Як робити скло (з ілюстраціями)

Склоробство - це дуже древній процес. Існують археологічні свідоцтва, що люди виготовляли скло ще за 2500 років до нашої ери. Отримання скла, колишнього колись рідкісним і цінним витвором мистецтва, в даний час є поширеним виробничим процесом. Вироби зі скла використовуються в якості промислової і побутової тари, ізоляторів, армуючого волокна, лінз і предметів декоративного мистецтва. Матеріали для отримання різних типів скла можуть відрізнятися, але загальний процес його отримання описаний нижче.

кроки

Метод 1 з 2:

Використання печі

1. Придбайте кварцовий пісок. Кварцовий пісок - це основний інгредієнт для виробництва скла. Скло без домішок заліза цінується за прозорість, так як якщо в склі міститься залізо, скло буде здаватися зеленуватим.

Одягайте маску, якщо ви працюєте з дуже тонкозернистим кварцовим піском. При вдиханні він може дратувати горло і легені.
Кварцовий пісок можна купити в інтернет-магазинах. Він досить дешевий, мішок вагою 25 кг коштує в районі 200 рублів. Якщо ви хочете працювати в промислових масштабах, то для великих партій спеціалізовані продавці можуть запропонувати хороші ціни - іноді менше 2000 рублів за тонну.
Якщо ви не можете знайти пісок, який містить мало домішок, ефект зеленуватого відтінку можна компенсувати додаванням невеликих кількостей діоксиду марганцю. А якщо ви хочете зеленувате скло, залиште залізо як є!

2. Додайте до піску карбонат натрію і оксид кальцію. Карбонат натрію (званий кальцинованої содою) знижує температуру одержання промислових стекол. Однак він викликає роз`їдання скла водою. Тому, щоб нейтралізувати це явище, в скло додатково вводять оксид кальцію, або вапно. Для того, щоб зробити скло більш стійким, в нього вводять оксиди магнію і / або алюмінію. Зазвичай ці добавки займають не більше 26-30 відсотків в складі скла.

3. Залежно від призначення скла, додайте інші хімічні речовини. Найбільш поширена добавка для декоративних стекол - це оксид свинцю, який забезпечує блиск кришталю, а також його низьку твердість, яка полегшує різання, а також низьку температуру освіти розплаву. Лінзи окулярів можуть містити оксид лантану, Який використовується через свою заломлюючої здатності, тоді як залізо сприяє поглинанню заліза склом.

Свинцевий кришталь може містити до 33 відсотків оксиду свинцю, однак чим більше свинцю, тим більше досвіду потрібно для того, щоб сформувати розплавлене скло, тому багато склороби вибирають низький вміст свинцю.

4. Додайте компоненти для отримання бажаного кольору скла, якщо це необхідно. Як було зазначено вище, домішки заліза в кварцовому склі надають йому зеленуватий вигляд, тому оксид заліза додається для підвищення зеленуватого відтінку, як і оксид міді. Сполуки сірки дають жовтуватий, бурштиновий, коричневий і навіть чорний відтінок, в залежності від того, скільки вуглецю або заліза додатково додають в скляну шихту.

5. поставте шихту в хороший температуроустойчівость тигель. Тигель повинен витримувати виключно високу температуру, яка досягається в печі. Залежно від добавок, вона може коливатися від 1500 до 2500 градусів. Тигель повинен бути таким, щоб захоплення його металевими щипцями і прутами не складав труднощів.

6. Розплавте суміш до рідкого стану. Для промислового силікатного скла це здійснюється в газоотапліваемой печі, спеціальне скло можна плавити в електричній, горшкові або муфельній печі.

Кварц і пісок без домішок переходять в склоподібний стан при температурі 2300 градусів Цельсія.Додавання карбонату натрію (соди) знижує температуру, необхідну для стеклообразованія до 1500 градусів Цельсія.

7. Гомогенізований розплавлене скло і видаляйте з нього бульбашки. Це має на увазі розмішування скла до рівномірної густоти і додавання таких речовин, як сульфат натрію, хлорид натрію або оксид сурми.

8. Отформуйте розплавлене скло. Формування скла можна здійснювати одним з таких способів:

Розплав скла можна вилити в форму ідать йому охолонути. Цей метод використовувався єгиптянами, саме так створюються більшість оптичних лінз.

