Публикация материалов

Темы исследований

Наш баннер

Мы будем благодарны, если Вы установите наш баннер!
Баннер сайта Обучонок
Код баннера:
<a href="https://obuchonok.ru/" target="_blank"> <img src="https://obuchonok.ru/banners/banob2.gif" width="88" height="31" alt="Обучонок. Исследовательские работы и проекты учащихся"></a>
Все баннеры...
стекло
Тематика: 
Химия
Автор работы: 
Ромахина Таисия
Руководитель проекта: 
Армер И.Я
Учреждение: 
ГБОУ Лицей № 150 г. Санкт-Петербурга
Класс: 
10

В готовой индивидуальной исследовательской работе по химии на тему «Исследование состава бытовых старинных и современных стекол» изложена история открытия стекла, описана классификация стекла, опытным путем определены свойства современного стекла и найдены свойства бытовых стекол в старину.

Подробнее о проекте:


В ходе работы над ученическим проектом по химии на тему «Исследование состава бытовых старинных и современных стекол» была изучена справочная литература по теме, проведено исследование свойств бытового стекла, определен химический состав стекла, изучены технологии производства стекол.

В рамках научно-исследовательской работы о составе бытовых стекол «Исследование состава бытовых старинных и современных стекол» автором проекта были проведены практические опыты, в процессе которых он определил общие и отличительные компоненты в составе стекол производства разных лет. Настоящая работа направлена на повышение интереса школьников к изучению химии на примере сравнения состава старинного и современного стекла.

Оглавление

Введение
1. История стекла.
2. Классификация стекла.
3. Свойства стекла.
4. Химическое состав стекла.
5. Технологии производства стекла.
6. Исследование состава стекла.
6.1. Используемое оборудование.
6.2. Исследуемый объект.
6.3. Подготовительный этап.
6.4. Электронный микроскоп.
Заключение
Список литературы

Введение


История стекла уходит в далёкую древность. Как самостоятельный материал стекло начало использоваться ещё в Древнем Египте. До нас дошли стеклянные вазы, свидетельствующие о зарождении производства стеклянной мозаики. Состав стекла был близок современному, но оно содержало мало кремнезема и извести, больше щелочи и окиси железа, благодаря чему могло плавиться при более низкой температуре, что облегчало изготовление стеклянных изделий. В отличие от современного оно большей частью совсем не пропускало света, иногда просвечивало, еще реже – было прозрачным.

Некоторые образцы из археологических раскопок были доставлены на кафедру керамики Технологического института для анализа химического состава. Это было стекло примерно 20-19 веков.

Оказалось интересным узнать насколько состав стеклянных изделий прошлого похож или отличается от состав современных стекла.

Цель исследования: повысить интерес школьников к изучению химии на примере сравнения состава старинного и современного стекла, отобразив исследование в научной статье до января 2020 года.

Задачи:

  1. Подобрать литературный материал для написания теоретической части
  2. Найти историю открытия стекла.
  3. Познакомится с классификацией стекла.
  4. Узнать свойства стекла
  5. Изучить химический состав стекла
  6. Сравнить старинное и современное стекло.
  7. Сделать вывод.

Объект исследования: Старинное и современное стекло.

Проблема:Почему состав стекла изменился?

Методы исследования:

  • Анализ литературы
  • Эксперимент
  • Синтез
  • История стекла

История стекла уходит в глубокую древность. Известно, что в Египте и Месопотамии его умели делать уже 6000 лет назад. Вероятно, стекло начали изготавливать все же позже, чем первые керамические изделия, так как для его производства требовались более высокие температуры, чем для обжига глины. Если для простейших керамических изделий было достаточно только глины, то в состав стекла необходимо минимум три компонента.

Существует легенда, что первыми изобрели стекло финикийцы. Возвращаясь с дальнего плавания, они решили остановиться на близлежащем острове. Развели костёр для того, чтобы приготовить еду. А так как камней не было, они поставили под котёл глыбы соды. Через некоторое время финикийцы заметили, что ракушки, сода и песок превратились в какую-то жидкость. Это и было стекло. Но у этой легенды существует опровержение: учёные доказали, что при открытом огне нельзя добиться температуры плавления компонентов.

Изделия из стекла так же, как и из керамики, практически не подвергаются атмосферным воздействиям и хорошо сохраняются даже под слоем земли. Эти изделия оказались важнейшими документами далекого прошлого. Они донесли до нас бесценную информацию об уровне культуры и техники древних народов. Благодаря стеклу до нашего времени дошли величайшие художественные произведения различных эпох культуры человечества.

