Стекло получают сплавлением: комиксы, гиф анимация, видео, лучший интеллектуальный юмор.

Стекло получают сплавлением: комиксы, гиф анимация, видео, лучший интеллектуальный юмор.

Содержание

Сульфат сплавление — Справочник химика 21





    Сульфирование п-изопропилтолуола (п-цимола) исследовано довольно обстоятельно. В старых работах [110] принималось, что в реакционной смеси содержится лишь одна моносульфокислота, и попытка обнаружить второй изомер, предпринятая Якобсеном [111], была безуспешна. Вскоре после этого [112] из продукта сульфирования я-цимола серной кислотой при 100° была выделена бариевая соль другой сульфокислоты, а впоследствии определен и выход последней [113] в указанных условиях (14,6%). При сплавлении с щелочью [114] из нее образуется тимол, и, следовательно, она представляет собой 1-метил-4-изопропилбензол-3-сульфокис-лоту. Было бы весьма интересно выяснить сравнительную эффективность направляющего влияния обеих алкильных групп в о-изо-пропилтолуоле. Тщательное исследование [115, 116] нроцесса сульфирования п-цимола серной кислотой при различных температурах, а также 15%-ным олеумом показало, что максимальный выход 3-сульфокислоты (15,6%) получается при действии серной кислоты, взятой в тройном количестве от веса углеводорода, при 400°. С олеумом при 0° выход этого изомера уменьшался до 2,5%, а выход бариевой соли — главного продукта реакции — достигал 90%. При температурах выше 100° становится заметным образование дисульфокислот. Добавка сульфатов калия, серебра, кобальта или никеля не изменяет выхода 3-сульфокислоты при сульфировании серной кислотой, но сульфаты меди и ртути снижают его с 15,6% соответственно до 9,4 и 9,7%. При сульфировании 1-моля п-цимола 2,8 молями серной кислоты [117] получены результаты, сходные [c.22]








    Сульфаты Na Oa 500 мг Сплавление 15—20 мин при 1100 °С Платина [c.397]

    Силикат натрия получают сплавлением кварцевого песка с содой (содовый силикат натрия) или с сульфатом натрия и углем (сульфатный силикат натрия) в специальных пламенных печах при 1300 — 1350° С. Образующийся сплав имеет вид аморфной стекловидной массы. Его выливают в специальную разливочную машину, которая представляет собой металлический желобчатый конвейер. При движении конвейера сплав застывает в глыбу , затем раскалывается на куски и сваливается в специальное хранилище. Получается так называемая силикат-глыба. [c.26]

    Натрия карбонат (безводный). МагСОз х. ч. (химически чистый), Т = 850 °С. Щелочной плавень. Применяют при анализе силикатов, нерастворимых (кислых) шлаков, огнеупоров, глин, нерастворимых в кислотах остатков, при разложении трз дноразложимых сульфатов. Сплавление проводят с 6-8-кратным количеством плавня в платиновых, железных и никелевых тиглях. [c.48]

    Обычный метод получения сульфида натрия — сплавление сульфата натрия с углеродистым восстановителем  [c.112]

    Всю серу в анализируемом материале, присутствующую в виде элементной, органической, сульфидной или сульфатной, переводят в щелочной сульфат сплавлением с карбонатом натрия и небольшим количеством нитрата калия. Плав выщелачивают водой и сульфат в водном растворе выделяют добавлением кислоты и осаждением хлоридом бария. Иногда получаются завышенные результаты и разброс в значениях холостых проб особенно если сплавление проводят на газовых горелках, вследствие чего рекомендуется пользоваться муфелем. Барий мешающего действия не оказывает. [c.396]

    Существует несколько методов определения серы в колчедане. Общее содержание серы в колчедане определяют весовыми способами, подвергая его разложению кислотами или сплавлению с содой. При разложении колчедана кислотами его обрабатывают смесью соляной и азотной кислот, удаляют железо в виде гидроокиси при помощи аммиака и осаждают сульфат-ион хлоридом бария. По другому методу, серу колчедана переводят в сульфат сплавлением его с содой в присутствии окислителя (обычно КСЮз) с последующим выщелачиванием плава и осаждением сульфат-иона в виде ВаЗОд. [c.5]

    Содержание серы. Повышенное содержание серы в коксе создает неблагоприятные условия в помещении цеха прока-лива1шя удаление серы при высокотемпературных процессах прокаливания и графитирования ухудшает структуру и прочностные свойства изделий (электродов, конструкционных материалов). Содержание серы в коксе можно определить методом двойного сожжения. В случае высокой зольности более точные результаты дает метод Эшка . Сущность последнего метода заключается в сплавлении навески кокса, помещенной в фарфоровый тигель, с окисью магния и углекислым натрием. При этом сера в коксе переходит в неорганические соли, растворимые в воде. При помощи насыщенного раствора брома (илп перекиси водорода) сульфиты переводят в сульфаты, затем раствор обрабатывают хлористым барием (при этом выпадает в осадок образовавшийся сернокислый барий). Осадок переводят па фильтр, промывают и высушивают и фарфоровом тигле до достижения постоянной массы. Содержание серы в коксе рассчитывают по формуле  [c.139]

    Сплавление с Ыа СО или со смесью. Ыа СО +КЫО . В остатке, полученном после сплавления пробы с пиросульфатом калия, могут находиться некоторые из упомянутых выше о ксидов, не полностью перешедшие в раствор, и ЗпОг, а также сульфаты щелочноземельных металлов и силикаты.[c.52]

    При сплавлении титана и циркония с нитратами, сульфатами или хлоратами в присутствии щелочей происходит окисление металлов до степени окисления +4. [c.81]

    Технически фторид алюминия получают сплавлением криолита с сульфатом алюминия  [c.448]

    Производство стекла основано на сплавлении смеси, состоящей из песка, известняка, соды, потаща или сульфата натрия и угля. Цветные стекла содержат различные окрашенные соли других металлов, например синее — соли кобальта, зеленое — хрома- и меди и т. д. [c.492]

    Нитрофоска — тройное удобрение, содержащее азот, фосфор и кал1ш. Получают нитрофоску сплавлением гидрофосфата аммоння (Nh5)2HP04, нитрата аммония Nh5NO3 и. хлорида (или сульфата) калия. [c.424]

    Ультрамарином называют минеральную краску, встречающуюся в природе в виде лазоревого камня и получаемую искусственным путем при сплавлении 1 лины, соды и серы или глины, сульфата натрия и угля.[c.492]

    Сульфаты — окислители. При сплавлении с восстановителями, например, металлами, углеродом, феррофосфором и др. сульфаты восстанавливаются до соединений двухвалентной отрицательной серы, например  [c.581]

    Оксид хрома (И ) СГ2О3 — темно-зеленый порошок, а в кристаллическом состоянии — черный с металлическим блеском. Структура СГ2О3 соответствует октаэдро-тетраэдрической координации атомов (структура типа a-A Oj, см. рис. 72). Оксид хрома (HI) тугоплавок (т. пл. 2265 С), химически инертен. В воде, кислотах и щелочах не растворяется. Его амфотерная природа проявляется при сплавлении с соответствующими соединениями. Так, при сплавлении СГ2О3 с дисульфатом калия образуется сульфат хрома (HI)  [c.558]








    При сплавлении титана с нитратами, сульфатами 1 ли хлоратами в нрисутсгвии щелочей проис.чодит его окисление до титана (IV). Расп оры солеГ оксокислот на холоду не оказывают воз-. тейстпип ма титан. [c.265]

    Ввиду указанных выше недостатков аммиачной селитры целесообразно изготовление на ее основе сложных и смешанных удобрений. Смешением аммиачной селитры с известняком, сульфатом аммония получают известково-аммиачную селитру, сульфатнитрат аммония и др. Нитрофоску можно получать сплавлением ЫН4ЫОз с солями фосфора и калия. На основе аммиачной селитры выпускают также жидкие удобрения, растворяя ее в жидком аммиаке или аммиачной воде. [c.156]

    Поиск технически возможного синтеза начался с конца 80-х годов. К. Гейман в 1890 г. показал, что фенилглицин при сплавлении со щелочью дает индоксил, легко окисляющийся кислородом воздуха до индиго. Вскоре он нашел, что краситель получается с лучшим выходом, если сплавить со щелочью фепилглицин-о-карбоно-вую кислоту. Трудности были связаны с приготовлением антрани-ловой кислоты, применяющейся здесь в качестве исходного материала. И лишь после успешного перевода фталевой кислоты в антраниловую (фталевая кислота легко получалась окислением нафталина серной кислотой в присутствии сульфата ртути) стал ясен промышленный путь к синтетическому индиго от нафталина к фталевой кислоте, а затем через антраниловую к фепилгли-цип-о-карбоновой и, наконец, к индиго  [c. 246]

    Перевод труднорастворимых слоей в карбонаты весьма важен в аналитической химии, поскольку исследуемая проба в такой форме гораздо легче подвергается дальнейшей обработке (разд. 37.2.1.4). Если процесс проводить не с раствором, а с карбонатным расплавом, степень превращения в карбонаты значительно увеличивается. Так, при обработке раствором соды сульфата бария (p/(i,= 10,0) происходит лишь частичное превращение в несколько более растворимый карбонат бария рЛГь = 8,5. Однако при сплавлении BaS04 с карбонатами переход в карбонат бария количественный. Расчет равновесия с использованием рК здесь невозможен, поскольку определение соответствующих значений для расплавов затруднено. [c.375]

    Для ускорения гидратации и твердения цементов на основе шлаков кроме их перевода в стекловидное состояние применяют химическую активацию путем введения в твердеющую суспензию щелочей и сульфатов, обычно в виде оксида (или гидроксида) кшьАия и гипса. Введение оксида кальция возможно также иепо-в шлак при сплавлении или спекании, т. е. можно ис  [c.140]

    При малом содержании серы прибавление окислителя излишне, так как при сплавлении сера окисляется кислородом воздуха. При оиределе-пии серы в труднорастворимых сульфатах последние также сплавляют с содой прибавлять окислитель в этом случае, конечно, не нужно. [c.159]

    Подготовка к сплавлению. Определение кремневой кислоты, окислов железа, титана, алюминия, кальция и магния, а также сульфата, ведут из одной общей навески. Для этого отвешивают на часовом стекле 1,0000 г размельченной высушенной пробы. Затем взвешивают на технических весах 6 г безводной соды или углекислого калия-нат-рия (смесь К2СО3 и Na Oj). Небольшое количество взвешенной соды насыпают в платиновый тигель так, чтобы его дно было покрыто тонким слоем соды. Навеску силиката ссыпают теперь с часового стекла в тигель, сметая кисточкой отдельные крупинки силиката, оставшиеся на стекле. Для удаления последних следов порошка стекло споласкивают содой соду насыпают небольшими порциями на стекло, а затем сметают кисточкой в тигель.[c.462]

    Иногда при анализе силиката необходимо определять также общее содержание серы (сульфатов, сульфидов и др.)- В таком случае, конечно, нельзя сплавлять остаток с КНЗО и присоединять к общему раствору. Вместо этого остаток сплавляют с 0,5 г соды (или KNa Oз), растворяют в соляной кислоте и после этого присоединяют к основному раствору. Сплавление с содой лучше делать также в том случае, если анализируют силикат с высоким содержанием кальция, так как прн сплавлении с КНЗО можно потерять часть кальция вследствие осах[c.466]

    Получение сульфата титана (опыт проводите в вытяжном шкафу). Небольшое количество (около 0,5 г) тщательно измельченного оксида титана (IV) смешайте с 5-кратным (по массе) количеством дисульфата калия и нагрейте в фарфоровом тигле на пламени горелки. После расплавления K2S2O7 следите за тем, чтобы не было значительного перегрева сплава во избежание быстрого и преждевременного улетучивания SO3 и его застывания. Сплавление должно длиться приблизительно 20 мин. После остывания сплава часть его растворите в разбавленной h3SO4, другую же прокипятите в воде. Объясните протекание всех процессов. [c.229]

    Гидроксид марганца (IV) Мп(0Н)4— амфотерный гидроксид, дающий два типа солей очень неустойчивый хлорид Mn li и более устойчивый сульфат Mn(S04)2 и манганиты — соли марганцоватистой кислоты Н4МПО4. Манганиты образуются при сплавлении МпОг основными оксидами, например a MnOi и др. Соединениям марганца [c.119]

