Что сделано из стекла

Стекло: самые оригинальные изделия и интересные факты производства

Получайте на почту один раз в сутки одну самую читаемую статью. Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте.

• Стекло – «рекордсмен» по скорости разложения. Оно растворяется в недрах земли через миллион лет, поэтому экологи советуют не выбрасывать стеклянные бутылки, а отдавать их на переплавку.

• Кстати, переплавка стекла на 40% экономичнее, чем создание из первичных компонентов, а само стекло перерабатывается на 100%, не оставляя после себя отходов.

• Знаменитое небьющееся стекло было изобретено абсолютно случайно. Французский химик Эдуард Бенедиктус уронил на пол колбу с нитроцеллюлозой. Однако стекло не разбилось, а лишь слегка треснуло. Произошел этот исторический инцидент в 1903 году. Тогда же Бенедиктус начал работу над созданием первых в мире лобовых стекол.

• Кстати, подобное изобретение было сделано еще в 42 году до н.э. во времена римского императора Тиберия. Правда император велел казнить умельца, раскрывшего тайну небьющегося стекла, опасаясь, что открытие обесценит производство стеклянных изделий и казна потерпит убыток.

• В 21 веке все более актуальным становится производство пуленепробиваемого стекла. Кто-то считает, что это – просто плотный пластик с особым покрытием. Но это не так. Для создания пуленепробиваемого стекла специалисты накладывают друг на друга несколько слоев стекол, связывая их между собой полимерной пленкой. После этого конструкцию нагревают в печи до высокой температуры и прокатывают под высоким давлением.

• Трещина разбитого стекла движется с рекордной скоростью 4828 км/ч

• Французский король Шарль VI страдал редким психическим расстройством. Он уверял, что сделан из стекла и запрещал кому-либо дотрагиваться до себя, опасаясь разбиться. По этой же причине король носил очень толстую одежду и вел очень уединенный образ жизни.

• Самое толстое в мире стекло используется в знаменитом Сиднейском аквариуме. Размеры его составляют 7 на 4 метра, а толщина 26 сантиметров. Этот рекорд побить еще никому не удалось. Для создания более масштабных аквариумов до сих пор используется акрил. Ученые опасаются, что давление воды разобьет хрупкое стекло и не рискуют с его использованием.

Тем, кто всерьез обеспокоен проблемами экологии, можно предложить изделия из пластика, которые и стоят дешевле, и разлагаются быстрее, да и выглядят не хуже.

Понравилась статья? Тогда поддержи нас, жми:

Как и из чего делают стекло?

Человек ежедневно сталкивается со стеклянными изделиями. Стекло почти волшебный предмет – с одной стороны прозрачное, с другой материальный объект. Вещество будет прозрачным, когда фотоны (кванты света) проходят сквозь него, не поглощаясь. Но почему-то далеко не каждому приходит в голову мысль – как и из чего делают стекло? Как происходит процесс?

Интересные факты:

• Чтобы стекло разложилось, понадобится миллион лет.
• Стекло перерабатывается без потери качества.
• Самое толстое стекло в мире – это 26 см экран сиднейского аквариума.

Из чего делают стекло?

Для изготовления стекла мастера берут: кварцевый песок (основная составляющая); известь; сода;

Как делают стекло?

Вначале кварцевый песок, соду и известь нагревают в специальной печи до температуры 1700 градусов выше нуля. Песчинки соединяются между собой, после гомогенизируются (превращается в однородную субстанцию), газ удаляется. Масса «окунается» в расплавленное олово с температурой выше 1000 градусов, которая плавает на поверхности из-за более низкой плотности. Чем меньше масса, попадающая в ванну с оловом, тем тоньше будет стекло на выходе.

Изготовление стекла

Завершающим штрихом является постепенное охлаждение. Субстанцию помещают в специальный конвейер, где охлаждают до температуры 250 градусов выше нуля. Почему стекло прозрачное можно прочитать тут.

