Скло - що таке і як проводиться? Властивості скла
Кожен з нас не раз зустрічав скло. Що таке цей крихкий і прозорий матеріал, знає будь-який школяр. Ми кожен день бачимо його в дзеркалах, вікнах, в посуді і елементах меблів, але чи добре ми знайомі з ним? Як воно проводиться, що собою являє і які властивості скла?
Содержание
Що означає це слово
Існує чимало довідкових матеріалів, які можуть допомогти в цьому питанні. Яке ж значення слова "Скло" по одному з найбільш популярних джерел? Словник Ожегова характеризує цю речовину як твердий матеріал, що отримується з кварцового піску, змішаного з оксидами деяких металів. Навіть визначення дає певне уявлення про спосіб виробництва даного матеріалу. Але до цієї теми ми перейдемо пізніше.
Напевно всі звикли, що скло - це прозорий матеріал. Але зверніть увагу - словник Ожегова не дає такого уточнення. Скло може бути не тільки прозорим, але також кольоровим або матовим. А ось склад матеріалу при цьому відрізняється несуттєво.
З чого роблять скло
Стандартний склад скла являє собою суміш чистого кварцового піску, вапна і соди. Для зміни властивостей матеріалу можуть використовуватися різні добавки. Але все-таки основним складовим компонентом є саме чистий річковий пісок. Його кількість становить приблизно 75% від усієї суміші. Сода дозволяє знизити температуру плавлення піску майже в 2 рази. Вапно захищає скло від впливу більшості хімічних речовин, а також додає міцності і блиску.
Додаткові домішки:
- Марганець. Його додають в скло для отримання специфічного зеленого відтінку. Для отримання інших квітів може використовуватися нікель або хром.
- Свинець надає склу додатковий блиск і характерний дзвін. Матеріал виходить більш холодним на дотик. Скло з домішкою свинцю називається кришталь.
- Оксид борної кислоти теж додає матеріалу додатковий блиск і прозорість, при цьому знижуючи коефіцієнт теплового розширення виробів.
Історія виробництва скла
Ще 6000 років тому люди вміли створювати цей красивий і крихкий матеріал. Звичайно, його зовнішній вигляд дещо відрізнявся від сучасного скла, оскільки в Стародавньому Єгипті і Месопотамії не було обладнання для якісного очищення піску та інших інструментів. Проте виробництво скла почалося саме там. Завдяки стійкості до впливів навколишнього середовища цей матеріал дав історикам уявлення про культуру і технічні можливості найдавніших народів.
У Росії перший завод з виробництва скла з`явився в 1636 році. Він був розташований недалеко від Москви. Там створювалися посуд і шибки. Велике розвиток ця галузь промисловості отримала за Петра I.
Тільки в 1859 році винахід насоса високого тиску дозволило створювати скло без участі склодувів. Це значно спростило виробництво. А на початку 19 століття було виявлено цікаву властивість матеріалу - якщо готовий виріб розігріти до певної температури, механічні властивості скла підвищаться на 400%.
сучасне виробництво
Технології зробили крок далеко вперед, що дозволило створювати будь-які матеріали в величезних кількостях і з найменшими витратами людських сил. В даний час існує чимало заводів, на яких за стандартною налагодженою технології створюється скло. Що таке сучасний матеріал, що отримується з розплавленого кварцитового піску, дізнаємося, ознайомившись з технологією. Як приклад візьмемо листовий матеріал.
Виробництво скла по етапах:
- Всі необхідні інгредієнти завантажують в піч і розігрівають, поки не утвориться рідка однорідна маса.
- У спеціальному гомогенизаторе цей сплав перемішують до однорідного стану.
- Отриману масу виливають в плоску ємність, на дні якої знаходиться розплавлене олово. Там скло розподіляється, утворюючи рівномірний тонкий шар.
- Остиглий і затверділий матеріал відправляється на конвеєр. Там проводиться контроль товщини скла і нарізка. Матеріал, який не пройшов перевірку, а також браковані деталі відправляються на переплавку.
- Проводиться остання перевірка якості, після чого скло надходить на склад готової продукції.
види скла
В даний час цей матеріал є одним з найбільш поширених. Не дивно, що існують різні типи скла, що відрізняються як за зовнішнім виглядом, так і за фізичними властивостями. Ось деякі з них:
- Кришталеве скло. Це матеріал, що містить в своєму складі свинець. Про нього ми говорили вище.
- Кварцові скло. Містить в складі найчистіший пісок, завдяки чому відрізняється високою міцністю. Здатне витримувати скачки температури, тому використовується для створення оптичних приладів, лабораторного посуду та вікон.
- Піноскло. Легкий будівельний матеріал, який може бути використаний як для обробки, так і для кладки стін і підлоги. Містить в складі велику кількість пустот, завдяки чому має високі тепло- і звукоізоляційні властивості.
- Скловата. Об`ємний повітряний матеріал, що складається з тонких і дуже міцних ниток. Огнестойка, тому використовується не тільки в будівництві, але і при пошитті одягу пожежників і зварювальників.
застосування скла
Залежно від властивостей і зовнішнього вигляду цього матеріалу можна знайти майже будь-яке застосування. Основний споживач виготовляється в наш час скла - будівельна галузь. У ній використовується більше половини виготовленого матеріалу. Його призначення може бути найрізноманітнішим - облицювання стін, скління вікон, зведення стін з пустотілих цегл, теплоізоляція і т.д. До будівельної галузі можна віднести і вітражне скло. Що таке готичне вікно, знають напевно всі. Як правило, воно викладено з великої кількості кольорових скелець. У наш час вітражі не втратили своєї актуальності і використовуються як в будівництві, так і у виробництві меблів.
На другому місці за популярністю йдуть скляні посудини різного призначення. Трохи менше виробляється посуду. Варто відзначити, що в хімічній галузі скло є незамінним матеріалом, оскільки воно стійко до більшості реагентів.
Фізичні властивості
Як і будь-який інший матеріал, скло має низку якостей, які необхідно знати, перш ніж використовувати його в тій чи іншій області.
- Густина. Може варіюватися в залежності від складу суміші і способу виготовлення. значення щільності скла може коливатися від 220 до 650 кг / м3.
- Крихкість. Ця характеристика є відмінною рисою скла і обмежує його застосування в будівельній галузі. В даний час вченими створюються більш складні сплави, максимально збільшують міцність матеріалу.
- Термостійкість. Звичайне скло витримує температуру до 90 проС. Після обробки термічні властивості матеріалу значно підвищуються. Наприклад, промислове скло здатне витримувати температуру понад 200 проС.
Цікаві факти
Ми дізналися багато про скло - що таке, як виробляється і якими властивостями володіє. Саме час трохи відволіктися і ознайомитися з найцікавішими фактами про це вельми поширеному матеріалі. Мало хто знає, що:
- Швидкість руху тріщини по розбитому склу становить 4828 км / год.
- Час розкладання цього матеріалу складає приблизно мільйон років.
- Скло можна неодноразово переплавляти практично без втрати якості. В цьому відношенні у нього майже немає аналогів.
- Будучи аморфним матеріалом, розплавлене скло не затвердіє при швидкому охолодженні. Для цього потрібні спеціальні умови.
Скло не дарма так активно використовується в будівництві і інших сферах життя людини. Напевно воно ще довго буде залишатися одним з найбільш популярних матеріалів. На користь цього твердження говорять міцність, довговічність і відносна простота виготовлення скла, пов`язана з тим, що компоненти для його створення присутні на Землі у великій кількості.
