натрий кальций силикатное стекло что это такое
Разница между Натриево-кальциевым стеклом и Боросиликатным стеклом
Основное различие между Натриево-кальциевым стеклом (силикатное стёкло) и Боросиликатным стеклом состоит в том, что Натриево-кальциевое стекло не содержит бора, тогда как Боросиликатное стекло содержит триоксид бора в качестве основного стеклообразующего компонента. Из-за своего химического состава Боросиликатное стекло более устойчиво к тепловым ударам, чем Натриево-кальциевое стекло, которое имеет низкое термическое сопротивление.
Стекло представляет собой аморфное(некристаллическое) твердое вещество, которое мы используем в нашей повседневной жизни. Это твердое вещество, которое является прозрачным и содержит в основном кремнезем. Кроме того, самый старый и самый распространённый тип стекла — это натриево-кальциевое стекло (силикатное стекло). Оно содержит диоксид кремния в качестве основного компонента. Люди теперь нашли много различных форм стекла, которые имеют улучшенные свойства для различных применений. Натриево-кальциевое стекло и боросиликатное стекло — две такие формы.
Содержание
Что такое Натриево-кальциевое стекло?
Натриево-кальциевое стекло является наиболее распространенной формой стекла, которое содержит диоксид кремния. Эта форма стекла относительно недорогая и химически стабильная. Кроме того, оно имеет значительную твердость при хорошей обрабатываемостью. Что еще более важно, можно повторно размягчить и повторно расплавить это стекло несколько раз. Поэтому его можно использовать многократно.
Банка из Натриево-кальциевого стекла
Сырьем, которое используется для изготовления этого стекла, являются карбонат натрия, известь, доломит, диоксид кремния и оксид алюминия. В процессе производства используется специальная печь. Эта печь должна иметь температуру до 1675 °C. Тип используемого материала оказывает большое влияние на цвет стекла. Например, чтобы получить зеленые и коричневые бутылки, используя сырье, которое состоит из оксида железа.
Натриево-кальциевое стекло может подвергаться увеличению вязкости при понижении температуры. Кроме того, стекло легко поддается формованию для получения желаемых форм, когда его вязкость очень высокая. В зависимости от применения, существует два типа стекла: контейнерное стекло и листовое стекло.
Что такое Боросиликатное стекло?
Боросиликатное стекло — это тип стекла, содержащий диоксид кремния и триоксид бора. Эти два химических соединения действуют как основные стеклообразующие компоненты. Характерной особенностью этого типа стекла является очень низкий коэффициент теплового расширения. Это делает стекло устойчивым к тепловому удару. Поэтому это стекло используется для производства бутылок с реагентами и посуды, подвергающейся нагреву.
Сырьем для производства этого стекла является оксид бора, кварцевый песок, кальцинированная сода и глинозем. Далее эти компоненты объединяются путем их плавления. Существует несколько форм этого стекла в зависимости от сырья, которое в нём используется при производстве: нещелочно-земельное боросиликатное стекло, щелочноземельное боросиликатное стекло и боросиликатное стекло с высоким содержанием боратов.
В чем разница между Натриево-кальциевое стекло и Боросиликатным стеклом?
Натриево-кальциевое стекло является наиболее распространенным видом стекла, которое содержит диоксид кремния, тогда как боросиликатное стекло представляет собой вид стекла, которое содержит диоксид кремния и триоксид бора. Они отличаются друг от друга по химическому составу. Таким образом, натриево-кальциевое стекло содержит в кремнезем, а борсодержащие соединения в нём отсутствуют, а боросиликатное стекло содержит кремнезем и триоксид бора. В этом ключевое отличие натриево-натриевого стекла от боросиликатного.
Кроме того, сырьем, которое используют для производства натриево-кальциевого стекла, являются карбонат натрия, известь, доломит, диоксид кремния и оксид алюминия, в то время как сырьем для производства боросиликатного стекла являются оксид бора, кварцевый песок, кальцинированная сода и глинозем. Другим существенным отличием натриево-кальциевого стекла от боросиликатного стекла является его термостойкость. Термостойкость натриево-кальциевого стекла низкая по сравнению с боросиликатным стеклом, у которого очень низкий коэффициент теплового расширения; следовательно, боросиликатное стекло устойчиво к тепловому удару. Таким образом, тепловое сопротивление определяет применение каждого типа стекла.
Заключение — Натриево-кальциевое стекло против Боросиликатного стекла
Стекло часто используется в домашнем хозяйстве, а также оно применяется в лабораториях и в промышленности. Натриево-кальциевое и Боросиликатное стекло — это два вида стекла. Основное различие между Натриево-кальциевым стеклом и Боросиликатным стеклом состоит в том, что Натриево-кальциевое стекло не содержит бора, тогда как Боросиликатное стекло содержит триоксид бора в качестве основного стеклообразующего компонента.
Натрий кальций силикатное стекло вредно или нет
Виды и свойства стекла
Кварцевое стекло получают плавлением кремнезёмистого сырья высокой чистоты. Кварцевое стекло состоит из диоксида кремния SiO2 и является самым термостойким стеклом: коэффициент его линейного расширения в пределах 0 — 1000 °С составляет всего 6х10-7. Поэтому раскаленное кварцевое стекло, опущенное в холодную воду, не растрескивается.