Несмотря на то что возраст стеклоделия оценивается в 6 тыс. лет, прозрачное и бесцветное стекло люди научились варить лишь на пороге новой эры. До этого производилось непрозрачное окрашенное в различные тона стекло и из него изготавливались главным образом мелкие изделия: бусы, браслеты, пуговицы, кольца, печатки, шахматные фигуры и др. Стеклодувы античной эпохи начали широко применять холодную обработку стекла: рельефную резьбу, гравировку, шлифовку.

Как только было получено прозрачное стекло, стеклоделы стали стремиться изготовить из него оконные пластины. Ученые предполагают, что оконное стекло вначале было цветным. Это объясняется тем, что бесцветное стекло получить было весьма непросто, так как сырье обычно содержит различные примеси, которые придают стеклу окраску. Особенно часто в сырье присутствуют соединения железа.

Получение пластин для остекления окон оказалось весьма непростым делом. Изготовление полых изделий довольно сложной формы путем выдувания для человека было более простой задачей, чем получение листового стекла. Эта задача была решена лишь к концу средневековья. При раскопках Помпеи, погребенной под пеплом вулкана Везувия в 79 г. н.э., было установлено, что в очень редких случаях в окна были вставлены пластины стекла, которые были довольно толстыми. По-видимому, тонкое листовое стекло итальянские стеклоделы еще не научились делать.

Считают, что метод выдувания так же, как и способ варки прозрачного стекла, был открыт в период смены летоисчисления. Поводов для его открытия было предостаточно. Для получения высоких температур в металлургии был уже известен способ дутья. При варке стекла, требующей также высоких температур, дутье, в частности, проводилось при помощи легких человека.

Для этого использовались длинные и полые тростниковые трубки, конец которых обмазывался глиной. Последнее было необходимо для того, чтобы трубка не загоралась. Таким образом, для открытия метода выдувания стеклянных изделий были созданы все предпосылки. Нужен был только случай, когда конец трубки прикоснется к жидкой стекольной массе. Если это произошло, то, продолжая дуть в трубку, человек должен получить что-то похожее на пузырь. Следующим шагом было помещение выдуваемого «пузыря» в деревянную форму, и полое стеклянное изделие почти готово.

Вероятно, метод выдувания изделий из стекла был изобретен в различных местах, где культивировалось стеклоделие, примерно в одно и то же время. Однако принято считать, что способ выдувания был изобретен в Александрии в I в. до н.э.

Первый стекольный завод в России был построен в 1636 г. близ г. Воскресенска под Москвой. На нем выдували оконное стекло и стеклянную посуду. Через 30 лет в селе Измайлово, также под Москвой, был построен завод, на котором изготовляли высококачественные стаканы, графины, фляги, рюмки, кувшины и др. Особенно быстро стеклоделие развилось при Петре I. В XVIII в. около Москвы действовало уже шесть стекольных заводов.

Классификация стекла


Стекло — твердый хрупкий аморфный материал, образующийся при охлаждении минерального расплава. При этом переход из жидкого состояния в стекловидное является обратимым.

Стекло и объекты из него классифицируются по различным основаниям: по составу стеклообразующего оксида, по назначению и области применения, по способу производства и т.д.

Способностью образовывать стекловидную массу при отвердении (остывании из расплава) обладают многие химические элементы.

В зависимости от основных стеклообразующих компонентов различают стекла:

  • оксидные — силикатные (основной компонент SiO2),
  • алюмосиликатные (Al2О3, SiO2),
  • боросиликатные (В2О3, SiO2),
  • бороалюмосиликатные (В2О3, Al2О3, SiO2),
  • алюмофосфатные (Al2О3, Р2О5),
  • бороалюмофосфатные (В2О3, Al2О3, Р2О5),
  • бороалюмосиликофосфатные (В2О3, Al2О3, SiO2, P2O5),
  • фосфорванадатные (Р2О5, V2O5),
  • силикотитанатные (SiO2, TiO2),
  • силикоцирконатные (SiO2, ZrO2);
  • халькогенидные — халькогениды мышьяка (As2S3, As2St3, As2Fe3), сурьмы (Sb2Se3), таллия (Ta2Se3) и др.;
  • галогенидные — фторобериллатные (BeF2).