Велика кількість розплавленого скла можна зібрати на кінці порожнистої труби, а потім видувати його, повертаючи трубу.Скло формується завдяки повітрю, продувають в трубу, силі тяжіння, що діє на розплав скла, і будь-яким інструментам, які використовує склодув для роботи з розплавленим склом.

Розплавлене скло можна виливати в ванну з розплавленим оловом, використовуваним в якості субстрату, і продувати його стисненим азотом для формування і полірування. Сформованное за цим методом скло називається флоат-склом і саме так роблять листове скло з 1950-х років.

9. Повільно охолодіть скло в печі. Цей процес називається відпалом, і при ньому видаляються всі точкові джерела напруги, які можуть утворюватися в процесі охолодження скла. Невідпаленого скло набагато менш міцне. Як тільки процес буде завершений, на скло можна наносити покриття, ламінувати або обробляти його будь-яким іншим способом для підвищення міцності і стійкості.

Точна температура відпалу може варіюватися в залежності від точного складу скла від 400 до 550 градусів Цельсія. Швидкість, з якою має охолоджуватися скло також часто різниться - в загальному випадку, більші скляні вироби повинні охолоджуватися повільніше, ніж більш дрібні. Перед тим, як починати роботу, проведіть дослідження відповідних методів відпалу.

Родинний відпалу процес - гарт, при якій сформованное і відполіроване скло поміщається в піч, нагріту щонайменше до 600 градусів Цельсія, а потім швидко охолоджують (загартовують) потоком повітря під високим тиском. Відпалених скло розбивається з утворенням гострих осколків при напрузі 40 мегапаскалей (МПа), тоді як Відпалений скло розбивається на дрібні осколки при навантаженні не менше 70 МПа, зазвичай близько 165 Мпа.

Метод 2 з 2:

Використання жаровні на деревному вугіллі

1. Зробіть імпровізовану піч з гриля для барбекю, опалювального деревним вугіллям. У цьому методі для розплавлення кварцового піску в скло використовується теплота, що виробляється полум`ям від спалювання деревного вугілля. Використовувані матеріали відносно дешеві і доступні - теоретично, щоб підготувати все необхідне для отримання скла, вам знадобиться лише збігати в будівельний магазин. Використовуйте великий гриль для барбекю - підійде гриль стандартного розміру моделі «купол». Він повинен бути якомога більш товстостінні і міцним. Більшість грилів для барбекю мають вентиляційний отвір на дні - відкрийте його.

Навіть при надзвичайно високій температурі, яка досягається при використанні даного методу, розплавити пісок на грилі може бути дуже складно. Перед тим як почати, додайте до піску невелику кількість (близько 1 / 3-1 / 4 об`єму піску) пральної соди, вапна і / або бури. Ці добавки знижують температуру плавлення піску.
Якщо ви збираєтеся видувати скло, майте під рукою довгу порожнисту металеву трубу. Якщо ж ви збираєтеся виливати скло в форму, підготуйте її наперед. Вам потрібна форма, яка не згорить і не розплавиться від жару розплавленого скла, для цих цілей відмінно підходить графіт.

2. Знайте небезпека цього методу. Цей метод передбачає нагрів гриля для барбекю за межі його нормальних температурних обмежень - настільки, що може навіть розплавитися сам гриль. Необережна робота з використанням цього методу становить загрозу важких поранень або навіть смерті . Працюйте з обережністю. Тримайте під рукою великий обсяг землі, піску або вогнегасник, призначений для високих температур, на випадок, якщо вам знадобиться зменшити інтенсивність вогню.

3. Докладатимете усіх можливих запобіжних заходів, щоб захистити себе і ваші речі від високої температури. Працюйте з даного методу на бетонній поверхні поза приміщенням, в умовах достатнього простору навколо. Не використовуйте незамінне обладнання. Тримайтеся подалі від гриля, коли ви варите скло. Вам також потрібно надіти якомога більше захисного одягу, включаючи:

високоміцні рукавички або рукавиці для печей;

зварювальну маску;

високоміцний фартух;

вогнетривкий одяг.

