپ ها ساخته شدند. این اکتشافات به گامی عظیم در توسعه علوم طبیعی - پزشکی، زیست شناسی، نجوم، فیزیک و غیره تبدیل شد. هیچ فعالیتی در هیچ زمینه علمی بدون شیشه امکان پذیر نیست.

شیشه چگونه ساخته می شود؟ مثل یک بار قبل، ساخته شده از شن و ماسه. ماسه در هسته خود حاوی کوارتز است که در اینجا به شکل کریستال ارائه شده است. وقتی گرم می شود ذوب می شود. اگر آن را به سرعت سرد کنید، مواد معدنی زمان برای بلور شدن ندارند و شفاف می شوند. برای دادن هر رنگی به محصول، اکسیدهای فلزات مختلف به آن اضافه می شود. برای اینکه شیشه حداکثر شفافیت داشته باشد، ماسه را تمیز می کنند تا تقریباً فقط کوارتز داشته باشد.

در حال حاضر راه های زیادی برای به دست آوردن محصولی با خواص مختلف وجود دارد: تقویت شده، سخت شده، آینه ای، زره پوش. پایه هنوز ماسه ساده است که پردازش می شود. مهم است که بگوییم هنوز شن و ماسه کافی در این سیاره وجود دارد، بنابراین شیشه به زودی از کار ما خارج نخواهد شد.

امروز ما در مورد چگونگی ساخت شیشه در خانه با دستان خود صحبت خواهیم کرد. ما همچنین روش ها و فناوری هایی را برای تولید مستقل شیشه و محصولات شیشه ای، یعنی کوره ها، دستگاه ها و ابزارهای ذوب شیشه در نظر خواهیم گرفت.

در کارخانه ها و آزمایشگاه های شیمیایی، شیشه از یک شارژ تولید می شود - یک مخلوط خشک کاملا مخلوط از نمک های پودری، اکسیدها و سایر ترکیبات. هنگامی که در کوره ها تا دمای بسیار بالا (اغلب بالای 1500 درجه سانتیگراد) گرم می شوند، نمک ها به اکسیدهایی تجزیه می شوند که در اثر متقابل با یکدیگر، سیلیکات ها، بورات ها، فسفات ها و سایر ترکیباتی را تشکیل می دهند که در دماهای بالا پایدار هستند. آنها با هم شیشه را می سازند.

شیشه هایی به اصطلاح ذوبی تهیه می کنیم که برای آن ها کوره الکتریکی آزمایشگاهی با دمای حرارت دهی تا 1000 درجه سانتی گراد کافی است. همچنین به بوته ها، انبرهای بوته (برای اینکه نسوزند) و یک صفحه مسطح کوچک، فولاد یا چدن نیاز دارید. ابتدا شیشه را جوش می دهیم و سپس کاربرد آن را پیدا می کنیم.

10 گرم تترابورات سدیم (بوراکس)، 20 گرم اکسید سرب و 1.5 گرم اکسید کبالت را با یک کاردک روی یک ورق کاغذ با الک الک کنید. این دسته ماست آن را در یک بوته کوچک بریزید و با کاردک آن را فشرده کنید تا یک مخروط به دست بیاید که قسمت بالایی آن در مرکز بوته قرار دارد. شارژ فشرده نباید بیش از سه چهارم حجم بوته را اشغال کند، در این صورت شیشه نمی ریزد.

با استفاده از انبر، بوته را در یک کوره الکتریکی (کوره یا صدا خفه کن) که تا دمای 800-900 درجه سانتیگراد گرم شده است، قرار دهید و صبر کنید تا شارژ ذوب شود. این با انتشار حباب ها قضاوت می شود: به محض اینکه متوقف شد، لیوان آماده است. بوته را با انبر از کوره خارج کرده و بلافاصله شیشه مذاب را روی صفحه تمیز فولادی یا چدنی بریزید. با خنک شدن روی اجاق، شیشه یک شمش آبی-بنفش را تشکیل می دهد.