    Сплавление с /Сг гО — При сплавлении с КгЗЮ в растворимое состояние переходят прокаленные оксиды, практически полностью толыко Т102 (см. разд. 36.10) и СеОг. Такие Соединения, как щпинели, АЬОз (природный корунд), 5Ь204, прокаленный при высокой тем пературе СггОз растворяются Ьбычно лишь частично. ЗпОг не вступает в реакцию. Т1, Се, 1А1, Ре, Сг и Мп после сплавления переходят в растворимые сульфаты. [c.52]

    Для обнаружения щелочноземельных элементов в остатке, полученном после сплавления с ЫагСОз, в части центрифугата проводят пробу на содержание ЗО42-. Положительный (эффект пробы указывает на присутствие сульфатов щелочноземельных металлов. (Отрицательный результат пробы на 504 не обязательно указывает на отсутствие щелочноземельных элементов в остатке.) В содовом расплаве кальций, содержащийся в силикате, может также образовать карбонат. [c.52]

    Обычно растворимое стекло получают путем сплавления при температурах 1400—1500° смесей соды или сульфата натрия и кварцевого песка (так называемый сухой способ). Примеси, особенно АЬОз, РегОз и СаО, резко снижают растворимость натриевого стекла в воде, поэтому содержание их в кварцевом песке строго ограничивается. Есть и другие способы получения натриевого растворимого стекла, например из NaOH и пылевидного или аморфного кремнезема, минуя процесс плавления ( мокрый способ), однако они менее распространены. [c.100]

    Выполнение работы. Внести в тигель 3 микрошпателя пероксида натрия, 2 микрошпателя соды и немного (на кончике микро-шпателя) растертого в порошок сульфата хрома. Смесь тщательно перемешать стеклянной палочкой, поставить тигель в треугольник и нагреть его пламенем горелки до сплавления смеси. Охладить тигель на воздухе, добавить в него 8—10 капель дистиллированной воды, перемешать стеклянной палочкой содержимое тигля, дать смеси отстояться и перелить раствор в пробирку. Отметить цвет образовавшегося хромата натрия Na2 r04. Написать уравнение реакции взаимодействия пероксида натрия с сульфатом хрома в присутствии Ыа СОз, учитывая, что при этом выделяется диоксид углерода. [c.264]

    О типах питательных элементов в этих удобрениях можно судить по названию удобрения. Например, нитрофоска — тройное удобрение, содержащее азот нитро), фосфор (фос) и калий (ка). Получают нитрофоску сплавлением ги-дрофосфата аммония, (Nh5)2HP04, нитрата аммония Nh5NOз и хлорида (или сульфата) калия. [c.698]

    Силикаты общей формулы R2O nSiOa, где RgO — оксиды натрия или калия, называются растворимым стеклом-, п — кремнеземистый модуль он показывает отношение числа молей S1O2 к числу молей R2O и характеризует растворимость и другие свойства растворимого стекла. В технике его получают сплавлением измельченного кварцевого песка с содой (или с сульфатом натрия и углем)  [c.104]

    Самым распространенным типом силикатного стекла является так называемое нормальное сткм состав его приближается к формуле ЫэгО СаО 6SiO2. Это стекло получают сплавлением смеси, состоящей из песка, известняка, соды (или сульфата натрия и угля). Этот процесс может быть выражен уравнением [c.119]

    Написать уравнения реакций, происходяших в ходе выполнения опыта. Учесть, что при прокаливании мочевины выделяется углерод и азот, которые с металлическим натрием при сплавлении образуют цианид натрия. Часть полученного цианида натрия реагирует с сульфатом железа (П), образуя цианид железа (П), который при реакции с избытком цианида натрия дает Nii+lFe ( N) ]-реактив на Fe -ионы. Отметить цвет осадка. [c.92]

    Соли селеновой кислоты легко образуются при действии хлора на щелочные растворы селенитов или сплавлении селенитов с KNO3. Из реакционной смеси Обычно выделяют малорастворимый (около 2-10 моль л при обычных условиях) BaSeO , обменным разложением которого с сульфатами других металлов можно получать их селенаты. Последние в общем похожи на соответствующие сульфаты, но лучще растворимы в воде и менее устойчивы по отношению к нагреванию. [c.362]

    Элемент Кларка состоит из электрода, представляющего собой амальгаму цинка в насыщенном растворе 2п804-7Н20, и ртутного электрода, покрытого пастой из сульфата ртути(I), в том же растворе. Элемент Кларка можно изготовить следующим образом. Н-Образный сосуд, тщательно вымытый и высушенный, закрепляют в специальном штативе, который служит одновременно для крепления элемента в термостате. Одно колено заполняют ртутью, другое—10%-ной амальгамой цинка так, чтобы платиновые контакты были покрыты полностью. Амальгаму цинка готовят сплавлением ртути и цинка в вытяжном шкафу. [c.574]

    Следует иметь в виду, что при растворении солей в кислотах НС1 или h3SO4 некоторые катионы образуют осадки малорастворимых хлоридов или сульфатов. Кроме того, в состав исследуемого вещества могут входить такие анионы, как фосфат, силикат, вольфрамат, молибдат и др., образующие малорастворимые осадки с целым рядом катионов. В подобных случаях кислоты как растворители не годятся, и переведение вещества в растворимое состояние достигается путем сплавления. Разработаны специальные методики качественного анализа подобных сложных смесей. [c.197]


Как делают стекло? | Вечные вопросы | Вопрос-Ответ

Основу стекла составляет один из самых распространённых материалов: кварцевый песок. Его подвергают специальной обработке, нагревая до критических температур. При этом отдельные частички песка сплавляются между собой. Затем следует быстрое охлаждение получившейся массы, в ходе которого песчинки просто не успевают вернуться в первоначальное состояние.

Процесс изготовления стекла состоит из нескольких этапов:

1. Песок плавят до жидкого состояния в специальной печи. Кварцевый песок плавится при температуре 2300 градусов Цельсия. Добавление карбоната натрия (соды) снижает необходимую для стеклообразования температуру до 1500 градусов Цельсия. Однако сода вызывает разъедание стекла водой. Поэтому, чтобы нейтрализовать это явление, в стекло дополнительно вводят оксид кальция (известь).

2. В зависимости от назначения стекла в эту смесь добавляют другие химические вещества. Наиболее распространённая добавка для декоративных стекол — это оксид свинца, который обеспечивает блеск, а также низкую твёрдость, облегчающую резку. Чтобы сделать стекло более стойким, в него вводят оксиды магния или алюминия.

3. Чтобы придать стеклу нужный оттенок, в расплавленную массу добавляют оксиды различных металлов. Например, с помощью оксида железа его делают красным, оксида никеля — фиолетовым или коричневым, оксида урана — жёлтым. Медь или хром придают ему зелёный цвет разных оттенков.

4. Из расплавленной массы песка, соды, извести и других компонентов удаляют газовые пузырьки. Это подразумевает размешивание стекла до равномерной густоты и добавление таких веществ, как сульфат или хлорид натрия, оксид сурьмы.

5. Расплавленному стеклу придают форму. Это можно осуществлять одним из следующих способов:

  • Стекло выливают в ванну с расплавленным оловом, используемым в качестве субстрата, и продувают сжатым азотом для формования и полировки. Именно так производят листовое стекло с 1950-х годов.
  • Расплавленную массу выливают в форму и дают стеклу остыть. Этот метод использовался египтянами, именно так создаётся большинство оптических линз.
  • Стекло собирают на конце полой трубы, а затем выдувают его, поворачивая эту трубу. Стекло формуется благодаря продуваемому воздуху, силе тяжести, действующей на его расплав, и любым инструментам, которые использует стеклодув. Так изготавливают вазы, стаканы, ёлочные игрушки и другие объёмные предметы.

6. Стеклу дают остыть, после чего его вновь подвергают тепловой обработке. Делается это, чтобы стекло стало более прочным . Этот процесс называется отжигом, при нём удаляются все точечные источники напряжений, которые могут образовываться в процессе охлаждения стекла.

7. На завершающем этапе на стекло наносят различные покрытия, ламинируют или обрабатывают его каким-либо другим способом для повышения прочности и стойкости. Листовое стекло режут на стандартные листы.

Смотрите также:

Растворимое стекло и кислотоупорный цемент








Растворимое стекло и кислотоупорный цемент


Растворимое стекло — силикаты натрия (Na20 * mSi02) или калия (К20 * mSi02), где т — модуль стекла, находящийся в пределах для натриевого стекла 2,0…3,5, а для калиевого 3,5…4,5. Растворимое стекло получают сплавлением смеси кварцевого песка соответственно с содой Na2C03 (или сульфатом натрия Na2S04) и поташем К2С03 в стекловаренных печах при 1300… 1400 °С. Образовавшийся расплав быстро охлаждают. При этом он распадается на полупрозрачные желто-зеленые куски, называемые силикат-глыбой.

В строительстве обычно используют раствор силикат-глыбы в воде — жидкое стекло (в быту такой раствор называют силикатный клей). Растворение производится в автоклаве насыщенным паром. Плотность раствора 1,5…1,3 г/см , что соответствует концентрации раствора 70…50 .

При растворении в воде силикаты натрия и калия частично гидро-лизуются с образованием коллоидного раствора кремневой кислоты Si(OH)4 и соответствующих щелочных гидроксидов. В этих условиях (рН = 12… 13) раствор относительно стабилен. Жидкое стекло имеет повышенную вязкость из-за того, что кремнекислота в нем находится в полимеризованном виде. При обезвоживании (испарении или отсасывании воды) или при нейтрализации щелочей (например, углекислым газом воздуха) раствор теряет стабильность, кремнекислота переходит в гель, уплотняющийся со временем и приобретающий значительную прочность. Так растворимое стекло проявляет вяжущие свойства. В обычных условиях этот процесс может идти очень долго, поэтому используют добавки — ускорители твердения.

Жидкое стекло применяют для изготовления кислотоупорных замазок и бетонов, а также как связующее в силикатных красках (только калиевое стекло).

Кислотоупорный цемент изготовляют из тонко измельченной смеси кислотоупорного наполнителя (кварца, диабаза, андезита и т. п.) и ускорителя твердения — кремнефтористого натрия Na2SiF6. Название «цемент» для такого порошка имеет условный характер, так как сам он вяжущими свойствами не обладает и при смешивании с водой не твердеет. Вяжущим веществом в таких цементах является жидкое стекло, которым этот «цемент» и затворяют.

Процесс твердения кислотоупорного цемента протекает по схеме полного разложения силиката натрия и нейтрализации гидроксида натрия:

Na20 * mSi02 + Na2SiF6 + h30 -> Si(OH)4 + NaF

Образующийся гель кремневой кислоты является вяжущим компонентом, а плохо растворимый фторид натрия и порошок кислотоу-порнМ породы (кварца и т. п.) служат микронаполнителями образующегося цементного камня. Ориентировочное количество Na2SiF6 от массы растворимого стекла (т. е. сухого вещества в составе жидкого стекла) в кислотоупорных растворах и бетонах должно быть в пределах 10… 15.

Сроки схватывания кислотоупорного цемента: начало — не ранее 20 мин, конец — не позднее 8 ч. У этого цемента нормируется предел прочности при растяжении после 28 сут твердения — не менее 2,0 МПа. Прочность при сжатии бетонов на кислотоупорном цементе составляет 20…60 МПа.

Основным достоинством и отличием кислотоупорного цемента от других неорганических вяжущих является способность сохранять прочность в условиях действия большинства кислот (за исключением плавиковой и фосфорной).

Более того, для уплотнения и упрочнения бетонов или растворов на кислотоупорном цементе их обрабатывают соляной или серной кислотами (кислуют). При этом нейтрализуются остатки щелочных гидроксидов и уплотняется гель кремнекис-лоты.

Кислотостойкость — сохранение массы затвердевшего кислотоупорного цемента при испытании в кислоте — не менее 93%.

При длительном воздействии воды, пара и растворов щелочей бетоны и растворы на жидком стекле теряют прочность.





Читать далее:
Глиноземистый и расширяющиеся цементы
Цементы с минеральными добавками
Специальные виды портландцемента
Свойства портландцемента
Схватывание и твердение портландцемента
Производство портландцемента
Неорганические вяжущие вещества
Разные материалы для штукатурных работ
Заполнители для штукатурных работ
Вяжущие материалы для штукатурных работ











Стекло растворяется в воде !?

