Изработването на стъкло е много древен процес, с археологически доказателства за производството на стъкло, датиращи преди 2500 г. пр. Н. Е. Някога рядко и ценено изкуство, производството на стъкло се е превърнало в обичайна индустрия. Стъклените изделия се използват в търговската мрежа и в дома като контейнери, изолатори, армиращи влакна, лещи и декоративно изкуство. Макар че материалите, използвани за тяхното изработване, могат да варират, общият процес на производство на стъкло е същият и е описан по -долу.
Стъпки
Метод 1 от 2: Използване на пещ или пещ
Стъпка 1. Вземете силициев пясък
Наричан още кварцов пясък, силициевият пясък е основната съставка при производството на стъкло. Стъклото без примеси от желязо се търси за бистри стъклени парчета, тъй като желязото ще доведе до това, че стъклото ще изглежда зеленикаво, когато присъства.
- Носете маска за лице, ако боравите с изключително фин силициев пясък. При вдишване може да раздразни гърлото и белите дробове.
- Силициевият пясък се предлага от онлайн търговци на дребно. Това е сравнително евтино - малки количества не трябва да струват повече от 20 долара. Ако искате да работите в индустриален мащаб, специализираните търговци на дребно могат да предложат конкурентни цени при големи поръчки - понякога по -ниски от 100 долара на тон.
- Ако не е възможно да се намери пясък, достатъчно свободен от примеси на желязо, техният ефект на оцветяване може да се противодейства чрез добавяне на малки количества манганов диоксид. Или, ако искате зеленикаво стъкло, оставете ютията вътре!
Стъпка 2. Добавете натриев карбонат и калциев оксид към пясъка
Натриевият карбонат (наричан обикновено измиваща сода) понижава температурата, необходима за производството на стъкло в търговската мрежа. Той обаче позволява на водата да преминава през стъклото, така че се добавя калциев оксид или вар, за да се отрече това свойство. Могат да се добавят и оксиди на магнезий и/или алуминий, за да се направи стъклото по -издръжливо. Обикновено тези добавки заемат не повече от 26 до 30 процента от стъклената смес.
Стъпка 3. Добавете други химикали, в зависимост от предназначението на стъклото
Най -честото допълнение към декоративното стъкло е оловният оксид, който осигурява блясък в кристалните стъклени съдове, както и мекотата, за да улесни рязането, а също така намалява точката на топене. Лещите за очила могат да съдържат лантанов оксид поради неговите пречупващи свойства, докато желязото помага на стъклото да абсорбира топлината.
Оловен кристал може да съдържа до 33 процента оловен оксид; обаче, колкото повече оловен оксид, толкова повече умения са необходими за оформянето на разтопеното стъкло, така че много производители на оловни кристали избират по -малко съдържание на олово
Стъпка 4. Добавете химикали, за да получите желания цвят в стъклото, ако има такова
Както бе отбелязано по -горе, примесите на желязо в кварцовия пясък правят стъклото, направено с него, да изглежда зеленикаво, така че се добавя железен оксид, за да се увеличи зеленикавият оттенък, както и медният оксид. Серните съединения произвеждат жълтеникав, кехлибарен, кафеникав или дори черен оттенък, в зависимост от това колко въглерод или желязо също се добавят към сместа.
Стъпка 5. Поставете сместа в добър топлоустойчив тигел или държач
Контейнерът трябва да издържа на изключително високите температури в пещта - в зависимост от вашите добавки, вашата стъклена смес може да се стопи при диапазон от температури между 1, 500 и 2, 500 градуса по Целзий. Вашият контейнер също трябва лесно да се хваща с метални куки и стълбове.
Стъпка 6. Разтопете сместа в течност
За търговско силициево стъкло това се прави в газова пещ, докато специални стъкла могат да бъдат създадени с помощта на електрическа топилка, пещ или пещ.
Кварцовият пясък без добавки става стъкло при температура 2 300 градуса по Целзий (4 172 градуса по Фаренхайт). Добавянето на натриев карбонат (сода) намалява температурата, необходима за производството на стъкло, до 1500 градуса по Целзий (2, 732 градуса по Фаренхайт)
Стъпка 7. Хомогенизирайте и отстранете мехурчетата от разтопеното стъкло
Това означава разбъркване на сместа до постоянна дебелина и добавяне на химикали като натриев сулфат, натриев хлорид или антимонов оксид.
