История стекла. От стеклянного оружия до стекол иллюминаторов космических кораблей

Одно из самых важных его преимуществ – практически неограниченный срок службы. Это обеспечивается за счёт того, что основным материалом изготовления является стекло, которое не подвержено старению. Благодаря этому физикомеханические свойства пеностекла остаются неизменными практически неограниченное время

Производство

В настоящее время основной технологией производства пеностекла является т. н. «порошковая»: тонкоизмельчённое силикатное стекло (частицы 2—10 мкм) смешивается с газообразователем (обычно – углеродом), получившаяся однородная механическая смесь (шихта) в формах, либо на конвейерной ленте поступает в специальную туннельную печь. В результате нагрева до 800–900 °C частицы стекла размягчаются до вязко-жидкого состояния, а углерод окисляется с образованием газообразных CO₂ и CO, которые и вспенивают стекломассу. Механизм реакции газо– и пенообразования достаточно сложен и не ограничивается только реакцией окисления углерода кислородом воздуха, более важную роль играют окислительно-восстановительные процессы взаимодействия углерода с компонентами размягчённого стекла. Применяют с этой целью отходы обычного стекла или легко спекающиеся горные породы с повышенным содержанием щелочей – трахит, сиенит, нефелин, обсидиан, вулканический туф. В качестве газообразователей применяют каменноугольный кокс, антрацит, известняк, мрамор. Углеродсодержащие газообразователи создают в пеностекле замкнутые поры, а карбонаты – сообщающиеся. Не следует путать пеностекло с продуктами вспенивания водных растворов растворимого стекла. Вспенивание т. н. «жидкого стекла» происходит при температурах около 100–200 °C в результате бурного удаления воды из становящегося вязким раствора. Продукт вспенивания растворимого стекла абсолютно не стоек к действию даже холодной воды, в отличие от пеностекла, химическая стойкость которого сопоставима с исходным листовым или тарным стеклом.

Пеностекло используется главным образом в качестве универсального теплоизолятора: в строительном комплексе; жилищно-коммунальном комплексе; в сельском хозяйстве; энергетике; машиностроении; химической и нефтехимической отраслях; пищевом; бумажном; фармацевтическом и других производствах.

Посуда из стекла

Для создания смеси для производства посуды используют основные сырьевые материалы и вспомогательные. Первые образуют стеклянную основу. К ним относятся: кремнезем оксид цинка или алюминия, борный ангидрид, известняк, доломит, сода, сульфат натрия, витерит, глет и свинцовый сурик. Второй тип сырья помогает придать изделию высокие технические характеристики и желаемый цвет, оттенок, форму. Для этого активно используются ускорители варки стекломассы, ее осветлители, красители, окислители, обесцветиватели, восстановители и глушители.

– Красители при варке стеклянной основы придают ей желаемый цвет. Они подразделяются на коллоидно-дисперионные: химические соединения сурьмы, селена, меди, серебра или золота и молекулярные: оксиды легких и тяжелых металлов.

– Обесцвечивающие добавки удаляют или снижают активность красителей стекломасс. В их качестве применяется хлористый натрий, селитра, оксиды сурьмы и другие химические соединения.

– Глушители придают стекломассе непрозрачность и окрашивают изделия в белый цвет. Для этого в основу добавляются химические соединения сурьмы и олова, фосфорно-кислые или фтористые компоненты.

– Восстановитель и окислитель материалов необходим при варке цветной стеклянной основы. Обычно это винный камень, углерод, двухлористое олово, натриевая или калиевая селитра.

– Ускорители варки стекломассы сокращают время на производство стеклянной посуды и сувениров. Для этого используют алюминиевые соли, борный ангидрид или фтористые вещества.

После определения количества необходимых компонентов для приготовления стеклосмеси – шихты и ее непосредственного смешивания начинается процесс варки массы. Часто для увеличения выхода продукции и сокращения временных и материальных затрат заводами-производителями в шихту добавляется до 30 % стекольного боя, оставшегося от предыдущего производства изделий, имеющих аналогичный состав.

Стекловаренные печи способны переплавить смесь в качественную стекломассу и остается только перейти к следующему этапу производства стеклянной посуды.

Производство

Выработка посуды для повседневного использования может производиться четырьмя основными способами. Все они отличаются по технологии, трудозатратам и качеству готовых изделий.

Под давлением нагнетаемого в трубку воздуха стеклянная масса расширяется, превращаясь в толстостенный пузырь

Выдувание