Стекло растворяется в воде !?

В стекловарении используют только самые чистые разновидности кварцевого песка, в которых общее количество загрязнений не превышает 2-3 %. Особенно нежелательно присутствие железа, которое даже в ничтожных количествах (десятые доли %) окрашивает стекло в зеленоватый цвет.

Если к песку добавить соду Na2CO3, то удается сварить стекло при более низкой температуре (на 200-300°С). Такой расплав будет иметь менее вязкий (пузырьки легче удаляются при варке, а изделия легче формуются). Но! Такое стекло растворимо в воде, а изделия из него подвергаются разрушению под влиянием атмосферных воздействий. Для придания стеклу нерастворимости в воде в него вводят третий компонент — известь, известняк, мел. Все они характеризуются одной и той же химической формулой — СаСО3.

И еще.
Для получения растворимого стекла сплавляют поташ или соду, или лучше смесь их обоих (смесь легкоплавче) с мелкораздробленным песком; еще лучше и полнее насыщение щелочей кремнеземом совершается при действии растворов щелочей на гидраты кремнезема, встречающиеся в природе, напр., часто действуют раствором щелочи на так называемый трепел (кизельгур) или собран-ие кремнеземистых панцырей низших микроскопических животных, попадающихся иногда в виде песчанистой массы значительными слоями.

И еще немного.
При устройстве кислотостойких и жароупорных покрытий агрегатов и производственных цехов химической технологии в качестве вяжущего применяют растворимое стекло, называемое также «жидким стеклом», которое в отличие от обычного стекла обладает способностью растворяться в воде.
Растворимое стекло получают сплавлением при температуре 1400° тонко измельченных и тщательно смешанных между собой кварцевого песка и кальцинированной соды или сульфата натрия. В результате химического взаимодействия при высокой температуре между песком и содой образуется силикат натрия (Na2O • nSiO2), который затем выпускается из печи и охлаждается. Застывшую массу растворимого стекла называют «силикат-глыбой».

Цвет стекла, хрусталь, кварцевое стекло


Стекло представляет собой аморфную (не кристаллическую) очень густую массу. Её получают спеканием различных солей металлов. Главным образом, в химический состав стекла входят соли щелочных, щелочноземельных металлов (Na, K) и их оксиды. Обычный речной песок состоит из этих же оксидов металлов и некоторых неметаллов, например в состав кварцевого стекла входит оксид кремния SiO2Обычное оконное стекло — это силикат состава Na2O•CaO•6SiO2.

Цветное стеклоЦветное стеклоЦветное стекло


Иногда в стекле возникают области кристаллизации, что приводит к потере прочности. Получают стекло сплавлением кварцевого песка SiO2, известняка СаСО3 и соды Na2CO3:


Процесс осуществляют в печах при температуре 1100—1600 °С, после чего образовавшуюся стекломассу постепенно охлаждают.
Обычное стекло размягчается при температуре 500—600 °С. Есть ещё так называемое природное стекло, которое носит название «обсидиан». Это вещество широко применяется в ювелирных украшениях.


В технике и медицине широко применяется кварцевое стекло.В отличии от обычного оконного оно пропускает ультрафиолетовые лучи.

Кварцевое стекло


Кварцевое стекло образуется при быстром охлаждении расплавленного кварца (кристаллического диоксида кремния SiO2). Кварцевое стекло обладает химической стойкостью и благодаря этому свойству применяется для изготовления лабораторной посуды. Кварц почти не расширяется при нагревании, поэтому, если раскалённое докрасна кварцевое стекло охладить под струёй холодной воды, то оно не растрескается.

Кварцевое стекло


Температуры плавления, которая характеризует тела кристаллического строения, у стекла не существует: размягчение по мере повышения температуры происходит постепенно. Вещества с подобными свойствами так и называются — стеклообразные или просто стёкла.


Доказательством того, что стекло — это очень вязкое аморфное тело, может служить замер толщины Вашего окна, который при желании можете провести дома. Попробуйте, замерьте его по толщине сверху и снизу, — если оно достаточно старое, то окажется не одинаковым (стекает вниз).



Вязкость стекла. Само понятие вязкость свойство жидкости (или газа) оказывать сопротивление перемещению отдельных слоёв друг относительно друга, а также перемещению твёрдого тела, помещённого в жидкость. В Международной системе единиц (СИ) вязкость имеет размерность Па•с, но на практике распространена внесистемная единица вязкости пуаз (П): 1 П = 0,1 Па•с. Она названа в честь французского физика Жана Луи Пуазейля (1799—1869). Оценки, основанные на определении вязкости разогретых выше 500 °С стёкол, дают для 20 °С значение 1021 П. Для сравнения: вязкость воды при 20 °С равна 0,01 П, глицерина — 15 П, смолы — примерно 108 П. Вязкость стекла по сравнению, например, со смолой — в 10 трлн. раз более вязкая жидкость, чем смола.


Стекло трудно однозначно отнести к одному из двух состояний материи — жидкому или твёрдому. Оно обладает свойствами твёрдых веществ, но в то же время имеет структуру жидкостей.
Почему же при расплавлении и последующем охлаждении оно не кристаллизуется? Дело в том, что при его охлаждении вязкость возрастает очень быстро, и ионы не успевают перестроиться и образовать правильную кристаллическую решётку. Подобным же образом ведёт себя, например, глицерин, который трудно закристаллизовать (tпл=20°С). В стеклообразном состоянии можно получить даже металл, если его расплавить, а потом охладить с очень большой скоростью — миллионы градусов в секунду.


Тем не менее в специальных условиях стекло можно всё же получить и в кристаллическом состоянии. Такие материалы называются ситаллами. Они обладают ценными механическими, оптическими (в том числе цвет стекла) и электрическими свойствами, которые можно целенаправленно менять, изменяя их химический состав.



Введение в расплав определённых элементов позволяет получить различный цвет и изменить его свойства. Например, чтобы цвет стекла измелился на зелёный или жёлтый, вводя в расплав ионы хрома или его оксиды. Цвет стекла — оранжевый — получают с помощью добавления серебра; синий цвет придаёт кобальт Co. Бутылочный цвет или изумрудно-зелёнй — придаёт железо, медь – голубой и синий. При внесении в расплав ионов золота оно приобретает кроваво-красный цвет.
При добавлении в жидкое стекло ионов бора получают высокопрочное стекло, используемое в химических лабораториях.


Особыми механическими свойствами обладает хрусталь, который отличается от обыкновенного наличием ионов свинца и бария.

Хрусталь


Хрусталь — разновидность стекла, содержащая значительное количество оксида свинца PbO, а также, возможно, окись бария BaO. Добавка оксида свинца увеличивает показатель преломления и дисперсию света в нём (с ювелирной точки зрения «игру цвета», «огонь»). Добавка оксида бария в основном увеличивает только показатель преломления. Добавка оксида свинца также увеличивает пластические свойства и, соответственно, возможности по обработке — огранке, резьбе и т.п.

Хрусталь


Огранка хрусталя, подобно огранке драгоценных камней, позволяет хрусталю в полной мере проявить свойства, обусловленные большим показателем преломления и дисперсией. Название было дано по аналогии с горным хрусталем. Изготавливают сплавлением оксида свинца PbO с кремнеземом, соединением натрия или калия (содой или поташoм) и малыми добавками других оксидов. Свинцово-калиево-силикатные стекла дороже известковых, однако они легче плавятся и проще в изготовлении. Это позволяет использовать высокие концентрации PbO и низкие — щелочного металла — без ущерба для легкоплавкости. Высокое содержание PbO дает высокие значения показателя преломления и дисперсии — двух параметров, весьма важных в некоторых оптических приложениях. Те же самые характеристики придают свинцовым стеклам сверкание и блеск, украшающие самые утонченные изделия столовой посуды и произведения искусства.

Хрусталь — это свинцово-силикатное стекло, содержащее 13—30 % и более окислов свинца и до 17 % окислов калия. Из хрусталя производят высококачественную посуду и декоративные изделия. Оно обладает повышенной массой, прозрачностью, лучепреломляемостью и блеском, но меньшей термостойкостью по сравнению с другими его видами. Благодаря содержанию свинца и определённому подбору углов, образуемых гранями изделия из хрусталя отличаются необыкновенно яркой, многоцветной игрой света. Обладают красивым звоном. Хрусталем называется также высококачественное венецианское и чешское стекло. Стиль художественного стекла (хрусталь) — торжественно-парадный, сувенирно-подарочный. Способы обработки изделий из хрусталя: гравировка, огранка, резьба, шлифовка

Преимущества жидкого стекла

Несмотря на свое фантастическое название, жидкое стекло или силикатный клей применяется в строительстве на протяжении почти двух столетий. Традиционно данный материал используют для укрепления бетонных и других конструкций и защиты их от влаги, поскольку его характеристики придают им дополнительную прочность и надежно герметизируют от влияния посторонних веществ. По сути, жидкое стекло является водным щелочным раствором силиката калия/натрия и изготавливается аналогично стандартному стеклу – его получают методом сплавления питьевой соды с крупинками песка в условиях высоких температур. Однако существует и второй способ производства жидкого стекла – а именно, воздействие при постоянной температуре растворами калия, лития или натрия на материал.

Основным преимуществом жидкого стекла считается его высокая клеящая способность – молекулы данного материала попадают между молекулами склеиваемых материалов и отдают им свою влагу, в результате чего повышаются их плотность и вязкость. Кроме этого, к преимуществам жидкого стекла относят его низкую теплопроводность, за счет которой широко используют в производстве теплоизолирующих материалов, выдерживающих огромное количество циклов оттаивания и замораживания, а также температуры до 1200-1300 градусов Цельсия. К тому же жидкое стекло обладает довольно низкой стоимостью и свойствами, существенно повышающими качество бетонного раствора – например, бетон, в который было добавлено жидкое стекло, будет устойчив к появлению плесени и грибка в процессе эксплуатации, поскольку состав такого стекла имеет отличные антибактериальные возможности.

Поскольку бетонный раствор с жидким стеклом застывает максимально быстро, рекомендуется пропитывать им уже законченную конструкцию, смешав стекло и воду в равных пропорциях. При этом важно помнить, что после такой пропитки на поверхности бетона сформируется пленка, поверх которой будет невозможно наложить штукатурку или краску. Также при работе с жидким стеклом необходимо использовать защитные перчатки, так как щелочь, содержащаяся в его составе, может повредить незащищенную человеческую кожу.

Также к преимуществам жидкого стекла причисляют широкий спектр его применения. Так, очень часто цемент с добавлением данного материала используют при кладке печей или каминов – для этого 3 части песка смешивают с 1 частью цемента и добавляют 1/5 часть (от общей массы цемента) силикатного клея. Воду в состав вводят исключительно после замешивания раствора, а при добавлении 15% жидкого стекла перед добавлением воды, можно получить хорошую водостойкую штукатурку.

Широко используют жидкое стекло не только в строительстве – его часто применяют для качественной укладки поливинилхлоридной плитки или линолеума, а также для приготовления замазок, которыми герметизируют чугунные водопроводные трубы. Еще одним преимуществом жидкого стекла является его негорючесть, поэтому им нередко пропитывают материалы или текстиль, требующие защиты от открытого пламени.

Пользуются силикатным клеем и в садоводстве, применяя его для запечатывания открытых «ран», образующихся после обрезки или прививания плодовых деревьев. После обработки с помощью жидкого стекла, растение надежно защищено от бактерий, попадающих в срезы и приводящих к гибели дерева, разрушая его изнутри.

На сегодняшний день жидкое стекло постепенно утрачивает свою былую популярность для «домашнего» применения, поскольку ему на смену пришли современные и высококачественные грунтовки, добавки для бетона, а также влагозащитные и огнеупорные составы, работать с которыми гораздо проще и безопаснее. Однако преимущества жидкого стекла не позволяют опытным мастерам полностью отказаться от работы с ним, поскольку умелое использование данного материала делает его действительно незаменимым во многих отраслях.

Швабе — Пресс-центр — Новости


Спустя десятилетия предприятие Холдинга «Швабе» в Санкт-Петербурге возвращается к выпуску халькогенидных бескислородных оптических стекол для инфракрасной техники. Как единственный производитель этих стекол в России, организация может занять 100% местного рынка.


