Co to jest proces produkcji szkła?
Proces produkcji szkła można prześledzić do 3500 pne, kiedy ceramika została pokryta szkliwem. Chociaż istnieje wiele nowoczesnych odmian procesu produkcji szkła do zastosowań przemysłowych i naukowych, tradycyjne szkło używane do produkcji okien, pojemników na żywność i napoje, a ozdobne kształty są nadal wytwarzane z tych samych trzech składników używanych w czasach starożytnych. Są to piasek, wodorowęglan sodu na bazie alkalicznej zwany „sodą kalcynowaną” i wapno z wapienia. Te trzy główne składniki są stopione razem w piecu w temperaturze około 2500 ° Fahrenheita (1371 ° Celsjusza), po czym można dodać kilka mniejszych składników, aby zmienić kolor szkła lub połysk. Następnie jest chłodzony o kilkaset stopni, aby można go było kształtować przez dmuchanie, prasowanie lub wciąganie do rur, misek, luster, okien i innych.
Wprowadzenie sody kalcynowanej do procesu produkcji szkła odkryto wcześnie jako sposób na obniżenie początkowej temperatury topnienia z piku około 4100 ° Fahrenheita (2200 ° Celsjusza) do 2700 ° Fahrenheita (1482 ° Celsjusza). Soda kalcynowana sprawia jednak, że szkło jest nieco rozpuszczalne w wodzie, dlatego wapno z wapienia zostało dodane, aby temu zapobiec, a inne chemikalia, takie jak tlenek glinu, są teraz zastępowane wapnem, ponieważ zapewniają większą stabilność chemiczną. Szkło sodowo-wapniowe nadal stanowi 90% całego produkowanego szkła.
W miarę schładzania szkło staje się łatwiejsze do formowania, ale musi być ciągle podgrzewane podczas procesu produkcji szkła, aby zwiększyć jego wytrzymałość, aby uniknąć rozbicia. Ta procedura jest znana jako wygrzewanie. Zastosowano również dodatkowy proces hartowania w celu wzmocnienia szkła poprzez jego ponowne podgrzanie, a następnie nagłe ochłodzenie podmuchami zimnego powietrza.
Najczęstszą metodą kształtowania w procesie produkcji szkła w czasach starożytnych było wdmuchiwanie powietrza do kulki stopionego szkła na końcu długiej, pustej rury, którą Rzymianie doskonalili do robienia pięknych wazonów i misek. Produkcja szkła typu „float”, wynaleziona w 1959 r. Przez brytyjską firmę, jest największą obecnie stosowaną metodą produkcji polegającą na wlewaniu stopionego szkła do zbiornika ze stopioną cyną na powierzchni. Szkło unosi się nad blachą i formuje w niezwykle gładkie arkusze, które można następnie pociąć na kształty okien. Dolomit jest często włączany do produkcji szkła płaskiego na poziomach poniżej 0,1%, aby utrzymać bezbarwną jakość szkła. Kolejnym częstym procesem produkcji szkła stosowanym do wytwarzania szerokiej gamy szklanych rur do żarówek, lamp próżniowych i wyrobów szklanych wykorzystywanych w laboratoriach jest narysowanie strumienia stopionego szkła wokół wnętrza metalowego cylindra.
Inne rodzaje szkła specjalistycznego obejmują szkło ołowiowe, które zawiera co najmniej 20% tlenku ołowiu i jest genialne po cięciu i fasetowaniu. Żaroodporne wyroby szklane stosowane w naczyniach do gotowania i naczyniach laboratoryjnych wytwarza się przez dodanie 5% tlenku boru lub związków glinokrzemianu. Kolorowe wyroby szklane wytwarza się przez dodanie siarczków żelaza dla kolorów brązowych i bursztynowych, chromianu żelaza dla odcieni zieleni i białego kobaltu dla odcieni niebieskiego. Naturalne dmuchane szkło ma kolor od czerwonego do pomarańczowego bez żadnych chemicznych dodatków.