Шкло - што такое і як вырабляецца? ўласцівасці шкла

Кожны з нас не раз сустракаў шкло. Што такое гэты далікатны і празрысты матэрыял, ведае любы школьнік. Мы кожны дзень бачым яго ў люстэрках, вокнах, у посудзе і элементах мэблі, але ці добра мы знаёмыя з ім? Як яно вырабляецца, што сабой уяўляе і якія ўласцівасці шкла?

Што значыць гэтае слова

Існуе нямала даведачных матэрыялаў, якія могуць дапамагчы ў гэтым пытанні. Якое ж значэнне слова "шкло" па адным з найбольш папулярных крыніц? Слоўнік Ожегова характарызуе гэта рэчыва як цвёрды матэрыял, які атрымліваецца з кварцавага пяску, змешанага з вокісламі некаторых металаў. Нават вызначэнне дае некаторае ўяўленне пра спосаб вытворчасці дадзенага матэрыялу. Але да гэтай тэмы мы пяройдзем пазней.

Напэўна ўсе прывыклі, што шкло - гэта празрысты матэрыял. Але зьвярніце ўвагу - слоўнік Ожегова не дае такога ўдакладнення. Шкло можа быць не толькі празрыстым, але таксама каляровым або матавым. А вось склад матэрыялу пры гэтым адрозніваецца неістотна.

З чаго робяць шкло

Стандартны склад шкла ўяўляе сабой сумесь чыстага кварцавага пяску, вапны і соды. Для змены уласцівасцяў матэрыялу могуць выкарыстоўвацца розныя дадаткі. Але ўсё-ткі асноўным складнікам кампанентам з'яўляецца менавіта чысты рачны пясок. Яго колькасць складае прыкладна 75% ад усёй сумесі. Сода дазваляе знізіць тэмпературу плаўлення пяску амаль у 2 разы. Вапна абараняе шкло ад уздзеяння большасці хімічных рэчываў, а таксама дадае трываласці і бляску.

Дадатковыя прымешкі:

• Марганец. Яго дадаюць у шкло для атрымання спецыфічнага зялёнага адцення. Для атрымання іншых кветак можа выкарыстоўвацца нікель або хром.
• Свінец надае шкле дадатковы бляск і характэрны звон. Матэрыял атрымліваецца больш халодным навобмацак. Шкло з прымешкай свінцу называецца крышталь.
• Аксід борнай кіслаты таксама надае матэрыялу дадатковы бляск і празрыстасць, пры гэтым паніжаючы каэфіцыент цеплавога пашырэння вырабаў.

Гісторыя вытворчасці шкла

Яшчэ 6000 гадоў таму людзі ўмелі ствараць гэты прыгожы і далікатны матэрыял. Вядома, яго знешні выгляд некалькі адрозніваўся ад сучаснага шкла, паколькі ў Старажытным Егіпце і Месапатаміі не было абсталявання для якаснай ачысткі пяску і іншых інструментаў. Тым не менш вытворчасць шкла пачалося менавіта там. Дзякуючы ўстойлівасці да ўздзеянняў навакольнага асяроддзя гэты матэрыял даў гісторыкам ўяўленне пра культуру і тэхнічных магчымасцях самых старажытных народаў.

У Расіі першы завод па вытворчасці шкла з'явіўся ў 1636 годзе. Ён быў размешчаны недалёка ад Масквы. Там ствараліся посуд і шыбы. Вялікае развіццё гэтая галіна прамысловасці атрымала пры Пятры I.

Толькі ў 1859 году вынаходніцтва помпы высокага ціску дазволіла ствараць шкло без удзелу шкловыдзімальнікаў. Гэта значна спрасціла вытворчасць. А ў пачатку 19 стагоддзя было выяўлена цікавае ўласцівасць матэрыялу - калі гатовы выраб разагрэць да пэўнай тэмпературы, механічныя ўласцівасці шкла падвысяцца на 400%.

сучаснае вытворчасць

Тэхналогіі ступілі далёка наперад, што дазволіла ствараць любыя матэрыялы ў велізарных колькасцях і з найменшымі выдаткамі чалавечых сіл. У цяперашні час існуе нямала заводаў, на якіх па стандартнай наладжанай тэхналогіі ствараецца шкло. Што такое сучасны матэрыял, які атрымліваецца з расплаўленага кварцитового пяску, даведаемся, азнаёміўшыся з тэхналогіяй. Як прыклад возьмем ліставай матэрыял.

Вытворчасць шкла па этапах:

1. Усе неабходныя інгрэдыенты загружаюць у печ і разаграваюць, пакуль не ўтворыцца вадкая аднастайная маса.
2. У спецыяльным гомогенизаторе гэты сплаў змешваюць да аднастайнага стану.
3. Атрыманую масу выліваюць у плоскую ёмістасць, на дне якой знаходзіцца расплаўленае волава. Там шкло размяркоўваецца, утвараючы раўнамерны тонкі пласт.
4. Астылы і зацвярдзелы матэрыял адпраўляецца на канвеер. Там праводзіцца кантроль таўшчыні шкла і нарэзка. Матэрыял, які не прайшоў праверку, а таксама бракаваныя дэталі адпраўляюцца на пераплаўку.
5. Вырабляецца апошняя праверка якасці, пасля чаго шкло паступае на склад гатовай прадукцыі.

