Что такое процесс производства стекла?

Процесс изготовления стекла можно проследить до 3500 г. до н.э., когда керамическая посуда была покрыта стеклянной глазурью. Несмотря на то, что существует много современных вариаций в процессе производства стекла для промышленного и научного использования, традиционное стекло, используемое для изготовления окон, контейнеров для еды и напитков, а также декоративные формы, все еще изготавливается из тех же трех ингредиентов, которые использовались в древние времена. Это песок, бикарбонат натрия на щелочной основе, называемый «кальцинированная сода», и известь из известняка. Эти три основных ингредиента сплавляются в печи при температуре около 2500 ° по Фаренгейту (1371 ° по Цельсию), после чего можно добавить несколько второстепенных ингредиентов для изменения цвета или блеска стекла. Затем его охлаждают на несколько сотен градусов, чтобы придать ему форму, выдув, прессование или вытягивание в трубы, чаши, зеркала, окна и многое другое.

Введение кальцинированной соды в процесс производства стекла было обнаружено на ранних этапах, как способ понизить начальную температуру плавления с пика около 4100 ° по Фаренгейту (2200 ° по Цельсию) до 2700 по Фаренгейту (1482 ° по Цельсию). Однако кальцинированная сода делает стекло несколько растворимым в воде, поэтому для предотвращения этого была добавлена ​​известь из известняка, а другие химические вещества, такие как оксид алюминия, теперь заменяют известь, поскольку они обеспечивают большую химическую стабильность. Натриево-кальциевое стекло по-прежнему составляет 90% всего производимого стекла.

По мере охлаждения стекла становится легче формировать его в формы, но его необходимо постоянно нагревать в процессе производства стекла, чтобы придать ему прочность, чтобы избежать его разрушения. Эта процедура известна как отжиг. Дополнительный процесс закалки для укрепления стекла также применяется путем его подогрева и последующего внезапного охлаждения его струями холодного воздуха.

Наиболее распространенный метод формования в процессе производства стекла в древние времена включал подачу воздуха в шар из расплавленного стекла на конце длинной полой трубы, которую римляне усовершенствовали для изготовления красивых ваз и мисок. Производство флоат-стекла, изобретенное в 1959 году британской компанией, является крупнейшим в настоящее время методом производства, осуществляемым путем заливки расплавленного стекла в емкость с расплавленным оловом на поверхности. Стекло плавает поверх банки и образует очень гладкие листы, которые затем можно разрезать на окна. Доломит часто включается в производство листового стекла на уровне ниже 0,1% для поддержания бесцветного качества стекла. Нанесение струи расплавленного стекла вокруг металлического цилиндра во время его вращения и нагнетания воздуха - это еще один частый процесс производства стекла, используемый для изготовления широкого спектра стеклянных трубок для лампочек, вакуумных трубок и стеклянной посуды, используемых в лабораториях.

Другие виды специализированного стекла включают свинцовое стекло, которое содержит не менее 20% оксида свинца и является блестящим при резке и огранке. Термостойкие стеклянные изделия, используемые в варочных мисках и лабораторном оборудовании, изготавливаются путем добавления 5% -ного оксида бора или алюмосиликатных соединений. Цветные стеклянные изделия изготавливаются путем добавления сульфидов железа для коричневых и янтарных цветов, хромата железа для зеленых оттенков и белого кобальта для голубых оттенков. Натуральное выдувное стекло имеет цвет от красного до оранжевого без каких-либо химических добавок.