Стъпка 8. Оформете разтопеното стъкло
Оформянето на стъклото може да стане по един от няколко начина:
- Разтопеното стъкло може да се излее във форма и да се охлади. Този метод е бил използван от египтяните, а също и колко лещи са създадени днес.
- Голямо количество разтопено стъкло може да се събере в края на куха тръба, която след това се издухва, докато тръбата се завърта. Стъклото се оформя от въздуха, постъпващ в тръбата, гравитацията дърпа разтопеното стъкло и каквито и инструменти използва стъкленият вентилатор за обработка на разтопеното стъкло.
- Разтопеното стъкло може да се излее във вана с разтопен калай за опора и да се взриви с азот под налягане, за да се оформи и полира. Стъклото, направено по този метод, се нарича флоат стъкло и така се правят стъклени стъкла от 50 -те години на миналия век.
Стъпка 9. Бавно охладете чашата в пещ
Този процес се нарича отгряване и премахва всички точки на напрежение, които може да са се образували в стъклото при охлаждане. Стъклото, което не е било отгрято, е значително по -слабо. След като този процес приключи, стъклото може да бъде покрито, ламинирано или обработено по друг начин, за да се подобри неговата здравина и издръжливост.
- Точната температура за отгряване може да варира в зависимост от точния състав на стъклото от 750 градуса по Фаренхайт до 1000 градуса по Фаренхайт. Скоростта, с която стъклото трябва да се охлади, също може да се промени - обикновено по -големите парчета стъкло трябва да се охлаждат по -бавно от по -малките парчета. Преди да започнете, проучете правилните методи на отгряване.
- Свързан процес е закаляването, при което оформеното и полирано стъкло се поставя във фурна, загрята до най-малко 600 градуса по Целзий (1, 112 градуса по Фаренхайт) и след това бързо се охлажда („загасва“) с въздушни струи при високо налягане. Отгорелото стъкло се разбива на парчета при 6 000 паунда на квадратен инч (psi), докато закаленото стъкло се разпада на малки парчета при не по -малко от 10 000 psi и обикновено при около 24 000 psi.
Метод 2 от 2: Използване на барбекю на дървени въглища
Стъпка 1. Пригответе импровизирана пещ от скарата за барбекю на дървени въглища
Този метод използва топлината, генерирана от голям въглен, за разтопяване на силициев пясък в стъкло. Използваните материали са сравнително евтини и често срещани - теоретично всичко, от което се нуждаете, е кратко пътуване до магазина за хардуер, за да сте готови да направите своя собствена чаша. Използвайте голяма скара за барбекю на дървени въглища - моделите с "купол" със стандартен размер работят добре. Използвайте най -дебелата и здрава скара, която е на разположение. Повечето скари на дървени въглища ще имат отдушник на дъното - отворете този вентилационен отвор.
- Дори при изключително високи температури, достигнати по този метод, може да бъде трудно да се стопи силициев пясък в скара. Преди да започнете, добавете малко количество (около 1/3 до 1/4 от обема на вашия пясък) сода за пране, вар и/или боракс. Тези добавки понижават температурата на топене на пясъка.
- Ако ще издухате чашата си, дръжте дълга, куха метална тръба под ръка. Ако ще го излеете във форма, подгответе формата предварително. Искате мухъл, който няма да изгори или да се стопи от топлината на разтопеното стъкло - графитът работи добре.
Стъпка 2. Знайте опасностите от този метод
Този метод ще изтласка конвенционалното барбекю над нормалните си температурни граници - толкова горещо, че дори е възможно да се разтопи самата скара. Този метод може да причини тежко нараняване или смърт ако се опита безразсъдно. Продължете внимателно. Имайте под ръка голямо количество мръсотия или пясък или пожарогасител за високи температури, за да потушите огъня, ако е необходимо.