К основным компонентам для уменьшения температуры плавления добавляют флюсы: оксиды щелочных металлов; для придания стеклу определенных свойств — оксиды алюминия, магния, свинца и пр. В качестве добавок используют известняк, доломит, магнезит, полевой шпат, калиевую селитру, поташ, глинозем, кальцинированную соду и пр.

По назначению и области применения различают:

  • техническое стекло — неорганическое стекло и изделия из него, предназначенные для использования в различных областях науки и техники.
  • Транспортное — защитное стекло для остекления воздушного, автомобильного и других видов транспорта, а также для машин различного рода.
  • оптическое — изделия из стекла, в которых используются его оптические свойства (очки, линзы и др.);
  • химико-лабораторное — химически и термостойкие стекла, используемые в химической, медицинской промышленности, лабораториях для специальных целей;
  • стекловолокно — волокна, получаемые из расплава стекла, используемые для изготовления стеклянной ткани, электро-, звуко- и теплоизоляционных материалов, стеклопластиков, проводников светового излучения и др.;
  • глазури (относятся также к бытовому стеклу) — стекловидные покрытия на керамических изделиях, придающие им декоративный вид, водо- и газонепроницаемость, защищающие от действия различных реагентов;
  • строительное стекло — силикатное стекло и изделия из него, обладающие механической прочностью, прозрачностью, долговечностью в эксплуатации и малой теплопроводностью:
  • бытовое стекло — неорганическое силикатное стекло и изделия из него, предназначенные для использования в быту.

По способу производства различают:

  • прессованное стекло
  • выдувное стекло
  • тянутое стекло

Свойства стекла

Стекло — неорганическое изотропное вещество, материал, известный и используемый с древнейших времён. Существует и в природной форме, в виде минералов (обсидиан — вулканическое стекло), но в практике — чаще всего, как продукт стеклоделия — одной из древнейших технологий в материальной культуре. Структурно — аморфное вещество, агрегатно относящееся к разряду — твёрдое тело/жидкость. В практике присутствует огромное количество модификаций, подразумевающих массу разнообразных утилитарных возможностей, определяющихся составом, структурой, химическими и физическими свойствами.

Независимо от их химического состава и температурной области затвердевания, стекло обладает физико-механическими свойствами твёрдого тела и сверхвязкой жидкости (течёт при нормальных условиях), сохраняя способность обратимого перехода из жидкого состояния в стеклообразное. Однако вязкость стекла при комнатной температуре настолько велика, что не имеет никакого практического значения — текучесть стекла не проявляется сколь-нибудь заметным образом на периодах времени в десятки и сотни лет[25].

В настоящее время разработаны материалы чрезвычайно широкого, поистине универсального диапазона применения, чему служат и присущие изначально (например, прозрачность[26], отражательная способность, стойкость к агрессивным средам, красота и многие другие) и не свойственные ранее стеклу — синтезированные его качества (например — жаростойкость, прочность, биоактивность, управляемая электропроводность и т. д.).

Различные виды стёкол используются во всех сферах человеческой деятельности: от строительства, изобразительного искусства, оптики, медицины — до измерительной техники, высоких технологий и космонавтики, авиации и военной техники. Изучается физической химией и другими смежными и самостоятельными дисциплинами[27].

В твёрдом состоянии силикатные стёкла весьма устойчивы к обычным реагентам (за исключением плавиковой кислоты, расплавов или горячих концентрированных растворов щелочей и расплавов некоторых металлов), и к действию атмосферных факторов. На этом свойстве основано их широчайшее применение: для изготовления предметов быта, оконных стёкол, стёкол для транспорта, стеклоблоков и многих других строительных материалов, предметов медицинского, лабораторного, научно-исследовательского назначения, и во многих других областях.

Для специальных целей выпускают химически-стойкое стекло, а также стекло, стойкое к тем или иным видам агрессивных воздействий.

