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.