В чем особенность бескислородных оптических стекол, понятно из названия ‒ они не содержат кислород. В отличие от обычного стекла, которое производят в открытом сосуде с мешалками для достижения однородности (гомогенизации) стекломассы, неоксидное делают без доступа O2.


Известны такие стекла еще с XIX века ‒ первое их описание датируется 1870-м годом. Но лишь 70 лет спустя, при повторном открытии, этот материал стали рассматривать как основу для волоконной оптики. За следующие десять лет серьезный вклад в изучение составов и свойств бескислородных стекол внесли, в частности, советские предприятия. Отечественным специалистам удалось развить методы очистки халькогенов от примесей металлов, изучить способы получения и физико-химические свойства большинства стеклообразующих составов.


Одним из ключевых исследователей бескислородных стекол стал Государственный оптический институт им. С. И. Вавилова (НПО ГОИ), сегодня входящий в структуру «Швабе». В освоении производства большую роль сыграла другая организация, ныне являющаяся частью Холдинга, ‒ Лыткаринский завод оптического стекла (ЛЗОС). В 1960-х оба предприятия тесно работали над созданием новых оптических материалов, в том числе ситалла. Завод из Лыткарино стал производить разрабатываемые НПО ГОИ им. С. И. Вавилова халькогенидные стекла и быстро занял лидирующие позиции в этой области.



В 90-е эти позиции пришлось уступить иностранным конкурентам. В связи с распадом Советского Союза в работу многих предприятий пришлось внести коррективы, и будущие организации «Швабе» исключением не стали. До недавних пор бескислородные оптические стекла в России фактически не производили.


Ситуация изменилась в мае 2019 года, когда НПО ГОИ им. С. И. Вавилова возобновили лабораторное производство и выпуск бескислородных оптических стекол марки ИКС25. Специалисты получают их путем сплавления компонентов шихты в вакуумированных и запаянных ампулах из кварцевого стекла при температурах 800-900оС. Гомогенизация расплава стекломассы осуществляется качанием печи по режимам, обеспечивающим оптимальные условия получения стекла оптического качества.


Отличаются ИКС25 высокой прозрачностью в инфракрасной области спектра от 1 до 18 мкм, в силу чего их используют для изготовления устройств, работающих в ИК-диапазоне 0,7-17,0 мкм, в том числе призм и линз. Для сравнения, оксидные стекла предназначены для работы в диапазоне длин волн 365-1014 нм.


По данным НПО ГОИ им. С. И. Вавилова, ежегодная потребность рынка в России ‒ 80-100 кг бескислородных стекол. При необходимости эти объемы можно и превысить. В целом же специалисты отмечают, что способны покрыть 100% отечественного рынка.


«Востребованность в инфракрасных бескислородных стеклах сегодня обусловлена ростом рынка тепловизионных приборов при очевидных преимуществах использования стекол перед другими инфракрасными материалами», ‒ рассказал первый заместитель генерального директора «Швабе» Сергей Попов.


Среди ключевых преимуществ перед аналогами из Китая, Германии, США и Бельгии ‒ большой диапазон изменений оптических свойств, в частности коэффициента дисперсии, а также низкая себестоимость. В числе потенциальных заказчиков производитель отмечает оптико-механические заводы, выпускающие инфракрасные приборы.

Источник:
Пресс-релиз

стекло | Определение, состав, материал, типы и факты

Стекло , твердый неорганический материал, который обычно бывает прозрачным или полупрозрачным, а также твердым, хрупким и непроницаемым для природных элементов. С древних времен из стекла делали практичные и декоративные предметы, и оно по-прежнему очень важно в таких разнородных приложениях, как строительство зданий, предметы домашнего обихода и телекоммуникации. Его получают путем охлаждения расплавленных ингредиентов, таких как кварцевый песок, с достаточной скоростью, чтобы предотвратить образование видимых кристаллов.

Британская викторина

Строительные блоки повседневных предметов

Из чего сделаны сигары? К какому материалу относится стекло? Посмотрите, из чего вы на самом деле сделаны, проанализировав вопросы в этой викторине.

Далее следует краткое описание стекла. Стекло подробно рассматривается в ряде статей.Витражи и эстетические аспекты стеклянного дизайна описаны в витражах и стеклянной посуде. Состав, свойства и промышленное производство стекла покрываются промышленным стеклом. Физические и атомные характеристики стекла рассматриваются в аморфном твердом теле.

Разновидности стекла широко различаются по химическому составу и физическим качествам. Однако большинство разновидностей обладают определенными общими качествами. Они проходят вязкую стадию при охлаждении из состояния текучести; они проявляют эффекты цвета, когда стеклянные смеси сплавлены с определенными оксидами металлов; в холодном состоянии они плохо проводят как электричество, так и тепло; большинство типов легко ломаются от удара или сотрясения и демонстрируют раковинный перелом; и они лишь незначительно подвержены действию обычных растворителей, но легко разрушаются плавиковой кислотой.

стекло; Капля принца Руперта

Капля принца Руперта — это капля стекла, образованная при быстром охлаждении расплавленного стекла в холодной воде. Капли были новинкой 1600-х годов, и сегодня они используются для демонстрации прочности закаленного стекла. Изображение, полученное с помощью поляризованных линз, показывает напряжение и потенциальную энергию, хранящуюся в стекле, в виде радуги.

© Тайлер А. Гордон

Состав товарного стекла

Товарный стакан можно разделить на натриево-известково-кремнеземное стекло и специальные стекла, большая часть произведенного стекла относится к первому классу.Такие стекла изготавливаются из трех основных материалов: песка (диоксид кремния или SiO 2 ), известняка (карбонат кальция или CaCO 3 ) и карбоната натрия (Na 2 CO 3 ). Сам по себе плавленый диоксид кремния является отличным стеклом, но, поскольку температура плавления песка (кристаллического кремнезема) выше 1700 ° C (3092 ° F) и поскольку достижение таких высоких температур очень дорого, его использование ограничено теми, в которых его превосходные свойства — химическая инертность и способность противостоять резким перепадам температуры — настолько важны, что затраты оправданы.Тем не менее, производство кварцевого стекла — довольно крупная отрасль; он производится в различных качествах, и, когда он предназначен для оптических целей, в качестве сырья используется горный хрусталь, а не кварцевый песок.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

Чтобы снизить температуру плавления кремнезема, необходимо добавить флюс; Это назначение карбоната натрия (кальцинированной соды), который делает флюс оксидом натрия доступным.При добавлении около 25 процентов оксида натрия к кремнезему температура плавления снижается с 1723 до 850 ° C (от 3133 до 1562 ° F). Но такие стекла легко растворяются в воде (их растворы называют жидким стеклом). Добавление извести (оксида кальция или CaO), поставляемого с известняком, снова делает стекло нерастворимым, но слишком большое его количество делает стекло склонным к расстеклованию, то есть к осаждению кристаллических фаз в определенных диапазонах температур. Оптимальный состав составляет около 75 процентов диоксида кремния, 10 процентов извести и 15 процентов соды, но даже он слишком склонен к расстеклованию во время определенных операций механического формования, чтобы считаться удовлетворительным.

При производстве листового стекла обычно используют 6 процентов извести и 4 процента магнезии (оксид магния или MgO), а в бутылочном стекле около 2 процентов глинозема (оксид алюминия или Al 2 O 3 ). часто присутствует. Также добавляются другие материалы, некоторые из которых используются для улучшения качества стекла (то есть для удаления пузырьков, оставшихся в процессе плавления), а другие добавляются для улучшения его цвета. Например, песок всегда содержит железо в качестве примеси, и, хотя материал, используемый для изготовления бутылок, специально выбран из-за его низкого содержания железа, небольшие следы примесей все же придают контейнеру нежелательный зеленый цвет; Используя оксид селена и кобальта вместе со следами триоксида мышьяка и нитрата натрия, можно нейтрализовать зеленый цвет и получить так называемое белое (обесцвеченное) стекло.

Оптическое и высокотемпературное стекло

Стекла самого разного, а зачастую и гораздо более дорогого состава изготавливаются тогда, когда необходимы особые физико-химические свойства. Например, в оптических очках требуется широкий диапазон составов для получения разнообразных показателей преломления и дисперсии, необходимых, если разработчик линз должен производить многокомпонентные линзы, не имеющие различных дефектов, связанных с одной линзой, таких как хроматическая аберрация. . Сверхпрозрачные оксидные стекла высокой чистоты были разработаны для использования в волоконно-оптических системах связи, в которых сообщения передаются в виде световых импульсов по стеклянным волокнам.

Когда обычное стекло подвергается резкому изменению температуры, в нем возникают напряжения, которые делают его склонным к разрушению; однако, уменьшив коэффициент теплового расширения, можно сделать его гораздо менее восприимчивым к тепловому удару. Стекло с самым низким коэффициентом расширения — это плавленый кварц. Другой хорошо известный пример — боросиликатное стекло, используемое для изготовления домашней посуды, коэффициент расширения которого составляет лишь одну треть от обычного натриево-кальциево-силикатного стекла. Чтобы осуществить это уменьшение, большая часть оксида натрия, добавленного в качестве флюса, заменяется оксидом бора (B 2 O 3 ), а часть извести — оксидом алюминия. Еще одно знакомое специальное стекло — это свинцовый хрусталь, используемый в производстве превосходной посуды; Используя монооксид свинца (PbO) в качестве флюса, можно получить стекло с высоким показателем преломления и, следовательно, желаемым блеском и блеском.

Добавление цвета и специальных свойств

Агенты, используемые для окрашивания стекла, как правило, представляют собой оксиды металлов.Один и тот же оксид может давать разные цвета с разными смесями стекла, а разные оксиды одного и того же металла могут давать разные цвета. Пурпурно-синий цвет кобальта, хромовый зеленый или желтый цвет хрома, дихроичный канареечный цвет урана и фиолетовый марганец постоянны. Закись железа дает оливково-зеленый или бледно-голубой цвет в зависимости от стекла, с которым он смешан. Оксид железа дает желтый цвет, но для предотвращения восстановления до состояния железа требуется окислитель.Свинец дает бледно-желтый цвет. Оксид серебра дает стойкое желтое пятно. Мелкоизмельченный овощной уголь, добавленный в известково-натриевый стакан, дает желтый цвет. Селениты и селенаты дают бледно-розовый или розовато-желтый цвет. Теллур дает бледно-розовый оттенок. Никель с калийно-свинцовым стеклом дает фиолетовый цвет, а с натриево-известковым стеклом — коричневый. Медь дает павлиний синий цвет, который становится зеленым, если доля оксида меди увеличивается.

стеклянный кубок

Винный кубок, синее стекло, украшенное белой и золотой эмалью, Иран, середина XIX века; в Бруклинском музее, Нью-Йорк.

Фотография Триш Мэйо. Бруклинский музей, Нью-Йорк, подарок мистера и миссис Чарльз К. Уилкинсон в честь Ирмы Л. Фраад, 76.147.3

Важным классом материалов являются халькогенидные стекла, которые представляют собой селениды, содержащие таллий, мышьяк, теллур. , и сурьма в различных пропорциях. Они ведут себя как аморфные полупроводники. Их фотопроводящие свойства также ценны.

Некоторые металлические стекла обладают магнитными свойствами; такие характеристики, как простота изготовления, магнитная мягкость и высокое электрическое сопротивление, делают их полезными в магнитных сердечниках силовых трансформаторов.

Стекловарение на протяжении веков

На протяжении веков из стекла изготавливали множество различных полезных и декоративных изделий. История стекла как творческого искусства частично определялась техническими достижениями в его производстве и декоре, а частично — историей вкуса и моды.

Выдувание стекла

Расплавленное стекло на стеклодувном стержне.

© Royik Yevgen / Shutterstock.com

Стекло впервые было изготовлено в древнем мире, но его происхождение не известно.Египетские стеклянные бусины — самые ранние известные стеклянные предметы, датируемые примерно 2500 годом до нашей эры. Позже, в египетской цивилизации, был изготовлен тип стекла, характеризующийся перистыми или зигзагообразными узорами цветных нитей на поверхности стеклянного сосуда.

