Разбираемся в тонкостях стеклоделия
Стекло – универсальный и эргономичный материал, который уже на протяжении многих столетий успешно используется человеком. И вряд ли оно когда-то выйдет из моды.Достаточно посмотреть на фасад современного здания, как становится ясно, что стекло – любимейшее «сырье» современных дизайнеров. Но как изготавливается материал, без которого немыслим процесс строительства и ремонта, знают не все.
История стекла
Красоту и функциональность стеклянных изделий люди оценили еще в глубокой древности. Многочисленные археологические находки дают основание утверждать, что родина стеклоделия – Египет. Главное тому подтверждение – фаянсовые плитки и украшения, филигранно глазурованные стеклом, которые были найдены внутри пирамиды Джоссера. Артефакт датирован XXVII веком до н.э.,а значит, древние египтяне познакомились со стеклоделием примерно 5 тысяч лет назад.
Но мнения ученых по этому вопросу расходятся. Некоторые исследователи утверждают, что Египет опередила соседняя страна – Древняя Месопотамия. Возможно, именно там проживали первые мастера, освоившие стеклоделие.
Как выглядит производство стекла?
Главный компонент, необходимый для производства прозрачного материала –кварцевый песок. Только под воздействием высоким температур он так кардинально меняет свой внешний вид: песочные крупицы расплавляются и надежно соединяются между собой. Охлаждаясь, они не успевают вернуться в первоначальную форму.
Современный технологический процесс выглядит так:
1. На сверхточных электронных весах отмеряется определенная масса кварцевого песка, которая отправляется в огромную печь, раскаленную до температуры 16000С.Там она плавится и приобретает однородность. Кроме песка смесь содержит известняк, соду и небольшое количество воды.
2. Полученный «коктейль» гомогенизируют, то есть удаляют из него все пузырьки газа.
3. Следующий этап: кварцевую смесь отправляют в емкость с расплавленным оловом, температура которого 10000С. Будущее стекло не смешивается с ним, а удерживается на поверхности из-за разной плотности.Там оно постепенно охлаждается и приобретает требуемую гладкость.
Когда стекло достают из оловянной ванны, оно продолжает оставаться достаточно горячим (примерно 6000С). Для дальнейшего охлаждения полотно помещают на конвейер с крутящимися роликами. После этого его температура падает до 2500С. Очень важно, чтобы охлаждение было постепенным, тогда на готовом стекле не будет трещин и прочих деформаций. В конце конвейера всегда осуществляется контроль, помогающий своевременно выявить и устранить дефекты, отбраковать некачественную продукцию.
Готовые и охлажденные полотна стекла, прошедшие проверку, нарезают на листы требуемого размера. Остатки и обрезки отправляют для последующего расплавления – из них будет сделана новая партия. Поэтому, можно сказать, что стеклоделие – безотходное производство.
При необходимости стекольную смесь колорируют. Цветные стекла используются достаточно часто: для витражей или декоративного оформления фасадов зданий. Придать стеклу определенный оттенок помогают оксиды металлов. Для желто-зеленого цвета используют окись хрома, для синего – кобальта, для зеленого – хрома и меди.
Характеристики и свойства стекол
Главное и наиболее ценное свойство стеклянной поверхности – ееспособность пропускать свет. По сути окна – это наша связь с внешним миром, способность лицезреть его, оставаясь защищенным от внешних воздействий. Добиться полной пропускной способности стекла невозможно. Современное качественное окно впускает в ваш дом примерно 92% дневного света.
Следующая характеристика стекла – твердость, его способность не допускать проникновения посторонних предметов. Для оценки этого параметра используют шкалу Мооса, которая представляет собой набор эталонных минералов. Всего их десять, самым твердым, имеющим 10 баллов, является алмаз. Оценка стекла – 6-7 баллов, что говорит о его достаточной твердости, но не лишает хрупкости. Она не зависит от первоначального состава, а определяется конфигурацией, однородностью и толщиной стеклянного полотна.
Учитывая, что именно хрупкость – главный недостаток кварцевой продукции, существует несколько способов, помогающих это несовершенство устранить или, по крайней мере, нивелировать. К ним относятся закаливание, низкотемпературная ионообменная диффузия, создание многослойных композитов.
Еще один значимый параметр – плотность. Эта характеристика зависит от химического состава, ее минимальная величина - 2200 кг/м3, таковой является плотность чистого кварцевого песка. Наличие в составе стеклянной смеси оксидов тяжелых металлов (бария, свинца и прочих) многократно увеличивает данный показатель – до 7500 кг/м3. Оконные стекла, через которые мы ежедневно смотрим, имеют плотность примерно 2500-2600 кг/м3.
Классификация стекол
В зависимости от химического состава, стекла бывают:
• оксидными (кварцевые, фосфатные, боратные, силикатные);
• фторидными;
• сульфидными.
Так как сфера применения стекол необычайно широка, их подразделяют на:
• строительные (используются для витрин, мозаик, стеклоблоков, стеклопакетов);
• технические (применятся в промышленности);
• бытовые (пригодны для посуды, украшений, пищевой тары, очков).
Учитывая обилие стеклянных изделий, все они требуют использования исходного материала с разным уровнем обработки. В зависимости от этого вся стекло продукция подразделяется на пять классов. К первому относят изделия со стандартной обработкой. Класс 2 – это товары, которые подвергались специальной механической отделке (полировке, шлифовке, матированию, гравировке).
К 3 классу относят изделия с холодной механической обработкой: фацетирование и закругление. К 4 – с химической отделкой, то есть матированием с использованием кислот. К 5 классу относят стекла со специальным покрытием.
Теперь вы будете знать о стеклянных изделиях, окружающих нас и облегчающих нам жизнь, больше!