віды шкла

У цяперашні час гэты матэрыял з'яўляецца адным з найбольш распаўсюджаных. Нядзіўна, што існуюць розныя тыпы шкла, адрозныя як па вонкавым выглядзе, так і па фізічных уласцівасцях. Вось некаторыя з іх:

1. Крыштальнае шкло. Гэта матэрыял, які змяшчае ў сваім складзе свінец. Пра яго мы казалі вышэй.
2. Кварцавае шкло. Змяшчае ў складзе найчысты пясок, дзякуючы чаму адрозніваецца высокай трываласцю. Здольна вытрымліваць скокі тэмпературы, таму выкарыстоўваецца для стварэння аптычных прыбораў, лабараторнага посуду i вокнаў.
3. Пенашкло. Лёгкі будаўнічы матэрыял, які можа быць выкарыстаны як для аздаблення, так і для мура сцен і падлог. Змяшчае ў складзе вялікая колькасць пустэч, дзякуючы чаму мае высокія цяпло-і гукаізаляцыйныя ўласцівасці.
4. Шклавата. Аб'ёмны паветраны матэрыял, які складаецца з тонкіх і вельмі трывалых нітак. Вогнеўстойлівасць, таму выкарыстоўваецца не толькі ў будаўніцтве, але і пры пашыве адзення пажарных і зваршчыкаў.

прымяненне шкла

У залежнасці ад уласцівасцяў і знешняга выгляду гэтага матэрыялу можна знайсці амаль любое прымяненне. Асноўны спажывец вырабляецца ў наш час шкла - будаўнічая галіна. У ёй выкарыстоўваецца больш за палову вырабляецца матэрыялу. Яго прызначэнне можа быць самым разнастайным - абліцоўванне сцен, шкленне вокнаў, узвядзенне сцен з пустотелых цаглін, цеплаізаляцыя і г.д. Да будаўнічай вобласці можна аднесці і вітражныя шкло. Што такое гатычнае акно, ведаюць напэўна ўсё. Як правіла, яно выкладзена з вялікай колькасці каляровых шкельцаў. У наш час вітражы не страцілі сваёй актуальнасці і выкарыстоўваюцца як у будаўніцтве, так і ў вытворчасці мэблі.

На другім месцы па папулярнасці ідуць шкляныя пасудзіны рознага прызначэння. Трохі менш вырабляецца посуду. Варта адзначыць, што ў хімічнай галіны шкло з'яўляецца незаменным матэрыялам, паколькі яно устойліва да большасці рэагентаў.

фізічныя ўласцівасці

Як і любы іншы матэрыял, шкло валодае побач якасцяў, якія неабходна ведаць, перш чым выкарыстоўваць яго ў той ці іншай вобласці.

1. Шчыльнасць. Можа вар'іравацца ў залежнасці ад складу сумесі і спосабу вырабу. Значэнне шчыльнасці шкла можа вагацца ад 220 да 650 кг / м ^3.
2. Далікатнасць. Гэтая характарыстыка з'яўляецца адметнай асаблівасцю шкла і абмяжоўвае яго прымяненне ў будаўнічай галіне. У цяперашні час навукоўцамі ствараюцца больш складаныя сплавы, максімальна павялічваюць трываласць матэрыялу.
3. Тэрмаўстойлівасць. Звычайнае шкло вытрымлівае тэмпературу да 90 ^аб С. Пасля апрацоўкі тэрмічныя ўласцівасці матэрыялу значна павышаюцца. Напрыклад, прамысловая шкло здольна вытрымліваць тэмпературу больш за 200 ^аб С.

Цікавыя факты

Мы даведаліся многае пра шкло - што такое, як вырабляецца і якімі ўласцівасцямі валодае. Самы час пакінуць пытанні і азнаёміцца з найбольш цікавымі фактамі пра гэты вельмі распаўсюджаным матэрыяле. Мала хто ведае, што:

• Хуткасць руху расколіны па пабітаму шкле складае 4828 км / г.
• Час раскладання гэтага матэрыялу складае прыкладна мільён гадоў.
• Шкло можна неаднаразова пераплаўляць практычна без страты якасці. У гэтых адносінах у яго амаль няма аналагаў.
• З'яўляючыся аморфным матэрыялам, расплаўленае шкло не зацвярдзее пры хуткім астуджэнні. Для гэтага патрэбныя адмысловыя ўмовы.

Шкло нездарма так актыўна выкарыстоўваецца ў будаўніцтве і іншых галінах жыцця чалавека. Напэўна яно яшчэ доўга будзе заставацца адным з найбольш папулярных матэрыялаў. У карысць гэтага сцвярджэння кажуць трываласць, даўгавечнасць і адносная прастата вырабу шкла, звязаная з тым, што кампаненты для яго стварэння прысутнічаюць на Зямлі ў вялікай колькасці.