4. Придбайте пилосос для домашньої майстерні з довгою насадкою на шланг. За допомогою клейкої стрічки або ще якимось чином зігніть шланг так, щоб він дув прямо в вентиляційний отвір на дні, не торкаючись корпусу гриля. Ймовірно, вам знадобиться прикріпити шланг до однієї з ніжок або коліщат гриля. Поставте сам пилосос якнайдалі від гриля.

Переконайтеся, що шланг закріплений і не рухається: у разі вивільнення його під час варіння скла, НЕ підходите до грилю, якщо він буде сильно розігрітий.

Увімкніть пилосос, щоб перевірити стан шланга. Точно розміщений шланг буде дути прямо в вентиляційний отвір.

5. Викладіть внутрішню поверхню гриля деревним вугіллям. Використовуйте більше вугілля, ніж ви б взяли для запікання м`яса. Успішні результати спостерігаються при заповненні гриля практично до країв. Поставте в середину гриля чавунну каструлю або тигель з піском, обсипав їх деревним вугіллям.

Деревне вугілля з твердої деревини (кусковий) горить спекотніше і швидше, ніж брикетований, що робить таке вугілля кращим вибором за умови його наявності.

6. підпаліть вугілля. Порівняйте з упаковкою від деревного вугілля, щоб краще пізнати, чи можна безпосередньо підпалювати ваш вугілля, або ж він вимагає використання запальної рідини. Дайте полум`я рівномірно поширитися.

7. Зачекайте, поки деревне вугілля нагріється.Вугілля будуть готові, коли вони посереют і почнуть випромінювати оранжеве світло. Ви зможете відчувати тепло, просто перебуваючи поруч з грилем.

8. Увімкніть пилосос, щоб вугілля продувався повітрям. Деревне вугілля, що продувається повітрям, може нагріватися до виключно високих температур (до 1100 градусів Цельсія) Будьте обережні - з печі можуть утворюватися висхідні спалаху.

Якщо ви не змогли домогтися досить високої температури, поекспериментуйте з переміщенням кришки при продуванні повітря крізь вентиляційний отвір.

9. Коли ваше скло розплавиться, дуже акуратно скористайтеся металевим інструментом, щоб дістати його і надати форму. Через низькі температур, які досягаються за цим методом, розплавлене скло буде більш густим і важким в роботі, ніж скло з печі. Форм його за допомогою труби, форми або інших інструментів, які зазвичай використовуються.

Поради

Якщо у вас грубозернисті пісок або добавки, подрібніть їх за допомогою ступки і маточки або механічної дробарки. Тонкозернисті частки розплавляться швидше.
Замість чистого кварцового піску можна використовувати деякі пляжні піски, проте отримане скло може бути непрозорим, пофарбованим або мати гіршу якість. Використовуйте найбіліший, тонкий і однорідний пісок, який зможете дістати.
Перед варінням до піску можна додавати подрібнені шматочки скла, щоб переробити їх в нове скло. Старе скло, або бій, спочатку потрібно перевірити на наявність включень, які знизять міцного одержуваного з ним нового скла - шукайте бульбашки.

Під час подрібнення скла одягайте маску, щоб запобігти випадковому вдихання.

попередження

завжди будьте обережні, перебуваючи поблизу джерел високої температури. Ніколи не намагайтеся робити скло поруч з дітьми або домашніми тваринами.
Гасіння надзвичайно високотемпературного полум`я водою може тільки погіршити його. Наприклад полум`я, яке горить при 2000 градусах Цельсія настільки гаряче, що може розкласти воду (H2O) на складові її атоми водню і кисню, виділяючи величезну кількість теплової енергії. У разі дуже гарячого полум`я найкраще мати під рукою велике відро землі або піску.

У вогнегасниках класу D міститься хлорид натрію (кухонна сіль), вони використовуються для гасіння загорянь джерелом яких є металізовані запалювальні речовини.

Що вам знадобиться

Кварцовий пісок (діоксид кремнію)
Карбонат натрію (сода)
Оксид кальцію (вапно)
Інші оксиди і солі (наприклад оксид магнію, оксид алюмінію, оксид заліза, солі натрію або кальцію при необхідності)
Оксид свинцю (при необхідності)
Вогнетривкий тигель, форма або порожниста труба
Піч для варіння скла