Физические свойства стекла

  • Плотность стекла зависит от химического состава и для обычных строительных стекол составляет 2400...2600 кг/м3. Плотность оконного стекла — 2550 кг/м'. Высокой плотностью отличаются стекла, содер­жащие оксид свинца («богемский хрусталь») — более 3000 кг/м3. По­ристость и водопоглощение стекла практически равны 0 %.
  • Механические свойства. Стекло в строительных конструкциях чаще подвергается изгибу, растяжению и удару и реже сжатию, поэтому главными показателями, определяющими его механические свойства, следует считать прочность при растяжении и хрупкость.
  • Хрупкость — главный недостаток стекла.
  • Твердость стекла, представляющего собой по химическому составу вещество, близкое к полевым шпатам, такая же, как у этих минералов, и в зависимости от химического состава находится в пределах 5...7 по шкале Мооса.
  • Оптические свойства стекла характеризуются светопропусканием прозрачностью), светопреломлением, отражением, рассеиванием и др. Обычные силикатные стекла, кроме специальных (см. ниже), пропу­скают всю видимую часть спектра (до 88...92 %) и практически не пропускает ультрафиолетовые и инфракрасные лучи. Показатель пре­ломления строительного стекла (п = 1,50...1,52) определяет силу отра­женного света и светопропускание стекла при разных углах падения света. При изменении угла падения света с 0 до 75° светопропускание стекла уменьшается с 90 до 50 %.
  • Теплопроводность различных видов стекла мало зависит от их состава и составляет 0,6...0,8 Вт/(м•К), что почти в 10 раз ниже, чем у аналогичных кристаллических минералов. Например, теплопроводность кристалла кварца — 7,2 Вт/(м•К).
  • Коэффициент линейного температурного расширения (КЛТР) стек­ла относительно невелик (для обычного стекла 9•10-6 К-1). Но из-за низкой теплопроводности и высокого модуля упругости напряжения, развивающиеся в стекле при резком одностороннем нагреве (или охлаждении), могут достигать значений, приводящих к разрушению стекла. Это объясняет относительно малую термостойкость (способ­ность выдерживать резкие перепады температур) обычного стекла. Она составляет 70...90° С.
  • Звукоизолирующая способность стекла довольно высока. Стекло толщиной 1 см по звукоизоляции приблизительно соответствует кир­пичной стене в полкирпича — 12 см.
  • Химическая стойкость силикатного стекла — одно из самых уни­кальных его свойств. Стекло хорошо противостоит действию воды, щелочей и кислот (за исключением плавиковой и фосфорной). Объ­ясняется это тем, что при действии воды и водных растворов из наружного слоя стекла вымываются ионы Na+ и Са++ и образуется химически стойкая пленка, обогащенная SiO2. Эта пленка защищает стекло от дальнейшего разрушения.

Химический состав стекла

Стандартный состав стекла представляет собой смесь чистого кварцевого песка, извести и соды. Для изменения свойств материала могут использоваться различные добавки. Но все-таки основным составляющим компонентом является именно чистый речной песок. Его количество составляет примерно 75% от всей смеси. Сода позволяет снизить температуру плавления песка почти в 2 раза. Известь защищает стекло от воздействия большинства химических веществ, а также добавляет прочности и блеска.

Дополнительные примеси:

  • Марганец (Mn) добавляют в стекло для получения специфического зеленого оттенка. Для получения других цветов может использоваться никель или хром.
  • Свинец (Pb) придает стеклу дополнительный блеск и характерный звон. Материал получается более холодным на ощупь. Стекло с примесью свинца называется хрусталь.
  • Оксид бора тоже придает материалу дополнительный блеск и прозрачность, при этом понижая коэффициент теплового расширения изделий.

Технологии производства стекла

Получить данный материал можно при помощи двух способов:

  • Фурко.
  • Флоат.

Технология стекла по методу «Фурко» основана на прокатывании горячей стекломассы через специально предназначенные валики. Затем смесь транспортируется в камеру охлаждения. Тут осуществляется разделение ее на листы.

Технология изготовления стекла «Флоат» методом подразумевает под собой поступление стекломассы в виде ленты в охлаждающий расплав с оловом. Нижняя поверхность при этом получается идеально гладкой. А поверхностное натяжение делает верхнюю поверхность ровной.

Затем стекломасса проходит стадию охлаждения. В связи с тем, что на данном этапе стекло охлаждается неравномерно, возникают напряжения. Они существенно снижают механическую прочность данного материала. Для устранения этого, стекло подвергается термическому отжигу.

Данная технология лежит в основе всего современного производства стекла.

Обусловлено это тем, что такой метод имеет неоспоримые преимущества:

  • высокая производительность;
  • идеально гладкая поверхность;
  • минимальные оптические дефекты;
  • минимизация оптических искажений готовой продукции;
  • отсутствие дополнительной обработки стекла;
  • декоративное оформление.