Интересные факты:

• Самое дорогим в мире считается Муранское стекло. Изделия из него стоят миллионы долларов. Венеция с древних времен славилась изготовлением качественного стекла. Достоверно известно, что в XIII веке правительство государства перенесло производство на крупный остров Мурано, и мастерам было категорически запрещено покидать его. Наказание – смертельный приговор. Кроме того, для туристов или других жителей Венеции также вход на остров был закрыт. Такие жесткие меры позволили сохранить тайну производства.
• Одним из самых интересных психических заболеваний Средневековья является «стеклянная болезнь». Человек при таком расстройстве думал, что сделан из стекла, и боялся разбиться. Таким недугом страдал французский король Шарль VI. Монарх носил всегда несколько слоев одежды и запрещал к себе прикасаться.

Какие функции выполняют сода и известь в процессе производства?

Сода помогает уменьшить температуру плавления в 2 раза. Если ее не добавить, песок будет очень сложно расплавить, и соответственно – соединить отдельные песчинки между собой. Известь нужна, что бы масса стойко переносила воду. Если бы ее не было в составе, окно, например, растворилось бы сразу после первого дождя, а стакан лопнул после соприкосновения с водой.

Интересные факты:

1. Китай не производил стекло более 500 лет – с XIV по XIX века. Сейчас государство – один из лидеров производства, и контролирует треть мирового стеклянного рынка.
2. 1994 год стал крайне активным в плане переработки стекла в США. Если выложить в одну линию все переработанные за тот год стеклянные изделия, получится своеобразная «дорога» на Луну.

Как получается цветное стекло?

Стекло производят не только бесцветное. Чтобы получить цветное изделие, в печь для плавления, помимо основных компонентов, добавляют химические соединения:

1. Оксиды железа дают стеклу насыщенный красный оттенок.
2. Оксиды никеля – коричневый, фиолетовый (в зависимости от количества).
3. Чтобы получить ярко-желтый оттенок, добавьте к песку, соде и извести оксиды урана.
4. Хром делает стекло зеленым.

Интересно, а что делают из стекла?

Живя в современном мире, трудно представить, что когда-то у людей не возникало вопроса о том, что делают из стекла. Они не знали, что такой материал существует на свете, и природе пришлось самой подсказать им об этом.

С чего все начиналось?

Произошло это во времена Плиния, который подробно описывает случай, произошедший во время путешествия финикийских мореплавателей. Они готовили пищу, используя куски соды в качестве подставки для костра, который размещался на песке. Когда все это нагрелось до определенной температуры и расплавилось, соединившись вместе, образовалось стекло. Конечно, путешественники еще не знали, какое применение можно найти получившемуся веществу, и очень удивились, узнав, например, что делают из стекла посуду и много других важных и полезных вещей.

Повседневное использование

Но со временем, конечно, свойства материала были изучены, и сейчас никого не удивляет, что делают из стекла вазы, статуэтки и прочие вещицы, которые являются не предметами бытового обихода, а произведениями искусства. Причем нельзя сказать, что таких тонкостей добились современные мастера. Еще в 2000 г. до Р. Х. китайцы выделывали стекло удивительным образом. Если ребенка спросить: «Что делают из стекла?» «Аквариум, окно, стакан», — ответит он, то есть назовет предметы, находящиеся в комнате, и будет совершенно прав.

Прозрачные люди

Но ведь из него делают и другие потрясающие вещи. Например, скульптуры, несмотря на хрупкость материала. Мастер из Шотландии Роб Малхолланд не стал задаваться вопросом о том, что делают из стекла другие люди. Он создал свои собственные неповторимые произведения искусства. Но он точно знал, что делают из стекла зеркала, потому что именно их способность отражать окружающий мир использовал для создания своих скульптур, которые установил в Елизаветинском лесопарке в Аберфойле. Они представляют собой силуэты людей, вырезанные в полный рост.

Посетители парка бывают чрезвычайно удивлены, когда перед ними внезапно появляется «призрак». Такой эффект возникает от того, что фигуры, вырезанные из оргстекла, не видны под определенным углом. Малхолланд установил свои скульптуры с целью не просто позабавить путешественников. Он хотел показать людям, что природный ландшафт меняется в зависимости от того, присутствуют ли они в определенном уголке Земли или нет, и привлечь внимание к истории, произошедшей после окончания Первой мировой войны. Тогда из этих мест, которые представляли собой голые склоны без деревьев, переселили фермеров, которые тут жили, и насадили лес. Таким образом, на вопрос о том, что делают из стекла, можно ответить — смысловые арт-инсталляции. И это будет правдой.