برای به دست آوردن لیوان هایی با رنگ های دیگر، اکسید کبالت را با اکسیدهای رنگی دیگر جایگزین کنید. اکسید آهن (III) (1-1.5 گرم) شیشه را قهوه ای رنگ می کند، اکسید مس (II) (0.5-1 گرم) - سبز، مخلوطی از 0.3 گرم اکسید مس با 1 گرم اکسید کبالت و 1 گرم آهن ( III) اکسید - سیاه. اگر فقط اسید بوریک و اکسید سرب مصرف کنید، شیشه بی رنگ و شفاف می ماند. خود را با سایر اکسیدها، به عنوان مثال، کروم، منگنز، نیکل، قلع آزمایش کنید.

لیوان را با یک هاون در هاون چینی آسیاب کنید، برای جلوگیری از آسیب دیدن قطعات، حتما دست خود را در حوله بپیچید و روی هاون و هاون را با پارچه تمیز بپوشانید.

پودر شیشه ریز را روی لیوان غلیظ بریزید و کمی آب اضافه کنید و با یک لیوان یا دیسک چینی دسته دار آنقدر آسیاب کنید تا کرم رنگ شود. به جای زنگ، می توانید یک ملات ته تخت کوچک یا یک قطعه گرانیت صیقلی بردارید - این کاری است که استادان قدیمی هنگام آسیاب کردن رنگ ها انجام می دادند. جرم حاصله را لغزش می گویند. ما آن را به همان روشی که هنگام ساخت جواهرات انجام می دهند، روی سطح آلومینیوم اعمال می کنیم.

سطح آلومینیوم را با کاغذ سنباده تمیز کنید و با جوشاندن در محلول سودا چربی زدایی کنید. روی یک سطح تمیز، طرح کلی طرح را با چاقوی جراحی یا سوزن بکشید. با استفاده از یک برس معمولی، سطح را با لغزش بپوشانید، آن را روی شعله خشک کنید و سپس آن را در همان شعله حرارت دهید تا شیشه به فلز ذوب شود. مینای دندان خواهید گرفت.

اگر نماد کوچک است، می توان آن را با یک لایه شیشه پوشاند و به طور کامل در شعله گرم کرد. اگر محصول بزرگتر است (مثلاً علامتی با کتیبه) ، باید آن را به بخش هایی تقسیم کنید و شیشه را یکی یکی روی آنها بمالید. برای اینکه رنگ مینای دندان شدیدتر شود، لیوان را دوباره بمالید. به این ترتیب می توانید علاوه بر تزئینات، پوشش های لعابی قابل اعتماد برای محافظت از قطعات آلومینیومی در انواع دستگاه ها و مدل ها را نیز به دست آورید. از آنجایی که در این مورد مینا بار اضافی را تحمل می کند، پس از چربی زدایی و شستشو، توصیه می شود سطح فلز را با یک فیلم اکسید متراکم بپوشانید. برای این کار کافی است قطعه را به مدت 5-10 دقیقه در فری با دمای کمتر از 600 درجه سانتیگراد نگه دارید.

البته، راحت تر است که لغزش را روی قسمت بزرگی نه با قلم مو، بلکه با یک بطری اسپری یا به سادگی با آبیاری اعمال کنید (اما لایه باید نازک باشد). قسمت را در فر با دمای 50-60 درجه سانتی گراد خشک کنید و سپس آن را به فر برقی گرم شده با دمای 700-800 درجه سانتی گراد منتقل کنید.

همچنین می توانید صفحات رنگ شده برای موزاییک کاری را از شیشه های قابل ذوب درست کنید. تکه‌های چینی شکسته (همیشه در فروشگاه‌های چینی به شما داده می‌شود) را با یک لایه نازک بپوشانید، در دمای اتاق یا در فر خشک کنید و لیوان را روی بشقاب‌ها ذوب کنید، و آنها را در فر برقی با درجه حرارت نگه دارید. کمتر از 700 درجه سانتیگراد نباشد.