Стекло представляет собой жидкость, которая находится в твердом состоянии при температуре окружающей нас среды Земли. Эти аморфные тела поучаются в процессе охлаждения расплавов, которые имеют разный химический состав и обладают особенностями твердых тел.

Какие ингредиенты используются?
Базовое сырье для получения стекла и изделий из него – это кварцевый песок, сульфат натрия либо сода, мел или известняк, доломит и пегматит.

Помимо данных материалов, в состав шихты, в зависимости, какая технология производства стекла используется, добавляют кислотные и стеклообразующие окислы, а также другие связующие компоненты, которые способны придать стеклу определенные особенности.

К данным ингредиентам относятся:

  • осветлители (трехокись мышьяка, селитра);
  • красители (медь, кобальт, окислы железа, марганец и хром).

Технология варки стекломассы


Технология стекла на данном этапе состоит из приготовления шихты, варки и охлаждения стеклянных изделий. Вам достаточно совсем немного изменить технологию, как стекломасса получит совсем другое строение. Оно может стать плотнее, волокнисто либо ячеисто.

Технология изготовления стекла позволяет вам изменять химический состав стекломассы.

Такими манипуляциями вы можете корректировать:

  • прочность стекла;
  • теплофизические и диэлектрические характеристики;
  • способность пропускать или поглощать ультрафиолетовые лучи.

К примеру, боросиликатное стекло, в котором отсутствуют щелочи, широко используется для изготовления арматуры из бетона, а также других химически устойчивых труб из стекла. Отличается данный материал высокой механической прочностью, низким уровнем линейного расширения и химической стойкостью.

Технология производства стекломассы предполагает использование материалов в следующем пропорциональном соотношении: 70% песка, 30% соды и извести. Вдобавок к этому могут быть использованы красители, поташ, оксид свинца и др. Все компоненты необходимо очень тщательно перемешать до получения однородного состава.

Затем смесь засыпается в печь, где происходит ее расплавление и варение при температуре 1450-1550 °С. После получения качественной стекломассы она быстро охлаждается, чтобы не было кристаллизации. Затем стекло нарезают на листы необходимого размера.

Обязательным этапом при изготовлении стекла является проверка качества. Выполняется она автоматически при помощи лазерных лучей. Они контролируют непрерывность стекла, наличие трещин, проверяют заданную толщину, наличие пузырьков, пятен соды и т.д. Все обнаруженные дефекты отмечаются и затем на стадии порезки вырезаются.

Современные технологии изготовления разного типа стекла

Современные технологии производства позволяют получить высококачественные многочисленные виды стекла, которые нашли свое применение в многочисленных отраслях.

Различают следующие типы стекла:

  • кварцевое;
  • известковое;
  • свинцовое;
  • энергосберегающее;
  • армированное;
  • солнцезащитное;
  • гнутое;
  • листовое;
  • бронированное;
  • медицинское;
  • акриловое;
  • силикатное;
  • кварцевое;
  • оптическое.

Технология обработки стекла


Изготовление кромки фигурной кромки, полировка, шлифовка, просверливание отверстий, склейка стекла по уникальной технологии и другие операции со стеклом – это переход на совершенно иной уровень оформления вашего интерьера.

Современная технология обработки стекла позволяет увеличить область его использования. Вы сможете применять данный материал в качестве витрин, дизайна мебели, дверей, перегородок, полок и т.д. Потребительские свойства стекла совершенствуются каждый день. Это приводит к выдвижению все новых и новых требований к методам его обработки.

Для того, чтобы стекло не причинило травму, его края шлифуют. Обработка кромок позволит создать индивидуальную деталь интерьера.

Существует несколько видов такой обработки:
Фаска– шлифовка кромки стекла под углом в 45 градусов. Это самая распространенная операция.
Фацет. В данном случае верхняя кромка стекла снимается до половины или трети. Все зависит от толщины изделия. Кромка такого стекла становится более выразительной. Ширина среза может доходить до 40 миллиметров. Внешний вид такого участка становится матовым, если его отшлифовать, и прозрачным – при полировке. Это самый трудоемкий и декоративный процесс.
Карандаш. Кромка стекла снимается на 1-3 миллиметра.

Полирование, притупление и шлифование кромки сделает края стекла безопасными и ровными.