Подражая природе

Еще одним оригинальным мастером, который использует стекло для создания своих работ, стала Шайна Лейб. Описать ее произведения одним словом не получится. Если говорить просто, то они представляют собой переплетения разноцветных трубочек из стекла. Шайна добивается такого эффекта натуральности, что зритель первоначально не может понять, из чего сделано то, что ему показывают. Больше всего это похоже на морскую траву или щупальца неведомого животного. Композиции бывают разных размеров, но все они очень красивые и кажутся живыми.

Где еще применяется?

Хотя общество привыкло к тому, что стекло используется для бытовых целей и многие не задумываются о том, что делают из стекла творческие люди, но и в обычной жизни оно приносит значимую пользу. Сейчас трудно представить, как люди обходились без зеркал. А ведь их тоже делают из стекла. Линзы, которые изготавливают из этого материала, помогают путешественникам, медикам, ученым. Ведь их вставляют в подзорные трубы, телескопы, микроскопы. Да с ними знаком и обычный человек. Это очки, верные помощники тех, кто плохо видит. Тут тоже не обойтись без стекла. Два его свойства — прозрачность и прочность — пригодились не только в изготовлении очков.

Увидеть мир

Глаза дома или квартиры — окна. Сейчас трудно представить, что когда-то вместо стекла использовали слюду, бумагу или бычий пузырь. Окна дают не только возможность увидеть окружающий мир не выходя из дома. Они еще могут украшать интерьер, если выполнены из витражного стекла. Разноцветные стекла могут быть использованы и для дверей. Витражи придают помещению яркие краски или таинственность, по желанию владельца, когда через них проникает солнечный или электрический свет.

Можно переработать

Стекло стало для человека настоящим другом. Огромным плюсом этого материала является возможность его вторичной переработки. Не зря собирают использованную стеклянную тару и битое стекло. Ее отвозят на заводы по переработке вторсырья и переплавляют для дальнейшего использования. Таким образом, предприниматели экономят свои расходы на производство изделий, и улучшается экология. Это отличный способ помочь планете избавиться от мусора. Ведь иначе придется ждать разложения стекла более 1000 лет.

Как делают стекло: особенности производства

Ежедневно пользуясь стеклянными предметами, практически никто не задумывается о том, из чего получают этот материал. Каким образом изготавливаются порой удивительные по красоте предметы интерьера? Как делают стекло? Почему солнечный свет свободно проникает через окно в помещение? Каким образом определенные виды стекла не разбиваются даже при сильных ударах?

Технология производства

Начинается производство стекла с того, что точно вымеренное на электронных весах количество мельчайшего кварца нагревается до температуры свыше 1500 градусов C. Песчинки плавятся, образуя однородную массу. К ним в небольших количествах добавляется кальцинированная сода и известняк. С какой целью?

Кальцинированная сода в этом процессе является своего рода катализатором и заставляет плавиться песок при более низкой температуре, примерно 850 градусов C. Это позволяет снизить энергетические затраты на производство. Но сода не используется без известняка. Этот факт объясняется просто: расплавленный песок и кальцинированная сода при застывании образуют вещество, которое легко растворяется в воде (не лучший материал для производства предметов бытового пользования). Сюда же добавляются окиси магния, алюминия и борная кислота. А также ряд веществ, предотвращающих образование воздушных пузырей в массе.

После того как все компоненты доведены до определенной температуры, следует резкое охлаждение – это не даст песчинкам вернуться в исходную форму.

Стеклянная радуга

Измельченный кварц (песок) в своем природном виде содержит небольшую примесь железа, что придает готовым изделиям в будущем легкий зеленый оттенок. Для того чтобы материал получился прозрачным, к нему добавляют селен. Это вещество отдает красноватыми тонами, но при смешивании с железом стеклянная поверхность получается бесцветной. А из чего делают стекло различных оттенков, а иногда даже не однотонное, переливающееся всеми цветами радуги?

Секрет прочности

Следующий процесс после окрашивания — кристаллизация смеси. Его иначе называют гомогенизирующим процессом. В результате удаляются все воздушные пузыри, прожилки и прочие несоответствия, которые могут в дальнейшем повлиять на качество изделий.