با تسلط بر کار با شیشه، می توانید به همکاران خود در باشگاه زیست شناسی کمک کنید: آنها اغلب حیوانات عروسکی درست می کنند و حیوانات عروسکی به چشم هایی با رنگ های مختلف نیاز دارند ...

در یک صفحه فولادی به ضخامت حدود 1.5 سانتی متر، چندین فرورفتگی در اندازه های مختلف با کف مخروطی یا کروی دریل کنید. عینک های رنگی مختلف را مانند قبل با هم ترکیب کنید. احتمالاً گاما کافی است، اما برای تغییر شدت، مقدار ماده افزودنی رنگی را کمی افزایش یا کاهش دهید.

یک قطره کوچک از شیشه مذاب رنگی روشن را در فرورفتگی صفحه فولادی بریزید، سپس در شیشه عنبیه رنگ بریزید. قطره وارد توده اصلی می شود، اما با آن مخلوط نمی شود - به این ترتیب هم مردمک و هم عنبیه تکثیر می شوند. اقلام را به آرامی خنک کنید، از تغییرات ناگهانی دما جلوگیری کنید. برای انجام این کار، "چشم های" سخت شده اما هنوز داغ را با موچین گرم شده از قالب خارج کنید، آنها را در آزبست شل قرار دهید و تا دمای اتاق خنک کنید. .

البته از شیشه های همجوشی می توان در کاربردهای دیگر نیز استفاده کرد. اما آیا بهتر نیست خودتان به دنبال آنها بگردید؟

و برای تکمیل آزمایشات با شیشه با استفاده از همین کوره الکتریکی سعی می کنیم شیشه های معمولی را به شیشه های رنگی تبدیل کنیم. یک سوال طبیعی: آیا می توان عینک آفتابی را به این روش ساخت؟ ممکن است، اما بعید است که شما در اولین بار موفق شوید، زیرا این روند دمدمی مزاجی است و به مهارت هایی نیاز دارد. بنابراین، تنها پس از تمرین روی تکه های شیشه و اطمینان از اینکه نتیجه مطابق انتظارات شماست، عینک را بردارید.

رنگ پایه برای شیشه رزین خواهد بود. شما قبلاً خشک‌کن‌هایی را برای رنگ‌های روغنی از رزین‌ها، نمک‌های اسیدی که رزین را تشکیل می‌دهند، تهیه کرده‌اید. اجازه دهید دوباره به رزین‌ها روی آوریم، زیرا آنها می‌توانند یک لایه نازک و یکنواخت روی شیشه ایجاد کنند و به عنوان حامل مواد رنگ‌کننده عمل کنند.

تکه های کلوفون را در محلول سود سوزآور با غلظت حدود 20 درصد حل کنید و هم بزنید و به خاطر بسپارید، البته احتیاط کنید تا مایع به رنگ زرد تیره درآید. پس از فیلتر کردن، مقدار کمی محلول کلرید آهن FeCl3 یا سایر نمک آهن اضافه کنید. به خاطر داشته باشید که غلظت محلول باید کم باشد، نمک را نمی توان بیش از حد مصرف کرد - رسوب هیدروکسید آهن که در این مورد تشکیل می شود با ما تداخل خواهد داشت. اگر غلظت نمک کم باشد، یک رسوب قرمز از رزینات آهن تشکیل می شود - این جایی است که به آن نیاز است.

رسوب قرمز را فیلتر کنید و در هوا خشک کنید و سپس آن را حل کنید تا در بنزین خالص (نه بنزین خودرو، بلکه بنزین حلال) اشباع شود؛ حتی بهتر است هگزان یا اتر نفتی مصرف کنید. با استفاده از قلم مو یا اسپری لایه نازکی از شیشه را روی سطح رنگ کنید، بگذارید خشک شود و در فر گرم شده با دمای تقریبی 600 درجه سانتیگراد به مدت 5 تا 10 دقیقه قرار دهید.