Настоящее происхождение современного стекла относится к Александрии в период Птолемеев, а затем и в Древнем Риме. Александрийские мастера усовершенствовали технику, известную как стеклянная мозаика, в которой кусочки стеклянных тростей разных цветов были разрезаны поперек, чтобы создать различные декоративные узоры.Стекло миллефиори, у которого трости вырезаны таким образом, чтобы создавать рисунки, напоминающие формы цветов, является разновидностью мозаичного стекла.

стеклянная чаша

Чаша из прессованного мозаичного стекла, предположительно из Александрии, Египет, I век до нашей эры; в Музее Виктории и Альберта в Лондоне.

Предоставлено Музеем Виктории и Альберта

Формованное стекло также было разработано рано, когда стекло прессовалось в форму для придания ему определенной формы. Также были возможны различные виды декора с гравировкой и цветом.

Выдувание стекла, вероятно, было разработано в I веке до нашей эры мастерами стекла в Сирии. С помощью этой техники возможности придания стеклу желаемой формы были безграничны. Стекло можно было выдуть в форму или придать ему совершенно произвольную форму. Римляне усовершенствовали стекло-камею, в котором рисунок был получен путем срезания слоя стекла, чтобы оставить рисунок рельефным.

Портлендская ваза

Портлендская ваза, римская камея, стекло, I век н. Э .; в Британском музее.

Предоставлено попечителями Британского музея

Следующие важные события в истории стекла произошли в 15 веке в Венеции.Еще в 13 веке венецианский остров Мурано стал центром стеклоделия. Сначала венецианские стеклодувы использовали многие древние и средневековые декоративные техники для создания богато окрашенных и декоративных предметов с мотивами, характерными для итальянского Возрождения.

Мурано: выдувание стекла

Мастер выдувания стекла на острове Мурано, недалеко от Венеции.

© Боян Бречель — Неизданный банк изображений / Getty Images

Позже они разработали прозрачное стекло, похожее на хрусталь, под названием cristallo , которое должно было сформировать основу для процветающей экспортной торговли и распространиться по всей Европе.Простые выдувные стаканы этого типа были очень востребованы в 16 веке. Такое стекло можно было декорировать гравировкой тонких узоров; Используемая с начала 16 века, эта техника оставалась популярной и в 18 веке по всей Европе. Гравировка алмазным острием практиковалась, в частности, в Нидерландах и Германии.

В конце 17 века Богемия стала важным регионом производства стекла и оставалась важной до начала 20 века. К 17 веку Англия производила стекло в венецианской традиции, которое отличалось своей простотой.Стеклодув Джордж Равенскрофт около 1675 года обнаружил, что добавление оксида свинца к стеклу венецианского типа дает твердое и тяжелое стекло. Свинцовый хрусталь, как его называли, впоследствии стал излюбленным типом стекла для изготовления изысканной посуды.

Равенскрофт, Джордж: стеклянная кружка

Стеклянная кружка Джорджа Равенскрофта, c. 1674–80; в Музее Виктории и Альберта в Лондоне.

Предоставлено Музеем Виктории и Альберта, Лондон

Эмалирование вошло в моду в Англии в середине 18 века, что привело к развитию стекла, которое иногда называют бристольским стеклом.В 18 веке в моду вошло резание стекла. По мере совершенствования этой техники стало возможным большое богатство эффекта. В конце концов, к концу 18 века, когда эта техника получила дальнейшее развитие в Ирландии, вся поверхность стекла была глубоко прорезана для отражения света. Этот свинцовый хрусталь английской и ирландской огранки был имитирован в Европе и Соединенных Штатах и ​​остается популярным по сей день. Кристалл Уотерфорда — важный пример этого типа.

В период модерна произошли важные изменения.Стекло Favrile, изобретенное Луи Комфорт Тиффани, с плавными формами, заимствованными из натуралистических форм, и блестящей поверхностью, вызвало большое восхищение и оказало особое влияние на стеклоделов в Центральной Европе. Французский стеклодув Эмиль Галле и фирма Daum Frères также были важными дизайнерами в эпоху модерна.

Рене Лалик, один из лидеров французского стекольного искусства, изготовил стекло с рельефным декором. Стеклянная компания Steuben из Нью-Йорка производила предметы из прозрачного стекла, часто с гравировкой или надрезом.

Дверное полотно из стекла Lalique

Дверное полотно из стекла Lalique, разработанное Норманом Миллером, в церкви Св. Матфея, приход Св. Лаврентия, Джерси.

© E&E Image Library — Heritage-Images / Imagestate Редакторы энциклопедии «Британская энциклопедия». Последняя редакция и обновление этой статьи производились Адамом Огастином, управляющим редактором справочного материала.

Узнайте больше в этих связанных статьях Britannica:

  • строительство: Стекло как строительный материал

    Стекло претерпело значительное развитие во второй индустриальной эпохе.Изготовление прозрачного листового стекла было усовершенствовано в конце 19 века, равно как и методы пескоструйной обработки и травления. В Соединенных Штатах в 1905 году компания Libbey Owens Glass

  • Консервация и реставрация произведений искусства: Стекло и другие стекловидные материалы

    Стекло издревле использовалось как в декоративном, так и в повседневном использовании. Стекло , глазурь, эмаль и фаянс — четыре изделия из стекловидного тела — изготавливаются из трех основных компонентов: кремнезема, щелочи и небольшого количества кальция. Стекло , глазури и эмаль (но не фаянс)…

  • аморфное твердое тело: прозрачные стекла

    Термины стекло и оконное стекло часто используются как синонимы в повседневном языке, настолько знакомо это древнее архитектурное применение аморфных тел.Оксидные стекла, описанные в таблице, не только отлично пропускают свет, но и хороши…

Промышленное стекло | Британника

Промышленное стекло , также называемое архитектурным стеклом , твердый материал, который обычно является блестящим и прозрачным на вид и демонстрирует большую долговечность при воздействии природных элементов. Эти три свойства — блеск, прозрачность и долговечность — делают стекло предпочтительным материалом для таких предметов домашнего обихода, как оконные стекла, бутылки и лампочки.Однако ни одно из этих свойств по отдельности, ни все они вместе не являются достаточными или даже необходимыми для полного описания стекла. Согласно современным научным представлениям, стекло — это твердый материал, имеющий атомарную структуру жидкости. Сформулировано более подробно, следуя определению, данному в 1932 году физиком W.H. Захариасен, стекло представляет собой протяженную трехмерную сеть атомов, образующих твердое тело, в котором отсутствует периодичность (или повторяющееся, упорядоченное расположение), характерная для кристаллических материалов.

Обычно стекло образуется при охлаждении расплавленной жидкости таким образом, чтобы предотвратить упорядочение атомов в кристаллическое образование. Вместо резкого изменения структуры, которое имеет место в кристаллическом материале, таком как металл, когда он охлаждается ниже точки плавления, при охлаждении стеклообразующей жидкости происходит постоянное затвердевание жидкости до тех пор, пока атомы практически не замерзнут. более или менее случайное расположение, подобное расположению, которое они имели в текучем состоянии.И наоборот, при нагревании твердого стекла происходит постепенное размягчение структуры, пока она не достигнет жидкого состояния. Это монотонно меняющееся свойство, известное как вязкость, позволяет изготавливать изделия из стекла непрерывно, при этом сырье плавится до однородной жидкости, доставляется в виде вязкой массы на формовочную машину для изготовления определенного продукта, а затем охлаждается до твердого состояния. и жесткое состояние.

В этой статье описываются состав и свойства стекла и его формирование из жидких расплавов.В нем также описываются процессы промышленного производства стекла и стеклоформования, а также рассматривается история стекловарения с древних времен. При этом в статье основное внимание уделяется составу и свойствам оксидных стекол, которые составляют основную часть товарного тоннажа стекла, а также традиционным методам термического плавления или плавления стекла. Однако внимание также уделяется другим неорганическим стеклам и менее традиционным производственным процессам.

Подробное описание физики стеклообразного состояния см. В статье «Аморфное твердое тело».Для полной обработки различных художественных применений стекла см. Витражи и изделия из него.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

Стеклянные композиции и аппликации

Из различных семейств стекла, представляющих коммерческий интерес, большинство основано на кремнеземе или диоксиде кремния (SiO 2 ), минерале, который в большом количестве встречается в природе, особенно в кварце и пляжных песках. Стекло, изготовленное исключительно из кремнезема, известно как кварцевое стекло или стекловидный кремнезем.(Его также называют плавленым кварцем, если оно получено в результате плавления кристаллов кварца.) Кремнеземное стекло используется там, где требуются высокая рабочая температура, очень высокая термостойкость, высокая химическая стойкость, очень низкая электропроводность и хорошая прозрачность в ультрафиолете. Однако для большинства изделий из стекла, таких как контейнеры, окна и лампочки, основными критериями являются низкая стоимость и хорошая долговечность, а стекла, которые лучше всего соответствуют этим критериям, основаны на системе натриево-кальциево-кремнеземная. Примеры этих стекол приведены в таблице «Состав типичных оксидных стекол».

Состав типичных оксидных стекол
оксидный ингредиент (в процентах по весу)
стеклянная семья стеклянная аппликация кремнезем
(SiO 2 )
сода
(Na 2 O)
известь
(CaO)
оксид алюминия
(Al 2 O 3 )
магнезия
(MgO)
стекловидный кремнезем печные трубы, тигли для плавления кремния 100.0
силикат натриево-кальциевый окно 72,0 14,2 10.0 0,6 2,5
контейнер 74.0 15.3 5,4 1.0 3,7
лампочка и трубка 73,3 16.0 5.2 1.3 3.5
посуда 74.0 18.0 7,5 0,5
боросиликат натрия химическая посуда 81,0 4.5 2.0
свинцово-щелочной силикат свинцовый «кристалл» 59.0 2.0 0,4
телевизионная воронка 54,0 6.0 3.0 2.0 2.0
алюмосиликат стеклянная галогенная лампа 57.0 0,01 10.0 16.0 7.0
стеклопластик «Е» 52,9 17,4 14,5 4.4
оптический «Корона» 68.9 8,8
оксидный ингредиент (в процентах по весу)
стеклянная семья стеклянная аппликация оксид бора
(B 2 O 3 )
оксид бария
(BaO)
оксид свинца
(PbO)
оксид калия
(K 2 O)
оксид цинка
(ZnO)
стекловидный кремнезем печные трубы, тигли для плавления кремния
силикат натриево-кальциевый окно
контейнер след 0.6
лампочка и трубка 0,6
посуда
боросиликат натрия химическая посуда 12.0
свинцово-щелочной силикат свинцовый «кристалл» 25,0 12.0 1.5
телевизионная воронка 23.0 8.0
алюмосиликат стеклянная галогенная лампа 4.0 6.0 след
стеклопластик «Е» 9.2 1.0
оптический «Корона» 10.1 2,8 8,4 1.0

После кремнезема многие «натронно-известковые» стекла содержат в качестве основных компонентов соду или оксид натрия (Na 2 O; обычно получают из карбоната натрия или кальцинированной соды), а также известь или оксид кальция (CaO; обычно полученный из обжаренного известняка).К этой основной формуле могут быть добавлены другие ингредиенты для получения различных свойств. Например, добавляя фторид натрия или фторид кальция, можно получить полупрозрачный, но непрозрачный продукт, известный как опаловое стекло. Другой вариант на основе диоксида кремния — боросиликатное стекло, которое используется там, где требуется высокая термостойкость и высокая химическая стойкость, например, в химической стеклянной посуде и автомобильных фарах. В прошлом «хрустальная» посуда из свинца изготавливалась из стекла, содержащего большое количество оксида свинца (PbO), что придавало продукту высокий показатель преломления (отсюда блеск), высокий модуль упругости (отсюда звучность или «кольцо»). ”), А также большой рабочий диапазон температур.Оксид свинца также является основным компонентом припоев для стекла или герметизирующих стекол с низкими температурами обжига.

К другим стеклам на основе диоксида кремния относятся алюмосиликатные стекла, которые занимают промежуточное положение между стекловидным диоксидом кремния и более распространенными силикатно-натриевыми стеклами по термическим свойствам, а также по стоимости; стекловолокно, такое как стекло E и стекло S, используемое в пластмассах, армированных волокном, и в теплоизоляционной вате; и оптические стекла, содержащие множество дополнительных основных компонентов.

Без кремния

Оксидные стекла не на основе диоксида кремния не имеют большого коммерческого значения.Обычно это фосфаты и бораты, которые находят некоторое применение в биорезорбируемых продуктах, таких как хирургическая сетка и капсулы с замедленным высвобождением.