После гомогенизации будущее стекло доставляется к резервуару с расплавленным оловом с температурой около 1000 градусов С. Так как олово имеет более высокую плотность, жидкая стеклянная масса находится на его поверхности. Где и становится идеально гладкой, немного охлаждается, приобретая твердость. На следующем этапе массу, остывшую в резервуаре до 600 градусов C, перемещают на роликовый конвейер. Здесь, исходя из правил того, как делают стекло с высоким уровнем качества, оно находится до тех пор, пока температура не опустится до 250 градусов C. Длительность процесса объясняется необходимостью равномерного постепенного охлаждения, во избежание преждевременных трещин.

Уникальное безотходное производство

Остатки после нарезки вновь закладываются в смесь для переплавки. Туда же запускается весь отбракованный материал. Исходя из того, как делают стекло, можно с уверенностью сказать, что это производство безотходное.

В силу своих химических и физических свойств стекло подразделяется по нескольким критериям:

• по назначению (бытовые нужды, промышленное использование, строительство);
• по виду обработки (химическая, механическая и особые технологии);
• по фактуре поверхности (матовая, глянцевая, с напылением из различных металлов, с пленочным покрытием и без такового).

Как и из чего сделано стекло и стеклянные изделия

Состав стекла

Компоненты входящие в состав стекла можно разделить на следующие типы:

• Основа
• Обязательные оксиды щелочных металлов
• Компоненты, придающие особые свойства
• Вспомогательные вещества

Также в некоторых случаях, добавляют стеклобой.

Основу любого стекла представляет собой кварцевый песок или диоксид кремния. При чем в смесь для будущего стекла попадает только отборный песок, очищенный от примесей железа и от малейших загрязнений, допускается около 2% примесей. От этого зависит прозрачность самого стекла.

Обязательные оксиды щелочных металлов различны в зависимости от типа стекла. Например:

• для оконного стекла используют оксиды натрия, кальция или алюминия
• для хрустального — оксиды калия и свинца
• для лабораторного — оксиды натрия, калия, бора
• для оптического — оксиды бария, алюминия, бора

Компоненты для придания особых свойств подбираются, исходя из желаемого эффекта, например добавляют оксиды титана или бария для придания термоустойчивости, и так далее.

Вспомогательные вещества в большинстве своем представляют из себя осветители, обесцвечиватели и красители.

Производство стекла в промышленных условиях

Начинается все с того что на завод по производству привозят все необходимые вещества. Основные компоненты из чего делают стекла это кварцевый песок, доломит, сода, известь. Все вещества проходят подготовительную обработку. Песок очищают от примесей железа, доломит и известь измельчают в дробилке. После чего все вещества смешиваются и на этом этапе также вмешивают компоненты, нужные для придания определенных свойств. Вся эта смесь называется шихтой. Шихта — это уже полностью готовая к дальнейшей обработке смесь, то есть это уже конкретно то из чего делают стекло.

Начинается технологический процесс по изготовлению стекла. Готовая шихта по конвейеру попадает в бункеры, из которых засыпается в погрузчик, и уже погрузчик заталкивает её в печь. Так как температура здесь колеблется от 1200 до 1600 градусов, в зависимости от типа будущего стекла, то такая печь работает непрерывно на протяжении нескольких лет. Потому что нельзя просто так взять и отключить такую печь, иначе она просто разрушится. Для того чтобы выключить такую печь потребуется около недели равномерного остывания. При такой температуре шихта превращается в стекломассу.

Из печи эта стекломасса сначала попадает в резервуар с мешалкой, а после того как она хорошо размешается, вытекает в студочную камеру. Здесь она остужается примерно до 1000 градусов. Из студочной части стекломасса попадает во флот-ванну. На этом этапе происходит интересный процесс. Флот ванна представляет собой ванну с расплавленным оловом, температура которого около 600-700 градусов по цельсию. По этому олову стекломасса буквально плывет и немного остывает, именно благодаря этой технологии она приобретает практически идеальную плоскость.

После ванны с оловом, лента стекла попадает в лер обжига, который в длину больше 100 метров, прокатываясь по которому оно постепенно остывает.

Следующий этап — это нарезка ленты на листы стекла. Здесь применяется очень хитрая технология. Нарезка происходит прямо по ходу движения ленты, что значительно ускоряет весь процесс изготовления стекла. Как на ходу можно нарезать ленту, спросите вы. Дело в том что резак двигается с абсолютно одинаковой с лентой скоростью и в это время режет её поперек, после чего возвращается в исходное положение. Итак мы получаем готовые листы стекла.