اما رزین یک ماده آلی است و نمی تواند این دما را تحمل کند! درست است، اما این دقیقا همان چیزی است که شما نیاز دارید - بگذارید پایه ارگانیک بسوزد. سپس یک لایه نازک از اکسید آهن روی شیشه باقی می ماند که به خوبی به سطح می چسبد. و اگرچه اکسید به طور کلی مات است، اما در چنین لایه نازکی مقداری از پرتوهای نور را منتقل می کند، یعنی می تواند به عنوان یک فیلتر نور عمل کند.
شاید لایه محافظ نور برای شما خیلی تیره یا برعکس خیلی روشن به نظر برسد. در این مورد، شرایط آزمایشی را تغییر دهید - غلظت محلول رزین را کمی افزایش یا کاهش دهید، زمان پخت و دما را تغییر دهید. اگر از رنگی که شیشه رنگ شده راضی نیستید، کلرید آهن را با کلرید فلز دیگری جایگزین کنید، اما مطمئناً فلزی که اکسید آن رنگ روشن دارد، مثلاً کلرید مس یا کبالت.

و هنگامی که این فناوری به دقت روی قطعات شیشه توسعه داده شود، می توان بدون خطر زیاد عینک های معمولی را به عینک آفتابی تبدیل کرد. فقط به یاد داشته باشید که شیشه را از قاب خارج کنید - قاب پلاستیکی مانند پایه رزین در برابر حرارت در فر مقاومت نمی کند ...
.
برای ساخت شیشه، ماسه باید ذوب شود. احتمالاً در یک روز آفتابی روی شن‌های داغ راه رفته‌اید، بنابراین حدس می‌زنید که برای انجام این کار باید تا دمای بسیار بالا گرم شود. یک مکعب یخ در دمای حدود 0 درجه سانتیگراد ذوب می شود. ماسه در دمای حداقل 1710 درجه سانتیگراد شروع به ذوب شدن می کند، که تقریباً هفت برابر بیشتر از حداکثر دمای کوره معمولی ما است.
گرم کردن هر ماده تا چنین دمایی به انرژی زیادی و در نتیجه پول نیاز دارد. به همین دلیل، هنگام تولید شیشه برای نیازهای روزمره، شیشه‌سازان ماده‌ای را به ماسه اضافه می‌کنند که به ذوب شدن ماسه در دمای پایین‌تر - حدود 815 درجه سانتیگراد - کمک می‌کند. این ماده معمولاً خاکستر سودا است.
با این حال، اگر هنگام ذوب شدن فقط از مخلوطی از شن و خاکستر سودا استفاده کنید، می توانید نوع شگفت انگیزی از شیشه - شیشه ای که در آب حل می شود (راستش، بهترین انتخاب برای لیوان ها نیست) بدست آورید.

شیشه ای که معمولا برای ساخت پنجره ها، آینه ها، شیشه ها، بطری ها و لامپ ها استفاده می شود، شیشه سیلیکات سودا آهکی نامیده می شود. این شیشه بسیار بادوام است و در صورت ذوب شدن به راحتی به شکل دلخواه در می آید. علاوه بر ماسه، خاکستر سودا و سنگ آهک، این مخلوط (کارشناسان آن را "مخلوط" می نامند) حاوی مقداری اکسید منیزیم، اکسید آلومینیوم، اسید بوریک و همچنین موادی است که از تشکیل حباب های هوا در این مخلوط جلوگیری می کند.

همه این مواد با هم ترکیب می شوند و مخلوط در یک کوره غول پیکر قرار می گیرد (بزرگترین این کوره ها می تواند تقریباً 1110000 کیلوگرم شیشه مایع را در خود جای دهد).