Стекла неоксидные

Стекла из фторида тяжелых металлов

Из неоксидных стекол фторидные стекла с тяжелыми металлами (HMFG) потенциально могут использоваться в телекоммуникационных волокнах из-за их относительно низких оптических потерь. Однако их также чрезвычайно трудно формировать и они обладают плохой химической стойкостью. Наиболее изученной группой HMFG является так называемая группа ZBLAN, содержащая фториды циркония, бария, лантана, алюминия и натрия.

Стекловидные металлы

Другая неоксидная группа — стеклообразные металлы, образующиеся при высокоскоростной закалке жидких металлов. Возможно, наиболее изученным стеклообразным металлом является соединение железа, никеля, фосфора и бора, которое коммерчески доступно как Metglas (торговая марка). Используется в гибких магнитных экранах и силовых трансформаторах.

Последним классом неоксидных некристаллических веществ являются халькогениды, которые образуются при плавлении вместе халькогенных элементов сера, селен или теллур с элементами из группы V ( e.g., мышьяк, сурьма) и IV группы ( например, германий) периодической таблицы. Благодаря своим полупроводниковым свойствам халькогениды нашли применение в устройствах переключения порогов и памяти, а также в ксерографии. Связанный конечный член этой группы — элементарные аморфные твердые полупроводники, такие как аморфный кремний (a-Si) и аморфный германий (a-Ge). Эти материалы являются основой большинства фотоэлектрических приложений, таких как солнечные элементы в карманных калькуляторах. Аморфные твердые тела имеют жидкоподобный атомный порядок, но не считаются настоящими стеклами, потому что они не демонстрируют непрерывного перехода в жидкое состояние при нагревании.

В некоторых стеклах можно вызвать определенную степень кристаллизации в обычно неупорядоченной атомной структуре. Стекловидные материалы с такой структурой называются стеклокерамикой. Коммерчески полезная стеклокерамика — это стеклокерамика, в которой высокая плотность неориентированных кристаллов одинакового размера достигается в объеме материала, а не на поверхности или в отдельных областях. Такие продукты неизменно обладают прочностью, намного превышающей прочность исходного стекла или соответствующей керамики.Яркими примерами являются сосуды для приготовления пищи Corning Ware (торговая марка) и зубные имплантаты Dicor (торговая марка).

Помимо стеклокерамики, полезные изделия из стекла могут быть получены путем смешивания керамических, металлических и полимерных порошков. Большинство продуктов, изготовленных из таких смесей или композитов, проявляют свойства, которые являются комбинацией свойств различных ингредиентов. Хорошими примерами композитных продуктов являются пластмассы, армированные стекловолокном, для использования в качестве жестких эластичных твердых тел, а также толстопленочные проводники, резисторы и диэлектрические пасты с заданными электрическими свойствами для упаковки микросхем.

В природе встречается несколько видов неорганических стекол. К ним относятся обсидианы (вулканическое стекло), фульгариты (образованные ударами молнии), тектиты, обнаруженные на суше в Австралазии, и связанные с ними микротектиты со дна Индийского океана, молдавиты из Центральной Европы и стекло Ливийской пустыни из западного Египта. Благодаря своей чрезвычайно высокой химической стойкости под водой, микротектитовые композиции представляют значительный коммерческий интерес для иммобилизации или переработки опасных отходов.

Источник прочности плавленых смотровых стекол для химических и фармацевтических процессов

СЖАТИЕ VS. ФУЗИЯ: ИСТОЧНИК ПРОЧНОСТИ ПЛАВЛЕННЫХ ОЧКОВ ДЛЯ ХИМИЧЕСКИХ И ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Производители смотровых стекол используют различные комбинации металла и стекла для получения четкого и герметичного обзора различных химических, фармацевтических и промышленных процессов. Пользователи смотровых стекол должны разобраться в спорах, касающихся относительных достоинств каждой комбинации, используемых сплавов и состава стекла.Эти противоречия усугубляются распространенным неправильным пониманием роли сжатия в стеклянном элементе, прочности связи между металлом и стеклом и того, как эти соображения влияют на оптимальное рабочее давление и максимальный реализованный предел. В этом документе сравниваются две наиболее распространенные комбинации и обсуждается правильная методология расчета силы, полученной в результате каждой из них. В исследовании делается вывод о том, что какая бы комбинация стекла и металла ни обеспечивала наибольшее сжатие, также обеспечивает наивысшую прочность, и поэтому именно сжатие, а не сплавление, определяет надежность смотрового стекла.

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ПРОЦЕСС

Во время нагрева стекло плавится внутри металлического кольца, поскольку кольцо расширяется. Затем температура повышается до точки, при которой стекло и металлическое кольцо сливаются вместе. Когда устройство охлаждается, стекло затвердевает, прежде чем металлическое кольцо вернется к исходному размеру. Это приводит к растяжению металлического кольца и равномерному радиальному сжатию стекла.

Это сжатие усиливает стекло, потому что оно сильнее, чем силы растяжения, которые могут вызвать изгибающий момент (внутренний крутящий момент) на стекле.Фактически, при очень сильном сжатии стекло действительно становится эластичным: удивительная способность гнуться без трещин.

Наибольшее сжатие достигается при использовании сплава металла, который сильно сжимается при охлаждении, в сочетании со стеклом, которое мало сжимается при охлаждении: чем больше разница, тем сильнее сжатие. Это сложнее, чем кажется: слишком сильное сжатие — и смотровое стекло разобьется.

Производители смотрового стекла пробовали разные стальные сплавы и разные виды стекла, но на практике натриево-кальциевое и боросиликатное стекло являются двумя типами стекла, поскольку они обеспечивают оптимальные коэффициенты теплового расширения.Производители используют различные типы металла, включая Duplex, Hastelloy® и углеродистую сталь. Не рекомендуется использовать нержавеющую сталь 316, поскольку ее коэффициент теплового расширения слишком высок и стекло может треснуть. Какие бы материалы ни использовались, степень сжатия можно предсказать по разнице тепловых коэффициентов расширения между материалами.

МЕТОДОЛОГИЯ СРАВНЕНИЯ

Для сравнения этих комбинаций стекло / металл в данной статье используются математические модели, основанные на известных физических свойствах каждого материала, как описано в опубликованных источниках.Эти математические модели могут точно определить, сколько сжимающей силы создается, когда стекло затвердевает и металлическое кольцо сжимается, приближаясь к своему теоретическому диаметру.

Для целей исследования было принято значение 20 ° C (68 ° F). Стандартный размер смотрового стекла был выбран со следующими характеристиками:

  • Наружный диаметр: 100 мм (3,94 дюйма)
  • Внутренний диаметр 55 мм (2,17 дюйма)
  • Толщина 15 мм (0,59 дюйма)

Основная цель этого исследования состояла в том, чтобы количественно оценить величину радиального сжатия, создаваемого разницей между стеклом и металлом в коэффициенте теплового расширения при охлаждении смотровых стекол.Для этого используется следующая формула:

РЕЗУЛЬТАТЫ: НАТРИНОВАЯ ИЗВЕСТЬ И БОРОСИЛИКАТНОЕ СТЕКЛО

Применяя это уравнение к двум смотровым стеклам, мы видим, что смотровое стекло, сделанное из боросиликатного стекла, создает значительно большее сжатие, чем стекло, сделанное из известково-натриевого стекла. Кроме того, существует прямая зависимость между степенью сжатия и прочностью смотрового стекла. Смотровое стекло из боросиликатного стекла выдерживает гораздо большее давление.Прочность также важна для безопасности рабочего и снижает потребность в обслуживании и замене смотрового стекла.

Натриево-известковое стекло с рамой из нержавеющей стали Duplex:

  • Компрессия: 73,5 МПа (10660 фунтов на кв. Дюйм)
  • Макс. Давление Рабочее давление: 24 бар (348 фунтов на кв. Дюйм)
  • Оптимальное рабочее давление: 16 бар (232 фунт / кв. Дюйм)

Боросиликатное стекло с рамой из нержавеющей стали Duplex:

  • Компрессия: 195,9 МПа (28412 фунтов на кв. Дюйм)
  • Макс.Давление Рабочее давление: 96,9 бар (1405 фунтов на кв. Дюйм)
  • Оптимальное рабочее давление: 64,6 бар (937 фунтов на кв. Дюйм)

РАЗРЕШЕНИЕ СПОРА: СОДА ИЗВЕСТЬ / ХАСТЕЛЛОЙ ПРОТИВ БОРОСИЛИКАТА / ДУПЛЕКС

Недавно в промышленность было введено смотровое стекло, изготовленное из запатентованного натриево-кальциевого стекла в сочетании с кольцом из нержавеющей стали Hastelloy C22. Эта комбинация стекла и металла была источником некоторых разногласий, обсуждавшихся ранее, потому что ее поставщик заявляет, что ее комбинация стекла и металла лучше, потому что она обеспечивает лучшее плавление стекла и металла.Центральные вопросы этой статьи: откуда берется сила смотрового стекла? Какие сплавы металла и какие типы стекла создают самые прочные смотровые стекла? Ответы приходят из сравнения силы сжатия смотрового стекла из хастеллоя / натронной извести с силой сжатия смотрового стекла из дуплексного / боросиликатного стекла.

Натриевое стекло с рамой из нержавеющей стали Hastelloy C-22:

  • Компрессия: 67 МПа (9717 фунтов на кв. Дюйм)
  • Макс. Рабочее давление: 21.2 бара (307 фунтов на кв. Дюйм)
  • Оптимальное рабочее давление: 14,1 бар (204 фунт / кв. Дюйм)

Боросиликатное стекло с рамой из нержавеющей стали Duplex:

  • Компрессия: 159,9 МПа (28412 фунтов на кв. Дюйм)
  • Макс. Давление Рабочее давление: 96,9 бар (1405 фунтов на кв. Дюйм)
  • Оптимальное рабочее давление: 64,6 бар (937 фунтов на кв. Дюйм)

Такие результаты вовсе не были неожиданностью. Разница в коэффициентах теплового расширения среди материалов
вопрос предсказывает разные результаты.

Результат сжатия боросиликатного стекла в три раза превышает сжатие, реализованное на
фирменное натриево-известковое стекло. В свою очередь, мы можем с уверенностью оценить боросиликатное стекло / дуплексную нержавеющую сталь
.
конструкция обеспечивает в четыре с половиной раза большую устойчивость к давлению.

Кроме того, эти результаты могут объяснить, почему никогда не сообщалось о случае плавленого боросиликатного смотрового стекла.
что просочилось.В дополнение к обычному сплавлению стекла и металла, сверхвысокое давление обеспечивает связь
между дуплексной нержавеющей сталью и боросиликатным стеклом, что делает его для всех практических целей плавленым сплавом
переход, а не соединение.

СРАВНЕНИЕ РАБОЧЕГО ДАВЛЕНИЯ

Определив, что боросиликатное стекло в сочетании с кольцом из дуплексной нержавеющей стали дает самые прочные сваренные смотровые стекла, мы затем составили диаграмму максимального рабочего давления в широком диапазоне рабочих температур.Максимальное рабочее давление — это самое высокое постоянное давление, которое может выдержать смотровое стекло без превышения коэффициента запаса прочности 8. Это не разрывное давление. При таком давлении на стекле не появятся трещины. Результаты исследования были получены путем повторения математической модели, описанной выше, со следующими результатами:

В заключение, прочность плавленого смотрового стекла напрямую зависит от степени сжатия стекла.
Фьюжн — заставить стекло прилипать к металлу — легко; это нормальный побочный продукт производства.
Однако надежность смотрового стекла не имеет почти ничего общего со сваркой. Скорее компрессия
крепит стекло к металлу и создает герметичное уплотнение.

Кроме того, прочное (с высокой степенью сжатия) смотровое стекло обеспечивает надежность и в других отношениях. Стекло более эластичное,
повышение устойчивости стекла к растрескиванию при промывании холодной водой, изменение температуры, высокое давление,
царапины, неправильная установка и удары.Кроме того, неправильное обслуживание смотрового стекла, износ и прочее
факторы могут резко снизить точку отказа и подвергнуть опасности рабочих. Лучшая стратегия безопасности — начать с
.
самое прочное смотровое стекло.