При помощи такой обработки, как фьюзинг (термическое соединение), вы сможете объединить несколько изделий из стекла. После нагревания данного материала до определенной температуры оно размягчается, и детали спекаются между собой. При этом их форма остается неизменной. С помощью фьюзинга можно добиться невероятных декоративных эффектов для витражного стекла.

Моллирование. Это еще один вид обработки стекла. Технология данной обработки заключается в придании листу необходимой формы. Для этого стекло нагревается до размягчения. Получают рельеф путем укладки стекла на конструкцию необходимой формы, после чего его обжигают в несколько этапов. Также, выполняется закалка стекла, чтобы оно было прочным, безопасным и термостойким. Применяют эту технологию для создания вставок из данного материала и изготовления габаритных деталей. Такая обработка довольно дорогостоящая, но очень эффективная и пользуется существенной популярностью.

Технология химического травления основана на взаимодействии паров плавиковой кислоты с поверхностью стекла. Благодаря травлению удается получить матовый и прозрачный рисунок, который может иметь разную глубину. Используют такую технологию для декорирования дорогостоящих высокохудожественных изделий из стекла.

Сверление. Данная технология позволяет получить в стекле отверстия любого диаметра. Во время сверления режущая часть сверла постоянно охлаждается при помощи воды. Сверлить стекло необходимо на больших оборотах, с минимальным давлением на поверхность и с двух сторон. В связи с тем, что во время сверления образуются микротрещины, необходимо производить последующую раззенковку отверстия. Выполняется такая операция при помощи сверла с алмазным напылением.

Технология резки стекла

Резка стекла – это довольно непростой процесс, но он самый популярный среди всех технологических операций с данным материалом. Чаще всего нам приходится резать стекло при обычной его замене в окне либо двери. Это самая распространенная потребность заказчиков в нынешнее время.

В связи с тем, что стекло обладает своеобразной структурой и отличается хрупкостью при непрофессиональном обращении с ним. Оно крошится, образовываются сколы, трещины.

Подгонка стекла под нужные размеры вызывает огромные трудности, если не знать технологию резки. Ведь еще совсем недавно многим профессиональным мастерам был известен только лишь один метод резки стекла при помощи алмазного стеклореза.

После этого процесса следовал механический надлом стекла, который не всегда был эффективным и даже небезопасным. Современные технологии внесли свои коррективы и существенно упростили данную операцию.

Данный вид операции можно встретить во многих отраслях промышленности: от остекления зданий и сооружений до отделки коттеджей. Для дизайнеров интерьера резка стекла открыла широкие горизонты творчества.

Для получения высокой точности готовой продукции, используются специальные шаблоны. Технология резки стекла подразумевает порезку данного материала, так как при попытке полного разрезания стекла, оно просто распадется на мелкие частички. Во избежание этого, на поверхности прочерчиваются неглубокие царапины, соответствующие контуру готовой продукции.

Стекло не имеет кристаллической решетки, и при механическом воздействии на него оно ломается по произвольной технологии. Данные надрезы способствуют правильному разлому, именно в этом месте.

При резке стекла большое значение имеет:

  • диаметр инструмента, который осуществляет резку;
  • скорость данной операции;
  • угол заточки кромки реза;
  • давление резца на поверхность стекла.
  • Соблюдая правильную технологию выполнения каждой операции, можно осуществить максимально простое и очень аккуратное разрезание листа стекла.

При помощи гидроабразивной резки стекла можно разрезать любую конструкцию данного материала, например, многослойное армированное стекло. Применяется такая технология на многих крупных предприятиях, которые производят стекло. С помощью тонкой линии реза можно создавать потрясающие декоративные изделия, которые будут иметь «хитроумное очертание».

Благодаря высокоточному оборудованию теперь можно изготовить то, что раньше делалось только лишь вручную. Любой чертеж, фотография или рисунок вводится в компьютер установки, и через несколько минут на выходе вы уже сможете наблюдать готовое изделие. Благодаря компьютерной системе оборудования можно получить максимальную точность выполнения данной операции.

Фигурная резка. Не всегда нам нужно ровно отрезать стекло. Зачастую возникает потребность в получении изделия нестандартной формы с интересным и необычным дизайном. В таких случаях применяется фигурная резка. Такие изделия все чаще используются для остекления различных строительных конструкций. Технология резки стекла данного типа обязывает наличие специального оборудования.

Технология матирования стекла


Обычное стекло – это очень просто. Хочется как-то оживить интерьер, добавив ему ярких красок и оригинальности. Сделать это можно при помощи нанесения рисунка, применяя технологию матирования.

