Скло. Одержання і використання. Температура плавлення скла

Будучи одним з найдавніших матеріалів, скло використовується людством протягом не однієї тисячі років. Універсальність цієї речовини дозволила йому знайти застосування в самих різних галузях. За фізико-хімічними властивостями скло відноситься до неорганічних сполук, воно тверде, має аморфну структуру, изотропно.

Для кожного виду скла характерно в процесі виготовлення перетворення агрегатного стану від рідинних, надзвичайно вузького до стеклообразного виду. Технологія виробництва передбачає його охолодження зі швидкістю, яка не дозволяє перейти у фазу кристалізації розплаву.

Температура плавлення скла залежить від його якості і передбачуваних характеристик. Як правило, варіння відбувається в досить широкому діапазоні температур від 300 до 2500 ° C. Залежать властивості цієї речовини від компонентів, що входять до складу стеклообразующих розплавів. Їх перелік досить великий та представлений різними оксидами, фосфатами, фторидами та іншими добавками. При цьому класична прозорість є далеко не останньою характеристикою для різних видів стекол, що зустрічаються як у природі, так і синтезованих в ході виробництва.

З найдавнішими скляними виробами, датованими сім'ю століттями до нашої ери, познайомилися археологи, які займаються розкопками в Єгипті. Це були намиста і амулети. Але минуло кілька тисячоліть, поки не з'явилися перші промислові підприємства, скляні заводи вісімнадцятого століття. Особливістю скловиробництва в шихтах стало те, що температура плавлення скла досягалася використанням вугілля, а котли для варіння стали закритими.

До цього в якості палива використовувалися дрова, скловарні майстерні довго не перебували на місці, печі розсипалися, а паливо в окрузі швидко витрачалося. Котли були відкритими, дрова не виділяла речовин, що впливають на прозорість і колір вихідного продукту. Температура плавлення скла в технологічному процесі такого типу досягала 1450 ° C.

Важливою подією став винахід на початку XX століття методу виробництва листового скла, названого на ім'я його розробника Еміля Фурко, який запропонував машинний спосіб витяжки. Проіснувавши аж до 1959 року, він був витіснений Флоат-методом, розробленим фірмою «Пилкингтон».

Основними складовими звичайного скла є кварцовий пісок у пропорції 69-74%, сода (12-16%), доломіт і вапняк (5-12%). Але в технологічному процесі виробництва має важливе значення не тільки при якій температурі плавиться скло, але і яка швидкість охолодження розплаву. Теоретично при швидкому охолодженні можна отримати склоподібне тіло і з металу, головне встигнути охолодити розплав до утворення кристалічної решітки.

При всьому різноманітті привабливих властивостей звичайного скла у свій час виникла гостра необхідність у більш міцному і легкому прозорому матеріалі. Насамперед, це торкнулася галузі, що спеціалізується на літакобудуванні. Оргскло отримало свою назву лише за зовнішніми подібностям з традиційним склом.

Ударопрочность його в п'ять разів вище, воно легше в 2,5 рази. За светопропусканию воно досягає рівня 92%, має високу стійкість до старіння. Набагато простіше і доступніше оргскло в обробці. Температура плавлення оргскла знаходиться в межах 90-105 градусів, що дозволяє його піддавати термічній обробці.

Але обидва ці матеріалу зайняли кожен свою нішу в сучасному виробництві. Традиційне неорганічне скло міцно утримує свої позиції і не збирається їх здавати новітнім органічним полимерам.

Використання широкого спектру різних домішок і добавок дозволяє отримати не тільки дивовижні оптичні характеристики скла, але і значно поліпшити його механічні властивості.

Крім промислового використання, не можна не відзначити роль художнього скла. Майстри-склодуви, продовжуючи традиції стародавніх художників, перетворили створення шедеврів зі скла в справжнє мистецтво. У печах їх майстерень досягається температура плавлення скла, працюючи практично вручну, у своїй творчості вони не тільки проявляють неабияку фантазію, але і витрачають масу фізичних зусиль.