Hastelloy® является зарегистрированным товарным знаком Haynes International, Inc.

Смотровое стекло со сжатым или плавленым сплавом | Приложения для смотрового стекла

Плавленое смотровое стекло иногда используется для продвижения некоторых марок смотровых стекол, основываясь на убеждении, что большее сплавление стекла с металлом в процессе производства приведет к созданию более прочного готового смотрового стекла для использования в химических и фармацевтических процессах.

В процессе производства стекло плавится внутри металлического кольца, поскольку кольцо расширяется. Затем температура повышается до точки, при которой стекло и металлическое кольцо сливаются вместе. Когда устройство охлаждается, стекло затвердевает, прежде чем металлическое кольцо вернется к исходному размеру. Это приводит к растяжению металлического кольца и равномерному радиальному сжатию стекла. Наибольшее сжатие достигается при использовании сплава металла, который сильно сжимается при охлаждении, в сочетании со стеклом, которое мало сжимается при охлаждении: чем больше разница, тем сильнее сжатие.Fusion — заставить стекло прилипать к металлу — легко достичь, но не так критично для надежности смотрового стекла, как сжатие. Сжатие усиливает стекло, потому что оно сильнее, чем силы растяжения, которые могут создать внутренний крутящий момент на стекле. Следовательно, надежность смотрового стекла зависит от степени сжатия, а не от плавления.

Недавнее исследование показывает, что сочетание стекла и металла, обеспечивающее наибольшее сжатие, также обеспечивает наивысшую прочность.В исследовании сравнивали смотровое стекло из натриево-кальциевого стекла и раму из нержавеющей стали Duplex с боросиликатным смотровым стеклом (также с рамой из нержавеющей стали Duplex) для анализа величины радиального сжатия, создаваемого разницей между стеклом и металлом в коэффициент теплового расширения при охлаждении смотровых стекол. Анализ показал, что боросиликатное стекло производит значительно большее сжатие, чем стекло, изготовленное из известково-натриевого стекла. Кроме того, существует прямая зависимость между степенью сжатия и прочностью смотрового стекла.Смотровое стекло из боросиликатного стекла выдерживает гораздо большее давление. Прочность также важна для безопасности рабочего и снижает потребность в обслуживании и замене смотрового стекла.

В исследовании также сравнивалась сжимающая сила смотрового стекла, изготовленного из запатентованного натриево-кальциевого стекла в сочетании с кольцом из нержавеющей стали Hastelloy C22 (которое рекламируется благодаря высокому сплаву стекла с металлом), с силой сжатия смотрового стекла из дуплексной / боросиликатной стали. . Конструкция из боросиликатного стекла / дуплексной нержавеющей стали обеспечивает в четыре с половиной раза большую устойчивость к давлению, чем смотровое стекло из натронной извести / хастеллоя.Надежность смотрового стекла практически не имеет ничего общего с оплавленным смотровым стеклом; сжатие — это самое важное, потому что оно обеспечивает надежное крепление стекла к металлу и герметичное уплотнение. Узнайте больше о нашей полной линейке боросиликатных смотровых стекол.

Чтобы получить все подробности об этом исследовании, уделите несколько минут прочтению официального документа о сжатии и слиянии.

Стекло

Стекло

Стекло — аморфное вещество.
имеющий однородную консистенцию.Это твердый, хрупкий, прозрачный или полупрозрачный
материал. Это самый распространенный материал, застекленный в рамы для дверей, окон.
и навесные стены. Наиболее распространенные типы, используемые в строительстве:
листовое, листовое, ламинированное, изоляционное, закаленное, армированное и узорчатое стекло. Большинство
обычные бесцветные стекла представляют собой силикат щелочно-известкового и свинцово-щелочного
с прочностью на растяжение и сжатие около 30-60 Н / мм 2
и 700-1000Н / мм 2 ,
соответственно и модуль упругости в диапазоне 0.45 10 5 в
0,8 10 5 Н / мм 2 . На силу очень сильно влияет
внутренние дефекты, шнуры и посторонние вторжения. Главный недостаток стекла
его хрупкость, зависящая от ряда факторов, главный из которых
отношение модуля упругости материала к его прочности на разрыв.

Составляющие

Сырье, используемое в
Производство стекла — это песок, известь (мел) и сода или поташ, которые плавятся
более 1000 o C.Оксиды железа, свинца и буры добавляют для изменения твердости,
блеск и цвет. Функции различных ингредиентов заключаются в следующем.

Кремнезем используется в виде
чистый кварц, дробленый песчаник и измельченный кремень; не должно быть железа
содержимое для стекла высшего качества. Поскольку он плавится при очень высоких температурах
(1710 o C) карбонаты натрия или калия добавляются для снижения температуры плавления.
температура примерно до 800 o C.Они также делают жидкий кремнезем более вязким и
работоспособный.

Известь используется в виде
известняк, мел или чистый мрамор, а иногда и мергель. Добавление извести делает
стеклянная жидкость и подходит для выдувания, волочения, прокатки, прессования или
спиннинг. Он также придает стеклу долговечность и прочность. Избыток извести
делает расплавленную массу слишком тонкой для изготовления.

Сода действует как ускоритель синтеза
стекло и его избыток вредны.

Калий делает стекло неплавким и разжигает огонь
стойкий.

Оксид свинца придает цвет,
яркость и блеск. Когда 15-30% его добавлено в
заменитель извести снижает температуру плавления, обеспечивает хорошую обрабатываемость, в то время как
его прозрачность теряется, стекло становится хрупким и кристаллическим.

Бойни — битые стаканы добавлены
действовать как флюс, чтобы предотвратить потерю щелочи из-за улетучивания во время процесса
формовки стекла, а также для понижения температуры плавления.Однако флюс может
снизить стойкость стекла к химическому воздействию, сделать его водорастворимым или
подвергнуть его частичному или полному расстеклованию (кристаллизации) на
охлаждение. Эти кристаллические области очень непрочны и хрупки. Стабилизаторы
добавляются для преодоления этих дефектов.

Титаник
кислоты, оксиды никеля и кобальта используются для хроматической нейтрализации.

Примечание: Утюг нежелателен в качестве
составляющая.Однако, когда он присутствует, он сообщает бутылку

зеленого цвета на стекло. Чтобы преодолеть этот диоксид марганца
известное как мыло стеклодува, которое моет
жидкое стекло и удаляет цвет.

Производство

Стекло производится в четыре этапа:

Плавка Сырье известь,
сода и песок отдельно
очищенные, измельченные, просеянные

(так называемая «партия») в
определенной пропорции и смешанные с водой плавятся в непрерывном виде
(баковая) печь или печь периодического действия (горшок).Заряд на первом этапе
тает, образуя пузырчатую липкую массу, и при повышении температуры (1100 o C-1200 o C)
он превращается в более водянистую жидкость, и пузыри поднимаются на поверхность. В
Процесс плавления обычного натриевого стекла включает следующую серию
реакции:

CaCO 3 + SiO 2
CaSiO 3 + CO 2

Na 2 CO 3
+ SiO 2 Na 2 SiO 3
+ CO 2

Когда все
углекислый газ, выделившийся из расплавленной массы, обесцвечивает такие как
MnO 2 или нитр добавляются, чтобы избавиться от соединений железа и
углерод.На этом этапе добавляются красящие соли. Нагревание продолжается до
расплавленная масса не содержит пузырьков и стеклянных шариков. По мере остывания стекла (800 o
C), он готов к вытяжке или плаванию до желаемой толщины и размера на
другой конец печи, как показано на блок-схеме на Рис.

Формовка
и формовка
Расплавленное стекло может быть изготовлено по желанию
формы любым из из следующих методов:

Выдув A длиной 2 м и 12 мм
Выдувная труба диаметром опускается в расплавленное стекло и вынимается.Проводится
вертикально и сильно продувается оператором. Прилипшее расплавленное стекло
принимает форму полого шара. По охлаждению

подогрев и продувка
операция повторяется несколько раз, пока не будут готовы нужные статьи.

Квартира
Рисование Процесс вытягивания стекла в лист начинается, когда решетка
(приманка) опускается в стакан в печи.За короткое время жидкость расплавится
стекло прилипает к приманке, и по мере того, как приманка медленно поднимается, она вытягивает лист
стекло. Затем приманку и нарисованный лист стекла протягивают через ролики,
приманка отламывается и вытягивается сплошной лист стекла. Этот лист
затем медленно охлаждают в камере и отжигают для резки до нужного размера. А
Станок для вертикального волочения стекла показан на рис.

Компрессионное формование в этом
технологические формы используются для получения изделий желаемой формы.

Прядение Машина используется для
раскрутите расплавленное стекло. Полученные таким образом волокна очень тонкие и используются для
тепло- и звукоизоляция.

Изделия из стекла для отжига
позволяют остыть при комнатной температуре, проходя через разные камеры
с понижающейся температурой. При быстром охлаждении стекло является плохим проводником.
тепла, поверхностный слой сначала остывает, и в
внутренние части, что вызывает неравномерное расширение, и предметы, вероятно,
взломать.

Чистовая обработка
После отжига стеклянные изделия очищаются, шлифуются, полируются, режутся и шлифуются.
взорвали.

Классификация

В зависимости от составляющих
Стекла подразделяются на натриево-кальциевое, свинцовое и боросиликатное.

Натриево-известковое стекло также
известное как кальцинированное стекло, содовое стекло или мягкое стекло.Натриевое стекло получено
путем сплавления смеси кремнезема, извести и соды. Качество этого стекла может быть
улучшается путем добавления оксида алюминия и оксида магния, и стекло затем называется
корона стекло. Это наиболее распространенный тип стекла, который используется в дверях, окнах и
для изготовления стеклянных изделий, например бутылок.

Свинцовое стекло также
известное как бесцветное стекло получается путем сплавления смеси кремнезема, свинца и
поташ.Он не содержит примесей железа и бесцветен. Свинцовое стекло
имеет блестящий вид и может полироваться. На это не влияет
температура. Электрические лампочки, оптические стекла, граненые стекла, изделия из декоративного стекла.
и радиолампы — некоторые из изделий, сделанных из него.

Стекло боросиликатное
получают путем сплавления смеси кремнезема, буры, извести и полевого шпата. Примеры
Стекло пирекс и жаропрочное стекло.Боросиликатное стекло выдерживает
высоких температур и наиболее подходит для изготовления лабораторного оборудования и
посуда.

Коммерческие формы

Листовое стекло используется
для остекления дверей, окон и перегородок и получается выдуванием расплавленного металла
стекло в форме цилиндра. Концы изготовленного таким образом цилиндра
срезать и цилиндр расплющить над плоским лотком.Он доступен в
толщиной 2, 2,5, 3, 4, 5, 5,5 и 6,5 мм и размером до 1750 1100 мм
и классифицируется как

Тип использования

Обычный
качество остекления Общие
инженерное назначение

Выбрано
Класс качества остекления
работает

Специальный
выбранное качество Superior
качественные работы типа витрин

и
шкафы и т. д.

Стеклянная пластина используется
для всех инженерных целей и превосходит листовое стекло. Тарелка отличается
из листового стекла тем, что он имеет параллельную поверхность без искажений, полученную
шлифованием или плаванием. Его получают путем заливки расплавленного стекла на
разливочные столы и выравнивание до однородной толщины. Оба стекла
затем поверхности шлифуются, сглаживаются и полируются.Стекло, произведенное таким образом, прозрачное
и содержит безупречные истинные плоские поверхности и доступен в толщинах
От 3 до 32 мм и размером до 2750 900 мм. Классифицируется как

.

Тип использования

Земля
витрины качества стекла
шкафы, прилавки, витрины и т. д.

Выбрано
качество остекления Изготовление
зеркала

Специальный
выбранное качество Высокое
класс работ, лобовое стекло автомобилей

закаленное
Glass
изготавливается из листового стекла путем повторного нагрева, внезапного охлаждения и
от 3 до 5 раз прочнее листового стекла.Хотя и небьющийся, но
лучше противостоит нагрузкам изгиба, чем листовое стекло, а в случае разбития части
относительно небольшой по размеру. Широко используется на спортивных аренах, скольжениях.
двери и ненесущие стены.