Теперь в работу вступает такое оборудование, как стоплеровочная машина. Как можно понять по названию она делает стопки из стекла. Перемещение листов стекла, происходит при помощи присосок, так как стекло очень хрупкое, но весит довольно много, то другим способом его никак нельзя передвинуть. После того как стопки образованы их перевозит специальный погрузчик, а дальше уже стекло распределяется на склады, магазины, в места где из них делают стеклопакеты и так далее.

Кстати почему стекло получается прозрачным? Дело в том что кварцевый песок полностью прозрачен. Но мы не можем ничего увидеть через песчинки из за многократного преломления света. Например, если вы раскрошите стекло на много частей то через них вы тоже ничего не увидите. А когда песок превращается в гладкую массу то тут мы уже видим прозрачный лист стекла.

Изготовление стеклянных изделий

Стеклянные изделия можно разделить на два больших вида. Первые это те изделия которые производятся в промышленных масштабах, так называемая стеклотара, например стеклянные бутылки, банки. Второй большой вид это художественные изделия. Так называются все изделия, которые делаются вручную стеклодувами, например вазы, стеклянные статуэтки, фигурки и тому подобное. При изготовлении стеклянных изделий, промышленного стекла и вообще любого стекла начальный этап производства всегда абсолютно схож, до получения стеклянной массы. Различны только компоненты входящие в состав шихты, температура плавления и последующая обработка получившейся стеклянной массы

Производство промышленных стеклянных изделий

Готовая стекломасса из печи попадается в линию стекла, из которой она вытекает в форме колбасы и нарезается резаком на цилиндрические капли, одна такая капля это будущая бутылка или банка. Капля направляется в так называемый черпак, который направляет их в формовочную машину. Она работает следующим методом: держатели берут каплю за край и держат в висячем положении, вся нижняя часть капли закрывается с двух сторон нужной формой, будь то банка или бутылка, на форме также могут быть определенные узоры. После того как форма закрылась держатель отодвигается и в каплю вставляется устройство для выдувки. Оно, как воздушный шарик, раздувает каплю изнутри сжатым воздухом и масса приобретает нужную форму. Излишки расплавленного стекла уходят в первоначальную форму.

Кстати для придания стеклу какого либо цвета или оттенка в шихту добавляют определенные вещества, например для придания зеленого цвета добавляют оксид железа или хрома, для голубого оксид меди и так далее.

Теперь почти готовые изделия двигаются по обогреваемому конвейеру, для того чтобы не произошел резкий перепад температур и изделие не треснуло. С этого конвейера погрузочная машина передвигает изделия в лер, по которому они медленно перемещаются и постепенно остывают. Здесь же их обрабатывают специальным раствором, который позволяет им скользить и двигаться гладко. А движутся они дальше на проверочную и упаковочную линию. После прохождения всех этапов мы получаем готовое изделие.

Как делают художественные стеклянные изделия

Художественные стеклянные изделия делают все из той же стеклянной массы. На производстве таких изделий стоит все та же печь, но только температура для изготовления немного ниже промышленных, около 1200 градусов. Непосредственно само изделие делают стеклодувы. Стеклодувы как ювелиры для стекла, они могут работать как в одиночку, так и парами или даже больше.

При помощи длинной трубки мастера по стеклу достают необходимое количество раскаленного стекла прямо из печи и сразу же начинают придавать ему форму различными методами, при этом периодически выдувая через трубку. В процессе можно будет добавить еще материала, например для каких либо дополнительных деталей. Совсем маленькие детали делаются отдельно, тоже различными методиками.

После формирования деталей и общей формы изделия, его на сутки помещают в другую печь для обжига. Как правило, температура в разогретом состоянии около 400 градусов, на ночь такую печь выключают и изделия в ней постепенно остывают до 70 градусов, там самым закаляясь и затвердевая.

Источники:

http://novate.ru/blogs/041113/24440/
http://kipmu.ru/kak-delayut-steklo/
http://businessman.ru/new-interesno-a-chto-delayut-iz-stekla.html
http://www.syl.ru/article/153839/new_kak-delayut-steklo-osobennosti-proizvodstva
http://kakdelayut.ru/materialy/tvyordye/steklo/