حرارت زیاد فر مخلوط را تا زمانی که شروع به ذوب شدن کرده و از حالت جامد به مایع چسبناک تبدیل شود گرم می کند. شیشه مایع همچنان در دمای بالا گرم می شود تا زمانی که تمام حباب ها و رگه ها از آن ناپدید شوند، زیرا چیزی که از آن ساخته شده است باید کاملاً شفاف باشد. وقتی جرم شیشه یکدست و تمیز شد، حرارت را کم کنید و صبر کنید تا لیوان به یک توده چسبناک چسبناک - مانند عنبیه داغ تبدیل شود. سپس شیشه را از کوره در دستگاه ریخته گری ریخته و در قالب ریخته و شکل می دهد.
با این حال، هنگام تولید اشیاء توخالی مانند بطری، شیشه باید مانند یک بادکنک باد شود. پیش از این، دمیدن شیشه در نمایشگاه ها و کارناوال ها دیده می شد، اما اکنون این روند اغلب در تلویزیون نشان داده می شود. احتمالاً شما شیشه دمنده هایی را دیده اید که شیشه داغ را در انتهای لوله می دمند تا اشکال شگفت انگیزی ایجاد کنند. اما شیشه را می توان با استفاده از ماشین ها نیز دمید. اصل اساسی دمیدن شیشه این است که در یک قطره شیشه دمیده شود تا زمانی که یک حباب هوا در وسط آن ایجاد شود که به یک حفره در قطعه تمام شده تبدیل می شود.

پس از اینکه به شیشه شکل مورد نیاز داده شد، خطر جدیدی در انتظار آن است - وقتی تا دمای اتاق خنک شود می تواند ترک بخورد. برای جلوگیری از این امر، صنعتگران سعی می کنند با قرار دادن شیشه سخت شونده تحت عملیات حرارتی، فرآیند خنک کننده را کنترل کنند. آخرین مرحله پردازش، حذف قطرات شیشه اضافی از دسته فنجان ها یا صفحات پولیش با استفاده از مواد شیمیایی مخصوص است که آنها را کاملا صاف می کند.

دانشمندان هنوز در حال بحث هستند که آیا شیشه را باید جامد یا مایعی بسیار چسبناک (شبه شربت) در نظر گرفت. از آنجایی که شیشه های پنجره های خانه های قدیمی در پایین ضخیم تر و در بالا نازک تر است، برخی ادعا می کنند که شیشه به مرور زمان می چکد. با این حال، می توان استدلال کرد که قبلاً شیشه های پنجره کاملاً مستقیم ساخته نمی شدند و افراد به سادگی آنها را با لبه ضخیم تر به سمت پایین در قاب ها وارد می کردند. حتی ظروف شیشه ای از دوران روم باستان هیچ نشانه ای از "سیال بودن" را نشان نمی دهند. بنابراین، مثال شیشه پنجره قدیمی به حل این سوال کمک نمی کند که آیا شیشه واقعاً مایعی بسیار چسبناک است یا خیر.

ترکیب (مواد اولیه) برای ساخت شیشه در خانه:
شن کوارتز؛
خاکستر سودا؛
تالامیت;
سنگ آهک؛
نفلین سینیت؛
سولفات سدیم.

نحوه ساخت شیشه در خانه (فرایند تولید)

معمولاً از ضایعات شیشه (شیشه شکسته) به اضافه اجزای فوق به عنوان مواد تشکیل دهنده استفاده می شود.

1) عناصر تشکیل دهنده شیشه آینده وارد کوره می شوند، جایی که همه آن در دمای 1500 درجه ذوب می شود و یک توده مایع همگن تشکیل می دهد.

2) شیشه مایع وارد یک هموژنایزر (دستگاهی برای ایجاد مخلوط های پایدار) می شود و در آنجا به جرمی با دمای یکنواخت مخلوط می شود.

3) توده داغ به مدت چند ساعت ته نشین می شود.

شیشه اینگونه درست می شود!