Wired Glass есть
получается путем заделки проволочной сетки 0,46-0,56 мм в центр листового стекла
во время литья. Минимальная толщина армированного стекла — 6 мм. Когда сломан
он не распадается. У него более высокая температура плавления, чем у обычного стекла.Армированное стекло используется в огнестойких дверях и окнах, в потолочных светильниках и
крыши. Особым примером этого является стекло с армированным рефрактом, пропускающее 100%.
На цент больше света, чем в других очках.

Obscured Glass Изготовлено
сравнительно непрозрачный для солнечного света. Также известен как узорчатое стекло. Они являются
классифицируются как матовые, катаные и ребристые.

Матовое стекло производит
подвергая полированную поверхность стекла пескоструйной струе, которая стачивает
поверхность.Его также можно получить травлением стекла плавиковой кислотой.

Прокатное стекло имеет серию волн
желаемого рисунка на поверхности, также известное как фигурное катаное стекло.

Ребристое стекло серии А
треугольных ребер образуются в стекле при литье.

Многослойное стекло изготовлено
путем размещения слоя поливинилбутираля между двумя или более слоями
из листового или листового стекла.Его также называют безопасным стеклом. Примеры
жаропрочное стекло, звуконепроницаемое стекло и пуленепробиваемое стекло. Тепло и звук
защитные стекла Две или более стеклянных пластинки зажаты тонированным пластиковым внутренним слоем.
слой. Обеспечивает высокую устойчивость к нагреву и блику. Увеличивая
толщиной пластикового слоя стекло можно сделать более звукоизоляционным.

Пуленепробиваемое стекло производства
размещение винилового пластика и стекла в несколько чередующихся слоев и прижимание их
с наружными слоями стекла.Используется в банках, ювелирных магазинах и на витринах.
окна.

Изоляционное стекло состоит из
две стеклянные пластины, в которые прослойка 6-13 мм
густой обезвоженный воздух запечатывается. Закругленные края образуются путем сплавления.
две стеклянные пластины. Эти стекла снижают теплопередачу на 30-60%.
цент

Стекло теплопоглощающее голубоватое
зеленого цвета и отсекает ультрафиолетовые лучи солнца.Например, калорекс.
Он используется в железнодорожных вагонах, на заводах, в больницах, клубах здоровья и
кухни.

Матовое стекло В этом
Тип стекла Одна грань листового или листового стекла делается шероховатой шлифованием. Это
используется для сохранения конфиденциальности, закрывая обзор и в то же время
позволяющий свет. Матовое стекло используется для спален, туалетов и для изготовления
черные доски.

Стеклянный блок полый
Герметизация производится путем скрепления между собой двух половинок прессованного стекла. Используется для
изготовление перегородок.

Цветное стекло получают путем добавления
оксиды металлов в расплавленное стекло:

Виды очков Металл
оксид

Свинец
стекло, 1 процент оксида меди и 1

Рубиново-красное стекло по

центов
магнитный оксид железа

Рубиновое розовое стекло Золото
хлорид используется как краситель.

коричневатый
красный цвет получается добавлением

оксид

из
железо, синевато-красный оттенок получается по

Добавление

2
процентов MnO2 и -4 процента селитры

(KnO3).

0,1
процент оксида кобальта в обыкновенном

синее стекло стекло.

Желтое стекло 2-3% ураната щелочного металла.

(а) Урановое стекло (зеленовато-желтое)

(б) Селеновое стекло (оранжевое) Селенит и а
восстановитель или оксид железа

Зеленое стекло (изумрудно-зеленое) и MnO2.

Оксид
хрома Cr2O7.

Фиолетовое стекло (фиолетовый) MnO2

Черное стекло Оксид Co и Mn.

Opal Glass также
известный как молочный стакан. Производится добавлением костной золы, оксида олова и белого .
мышьяк в витреосил (99,5% кварцевого стекла, известного как прозрачное кварцевое стекло). В
состав — 10 частей песка, 4 части криолита и 1 часть оксида цинка.

Стеклянная эмаль
получают путем добавления в обычное стекло прокаленного оксида свинца и олова. Состав
состоит из 10 частей песка, 20 процентов оксида свинца и олова и 8 частей поташа.

Оптический
Стекло
содержит фосфор, силикат свинца и немного оксида церия,
последний способен поглощать ультрафиолетовый свет, вредный для глаз.
Из них делают линзы.

(PDF) Исследование удаления пузырьков в кварцевом стекле, полученном методом пламенного синтеза из порошка бразильского природного кварца

Исследование удаления пузырьков в кварцевом стекле, полученном методом Flame Fusion

из порошка бразильского природного кварца

GUERRA Christiano Pereiraa, ONO Eduardob,

SANTOS Murilo Ferreira Marquesc, SUZUKI Carlos Kenichid

Faculdade de Engenharia Mecânica, Universidade Estadual de Campinas

Av.Менделеева, 200, Cidade Universitária Zeferino Vaz, Caixa postal: 6122, Campinas, SP

CEP: 13083-970

[email protected], [email protected], [email protected], 9000zuki @0002 dsuki fem.unicamp.br

Ключевые слова: Кремнеземное стекло, плавленый кварц, природный кварц.

Abstract Стекло из диоксида кремния является фундаментальным материалом для высокотехнологичной промышленности благодаря своим физическим свойствам

. Этот материал широко используется в полупроводниковой, химической и оптической промышленности.Для применений

в оптической промышленности и специальных ламп необходимо, чтобы диоксид кремния имел пониженное содержание пузырьков

и высокий оптический коэффициент пропускания в диапазоне длин волн видимого и среднего

ультрафиолета (200 нм — 300 нм). Образцы кварцевого стекла были изготовлены методом плавления в пламени Verneuil

с использованием бразильского коммерческого порошка природного кварца и импортного промышленного порошка

высокой чистоты. Процедура кислотного выщелачивания отечественного кварцевого порошка была введена перед плавкой

для уменьшения концентрации пузырьков.Результаты сравнивались с кварцевым стеклом

, произведенным из импортного кварцевого порошка, и коммерческим кварцевым стеклом, используемым для изготовления специальных ламп

, что показало прекрасную возможность применения бразильского природного кварца для производства кварцевого стекла

с высокой добавленной стоимостью.

Введение

Продукты, полученные из плавленого кварца, представляют собой часть кварцевого цикла и непосредственно

относятся к отрасли высоких технологий.В технологии плавления для производства кварцевого стекла из природного кварца

одним из важнейших аспектов является чистота сырья. Несмотря на то, что это один из

самых распространенных минералов в природе, только несколько участков имеют достаточные запасы для поставки кварца

, требующего меньшего использования методов химической очистки в приложениях, требующих высокой чистоты [1].

В настоящее время одним из наиболее востребованных приложений для высококачественного кварцевого стекла является производство специальных ламп

, в частности ламп с бактерицидным эффектом при полной выходной мощности на длине волны

254 нм [2].Таким образом, сегодня существует потребность в производстве кварцевого стекла с уменьшенным количеством

собственных дефектов (дефектов, связанных с координацией кремниевых и кислородно-дефицитных центров) и

внешних (щелочные и металлические примеси). Образование пузырьков, которое происходит во время процесса плавления

, также представляет собой технологическую проблему кварца, влияющую на оптическое качество кварцевого стекла

[3]. В данной работе слитки кварцевого стекла были изготовлены из бразильских товарных кварцевых порошков и

импортных.Плавки были выполнены в печи Верней с использованием пламени LPG / O2. Процедура кислотного выщелачивания

в порошке бразильского кварца была испытана для уменьшения уровня пузырьков в кварцевом стекле. Для

были получены оптические характеристики произведенного диоксида кремния, спектры пропускания в среднем УФ-диапазоне (200 нм —

300 нм), которые сравнивались со спецификациями коммерческого кварцевого стекла, используемого в производстве специальных ламп

.

Материалы и методы

Бразильское сырье QP.SR был произведен EMSR (Santa Rosa Mining Company)

и получен в виде порошка. Этот кварцевый порошок просеивали для получения размера частиц, подходящего для плавления в пламени

(# 80-120 меш). Часть этого материала использовали без какой-либо дополнительной очистки

обработка, а другая часть была очищена одностадийным кислотным выщелачиванием. Процедура выщелачивания состоит из

обработки кварцевого порошка в течение 30 минут в растворе 1: 1 HF (48%) и HCl (37%)

с концентрацией.Механическое перемешивание производили каждые 10 мин. Затем порошок трижды промывали деионизированной водой

и сушили в электрической печи при 200 ° C в течение двух часов в кварцевом стекле

ISSN: 1662-9752, Vols. 798-799, pp 375-380

Все права защищены. Никакая часть содержания этого документа не может быть воспроизведена или передана в любой форме и любыми средствами без письменного разрешения Trans

Tech Publications, www.ttp.net. (# 68877481-01 / 08 / 16,16: 06: 06)

плавленое стекло арт

Мы все видели произведения искусства и украшения из плавленого стекла, но как получить эти красивые и уникальные узоры на бусах и украшениях?

Простой — «сплавлением» 2 или более кусочков стекла вместе.Определение fusion в кембриджском словаре:

(вызвать) плавление (вместе), особенно при высокой температуре:
Жар огня сплавлял многие части машины вместе.

Стекло разного цвета буквально нагревается до состояния плавления. Интересных эффектов можно добиться, используя разные материалы и процессы.

Материалы:

Различные материалы, используемые в искусстве плавленого стекла, дают разные эффекты.Некоторые из популярных материалов:

Стеклянные листы или линзы
Тонкий стеклянный лист разрезается по размеру и / или форме. Стекло может быть прозрачным, тонированным, сплошным, опалесцирующим (отражает свет, как опал, т. Е. Цвет меняется в зависимости от положения света), переливающимся (содержит много ярких цветов, которые меняются при движении) и многими другими эффектами. Эти эффекты производятся производителями стекла.

Порошок или фритт
Очень маленькие кусочки стекла называются фриттами, и они могут быть похожи на порошок.Они бывают разных цветов.

Дихроичное стекло
Первоначально разработанный для НАСА, это специальный слой поверх стекла. Это довольно дорого, но дает красивые световые эффекты. Это связано с тем, что свет, который проходит, и свет, который отражается, ведут себя по-разному, часто давая 2 совершенно разных цветовых эффекта при движении фигуры. Проходящий свет — это свет, который движется через объект, а отраженный свет отражается от объекта.

Стрингеры / стержни и т. Д.
Чтобы добавить эффекты, можно добавить очень тонкие кусочки стекла или стрингеры. Другие элементы могут быть включены в общую смесь стекла для создания узоров или интересных эффектов.

CoE
CoE означает коэффициент расширения — это скорость, с которой стекло плавится при различных температурах. При плавлении стекла лучше всего использовать разные стекла с одинаковым CoE, поскольку они более совместимы. Например, Совет Европы 96 или Совет Европы 104.

Процессы:

Стекло плавится в специальной печи, достигающей температуры до 925 ° C. Несколько кусочков стекла можно сплавить за один раз или это можно сделать в несколько этапов, чтобы создать кусок. Вот некоторые примеры процессов:

Full Fusing
Стекло полностью расплавлено, поэтому они растекаются.

Tack Fusing
Это когда стекло соединяется вместе, но разные части не плавятся полностью, как при полном сплавлении.Таким образом, стекло по-прежнему выглядит так, как было до плавкого предохранителя. Это делается при более низкой температуре, чем полный процесс.

Скольжение
Это еще одна распространенная техника в искусстве плавленого стекла. На этот раз стекло формуют либо с помощью формы, либо путем сгибания детали. Формы могут быть куплены на коммерческой основе или изготовлены художником. Использование пресс-форм имеет очевидные последствия для массового производства тех же форм.

Отливка в печи
Это похоже на оседание, но исходным материалом является фритта или порошковое стекло.Для этого требуются более высокие температуры печи.

Огнестойкая полировка
Здесь оплавляются только края детали, чтобы они выглядели блестящими.

Расчесывание
Этот эффект достигается проведением инструмента по поверхности расплавленного стекла, например, граблей. Стекло сохраняет эти гребни при охлаждении, что придает изделию текстуру.

Большинство людей купят готовую вещь в ремесленном магазине. Однако изготовление произведений искусства из плавленого стекла в качестве хобби или для продажи требует некоторой практики и знаний.Лучше всего начать с занятий по искусству плавленого стекла. Также есть ряд поставщиков стекла и оборудования.

  1. Дом

  2. Стеклянное Искусство

  3. Плавленое стекло

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*

*

*