Технология матирования стекла создает на нем такой узор, который долговечен, его нельзя ничем стереть, смыть. Данный метод позволяет нанести логотип, подпись, любое пожелание или же просто красивую картинку.

Существуют следующие способы матирования:

  • химический;
  • механическая обработка;
  • нанесение обжиговых матовых покрытий;
  • лакокрасочное покрытие.

Технология матирования химическим методом. Имеется огромное количество химических растворов для матового травления стекла, в которые входит плавкая кислота. Данный способ позволяет получить самый высококачественный рисунок, по сравнению с другими технологиями. В связи с этим, он пользуется огромной популярностью.

Механическая обработка. К данному методу относится: гравировка, шлифовка, пескоструйная обработка, гранение. Каждый из них основан на воздействии на поверхность стекла абразивных материалов. Обжиговое покрытие. Данная технология основана на нанесении матового слоя изображения и последующий обжиг в печи. В данном случае поверхность получается не сильно гладкой, в отличие от обычного травления.

Лакокрасочное покрытие. Матирование стеклянной поверхности данным способом подразумевает покрытие полупрозрачными органическими лаками, красками и полиуретаном. Такая технология на много проще пескоструйной обработки.

Помимо этого, можно получить высококачественное и красивое изображение на стекле при помощи лазерной обработки. Встречается и плазменное напыление металлов. Тут расплавленные металлические микрокапли разогревают поверхность стекла при соприкосновении с ним. Такой термический удар приводит к появлению микротрещин и сколов. С их помощью и формируются матовые области узора. Но такая технология не сильно популярна из-за ее сложности и высокой стоимости сопутствующего оборудования с ингредиентами.

В домашних условиях можно осуществлять матирование мелких изделий при помощи специального спрея или жидкости.

Положительные особенности матирования:

  • без каких-либо красок вы сможете создать на стекле или зеркале матовый рисунок любой сложности и геометрии;
  • такая обработанная поверхность стекла пропускает достаточное количество света и создает загадочный интерьер.

Исследование состава стекла.

Используемое оборудование:

  • Стекло.
  • Алюминиевые подставки.
  • Установка для напыления токопроводящих покрытий.
  • Электронный микроскоп.

Исследуемый объект: современное и старинное стекло

Поскольку стекло является диэлектриками, необходимо создать «выход» для электронов с помощью специального скотча, состоящий из углеродов. Далее с помощью установки термического напыления наносится тонкий слой углерода на рабочую поверхность. Напыление необходимо проводить в условиях вакуума, так как углерод легко реагирует с элементами в составе воздуха.

Электронная микроскопия

Электронная микроскопия – это метод исследования структур, находящихся вне пределов видимости светового микроскопа и имеющихся размеры менее одного микрона.

Действие электронного микроскопа основано на использовании направленного потока электронов, которые выполняет роль светового луча в световом микроскопе, а роль линз играют магниты (магнитные линзы).

Вследствие того, что различные участки исследуемого объекта по-разному задерживают электроны, на экране электронного микроскопа получается чёрно-белое изображение изучаемого объекта, увеличенного в десятки и сотни тысяч раз.

Именно в электрический микроскоп мы с моим преподавателем помести образцы современного и старинного стекла, чтобы узнать их химический состав и сравнить его.

В результате мы получили эти графики.

Старинное стекло:

стекло 1

Современное стекло:

стекло 2

Заключение

Если посмотреть на графики, то можно увидеть, что в современном стекле количество натрия, кремния и кислорода уменьшилось. Это было сделано для того, чтобы увеличить прочность стекла. Ведь свойства стела определяются содержанием в нем химических соединений – окиси кремния и окиси натрия. Отношение количества окиси кремния к количеству окиси натрия называется модуль стекла. Чем ниже модуль стекла, тем выше его прочность.

Список литературы

Будов В. М., Саркисов П. Д. Производство строительного и технического стекла. М., 1985.
3убанов В. А., Чугунов Е. А., Юдин Н. А. Механическое оборудование стекольных и ситалловых заводов. М., 1984.
М.Свешников "Тайны стекла" Детгиз 1955.
Справочник Российского химико-технологического университета имени Д.И. Менделеева, 2000.
Шульц М. М. О природе стекла // Природа № 9. 1986.


Если страница Вам понравилась, поделитесь ссылкой с друзьями:

Партнеры и статистика