Доброго времени суток! Я приветствую Вас на своем канале Химик Вещает, и в данной статье мы рассмотрим как получить стекло "с нуля" и вариации его состава, ведь оконное стекло и ваза обладают совершенно разными свойствами и характеристиками.
Мой канал есть также в Ютуб, буду рада Вас там увидеть. Если у Вас есть какие-нибудь вопросы или идеи, буду рада пообщаться с Вами в Инстаграм. Там тоже интересно.
Немного теории:
Большинство видов стекла изготавливаются из силикатов натрия и кальция, сплавленных с кремнеземом. Добавляя различные оксиды мы можем менять свойства и цвет продукта.
Стеклообразующие составляющие: SiO2, B2O3, Al2O3. Всё остальное это: красители, глушители, обесцвечиватели и осветлители.
Красители придают необходимый цвет, образуя коллоидные растворы (оксиды металлов).
Глушители делают стекло матовым (оксиды мышьяка (III), олова (IV), сульфид олова (II) и др.).
Обесцвечиватели, исходя из названия, обесцвечивают стекло, устраняя начальную желтую или зеленоватую окраску стекла (оксид марганца (IV)).
Осветлители удаляют из массы газы (нитрат натрия, хлорид аммония, оксид мышьяка (III)).
Производство стекла включает в себя 5 стадий:
1. Образование силиката
2. Образование стекла
3. Обесцвечивание
4. Гомогенизация
5. Охлаждение
После краткого введения в курс, переходим к практике.
Мы изготавливали легкоплавкое стекло состава: PbO - 86.96%, SiO2 - 11.59%, B2O3 - 1,45% и массой 1,725 г. Соответственном, масса компонентов: 1,5:0,2:0,025г.
Температуру начала плавления мы определяли по следующей таблице:
Так как точного такого же состава нашего стекла в таблице нет, мы выдерживали шихту при температуре 800 ⁰С.
Итак, для начала мы взвешивали нужное количество компонентов на аналитических весах. После чего всю шихту нужно было количественно перенести в ступку и очень тщательно растереть до однородного состояния. Это очень важный этап. Если плохо растереть, то процесс может пойти не по плану.
Смесь перенесли в фарфоровый тигель и поставили в муфельную печь на час.
!ОЧЕНЬ ВАЖНО! Так как приходится работать с высокой температурой обязательно быть в специальной защите (как минимум огнеупорные перчатки). Работать без защиты или в резиновых перчатках запрещается во избежание несчастного случая.
По истечению времени, производится проба стекла. Для этого металлическую проволоку помещают в стекольную массу и вытягивают нить: если в этой нити не наблюдаются гранулы, значит масса "созрела".
Готовое стекло выливают в специальную форму и оставляют до полного остывания.
Так как у нас получилось стекло очень маленькой массы и объема, нам не удалось вылить его на металлическую пластину, оно так и осталось в тигле.
Выход продукта 100%.
Производство обычного стекла не является дорогим и сложным процессом, за счет относительно простого состава. Для получения окрашенного стекла на этапе пробы добавляют оксиды металлов и оставляют еще на некоторое время сплавляться в печи. Потом снова производят пробу и следуют выше описанному алгоритму.