Стъпка 3. Вземете всички възможни предпазни мерки, за да защитите себе си и имуществото си от високата топлина
Опитайте този метод върху мръсна или пясъчна повърхност на открито с много място. Изпълнението на гола бетонна повърхност, която не е покрита с пясък или мръсотия, може да доведе до експлозивно разпадане на бетона, ако върху него падне горещо разтопено стъкло. Не използвайте незаменимо оборудване. Стойте ясно на скарата, докато загрявате стъклото. Трябва също да носите възможно най -много защитно облекло, включително:
- Здрави ръкавици или ръкавици за фурна
- Заваръчна маска
- Тежка престилка
- Топлоустойчиви дрехи
Стъпка 4. Вземете вакуум в магазина с дълга приставка за маркуч
Използвайки тиксо или друг метод, наклонете маркуча му така, че да духа директно в долния вентилационен отвор, без да докосва основното тяло на скара. Може да искате да закрепите маркуча към един от краката или колелата на скарата. Дръжте основното вакуумно устройство възможно най -далеч от скарата.
- Уверете се, че маркучът е сигурен и няма да се движи - ако се разхлаби, докато правите чашата си, трябва не приближете се до скарата, ако е изключително горещо.
- Включете вакуума, за да проверите позиционирането на маркуча. Точен маркуч ще издуха директно във вентилационния отвор.
Стъпка 5. Постелете вътрешната страна на вашата скара с въглен
Използвайте повече въглен, отколкото бихте използвали за печене на месо на скара. Успешни резултати са постигнати чрез пълнене на скара почти до ръба. Поставете чугунен съд или тигел, съдържащ вашия пясък, в центъра на скарата, заобиколен от въглен.
Дървеният въглен от твърда дървесина (или "бучка") гори по -горещо и по -бързо от брикетните въглища, което го прави по -добър избор, ако има такъв
Стъпка 6. Запалете въглен
Консултирайте се с опаковката на дървените въглища, за да разберете дали въгленът ви може да бъде запален директно или изисква ли по -лека течност. Оставете пламъците да се разпространяват равномерно.
Стъпка 7. Изчакайте въгленът да се нагрее
Когато въглените са сивкави и излъчват оранжево сияние, те са готови. Трябва да можете да усетите топлината от простото стоене близо до скарата.
Стъпка 8. Включете вакуума в магазина, за да въведете въздух във въглищата
Въгленът, захранван с въздух от дъното, може да гори изключително горещо (до 2000 градуса по Фаренхайт.) Внимавайте - може да възникнат големи пламъци.
Ако все още не можете да достигнете достатъчно високи температури, експериментирайте с подмяна на капака, докато вкарвате въздух през вентилационния отвор
Стъпка 9. Когато стъклото ви се стопи, използвайте много внимателно метални инструменти, за да го отстраните и оформите
Поради ниската температура на метода на скара, разтопеното стъкло може да е по -твърдо и по -трудно да се обработва от стъкло от пещ. Оформете го с тръба, мухъл или други инструменти, както обикновено.
Съвети
- Някои пясъчни плажове могат да се използват вместо чист силициев пясък, въпреки че полученото стъкло може да е непрозрачно, обезцветено или с по -ниско качество. Използвайте най-белия, най-финия и най-равномерен пясък, както е наличен.
- Ако вашият пясък или добавките са едрозърнести, разпрашете ги с хоросан или пестик или механична мелница. По-фините зърнени частици се топят по-бързо.
-
Натрошени парчета старо стъкло могат да се добавят към пясъка преди топене, за да се рециклират в ново стъкло. Старото стъкло или "стъклен камък" първо трябва да се провери за примеси, които биха отслабили новото стъкло, направено с него - потърсете мехурчета.
Когато смилате стъкло, носете маска за лице, за да предотвратите случайно вдишване
- Използвайте високотемпературна паялна лампа, за да запалите или изрежете малки парчета, пръти или нишки.
Предупреждения
- Винаги внимавайте при източници на висока топлина. Никога не се опитвайте да правите стъкло около деца или домашни любимци.
-
Гасенето на изключително горещи пожари с вода може да ги влоши. Например, пожар, който гори при 2 000 градуса по Целзий, е достатъчно горещ, за да раздели водата (H2O) на своите компоненти водородни и кислородни атоми, освобождавайки огромно количество топлинна енергия. За много горещи пожари е най -добре да държите под ръка голяма кофа с пръст или пясък.
Пожарогасителите от клас D съдържат натриев хлорид (готварска сол) и се използват за задушаване на метални огньове