Температура размягчения кварцевого стекла, при которой достигается динамическая вязкость 107 Пуаз (10 Пахс) равна 1250 °С. При отсутствии значительных перепадов давления кварцевые изделия можно применять до этой температуры. Полное же плавление кварцевого стекла, когда из него можно изготавливать изделия, наступает при 1500-1600 °С.
Известно два сорта кварцевого стекла: прозрачный кварц и молочно-матовый.
Мутность последнего вызвана обилием мельчайших пузырьков воздуха, которые при плавке стекла не могут быть удалены из-за высокой вязкости расплава.
Изделия из мутного кварцевого стекла обладают почти такими же свойствами, как и изделия из прозрачного кварца, за исключением оптических свойств и большей газовой проницаемости.
Поверхность кварцевого стекла обладает незначительной адсорбционной способностью к различным газам и влаге, но имеет наибольшую газопроницаемость среди всех стекол при повышенной температуре. Например, через кварцевую трубку со стенками толщиной в 1 мм и поверхностью 100 см2 при 750 °С за один час проникает 0,1 см3 Н2, если перепад давлений составляет 1 атм (0,1 МПа).
Кварцевое стекло следует тщательно предохранять от всяких загрязнений, даже таких как жирные следы от рук. Перед нагреванием кварцевого стекла имеющиеся на нем непрозрачные пятна снимают при помощи разбавленной фтороводородной кислоты, а жировые — этанолом или ацетоном.
Кварцевое стекло устойчиво в среде всех кислот, кроме HF и Н3РO4. На него не действуют до 1200 °С С12 и НСl, до 250 °С сухой F2. Нейтральные водные растворы NaF и SiF4 разрушают кварцевое стекло при нагревании. Оно совершенно непригодно для работ с водными растворами и расплавами гидроксидов щелочных металлов.
Кварцевое стекло при высокой температуре сохраняет свои электроизоляционные свойства. Его удельное электрическое сопротивление при 1000 °С равно 106 Омхсм.
Обычное стекло
К обычным стеклам относятся известково-натриевое, известково-калиевое, известково-натриево-калиевое.
Известково-натриевое (содовое), или натрий-кальций-магний-силикатное, стекло применяют для выработки оконных стекол, стеклотары, столовой посуды.
Известково-калиевое (поташное), или калий-кальций-магний-силикатное, стекло обладает более высокой термостойкостью, повышенным блеском и прозрачностью; используется для выработки высококачественной посуды.
Известково-натриево-калиевое (содово-поташное), или натрий-калий-кальций-магний-силикатное, стекло имеет повышенную химическую стойкость, благодаря смешению окислов натрия и калия; наиболее распространено в производстве посуды.
Боросиликатное стекло
Стекла с высоким содержанием SiO2, низким – щелочного металла и значительным – оксида бора B2O3 называются боросиликатными. Борный ангидрид действует как флюс для кремнезема, так что содержание щелочного металла в шихте может быть резко уменьшено без чрезмерного повышения температуры расплавления.
В 1915 фирма Корнинг гласс уоркс начала производить первые боросиликатные стекла под торговым названием Пирекс. Стекло марки Пирекс является боросиликатным стеклом с содержанием не менее 80% SiO2, 12-13% В2O3, 3-4% Na2О и 1-2% Аl2О3.
Оно известно под разными названиями: Корнинг (США), Дюран 50, Йенское стекло G20 (Германия), Гизиль, Монекс (Англия), ТС (Россия), Совирель (Франция), Симакс (Чехия).
В зависимости от конкретного состава стойкость к термоудару таких стекол в 2–5 раз выше, чем у известковых или свинцовых; они обычно намного превосходят другие стекла по химической стойкости и имеют свойства, полезные для применения в электротехнике.
Температура размягчения стекла «пирекс» до динамической вязкости в 1011 пуаз (1010 Пас) составляет 580-590 °С. Тем не менее стекло пригодно для работ при температурах до 800 °С, но без избыточного давления.
При использовании вакуума температуру изделий из стекла «пирекс» не следует поднимать выше 650 °С. В отличие от кварцевого стекло «пирекс» до 600 °С практически непроницаемо для Н2, Не, O2 и N2.
Фтороводородная и нагретая фосфорная кислоты, так же как и водные растворы (даже 5%-ные) КОН и NaOH, а тем более их расплавы, разрушают стекло «пирекс».
Хрустальное стекло
Хрустальные стекла (хрусталь) — высокосортные стекла, обладающие особым блеском и способностью сильно преломлять свет. Различают свинцовосодержащие и бессвинцовые хрустальные стекла.
Свинцовосодержащие хрустальные стекла — свинцово-калиевые стекла, вырабатывают с добавлением окисu001fлов свинца, бора и цинка.
Характеризуются повышенu001fным весом, красивой игрой света, мелодичным звуком при ударе; применяют для производства высококачестu001fвенной посуды и декоративных изделий.
Наибольшее применение имеет хрусталь с содержанием от 18 до 24% окислов свинца и 14—16,5% окиси калия (легu001fкий).
К бессвинцовым хрустальным стеклам относятся баритовое, лантановое и др.
Баритовое стекло содержит повышенное количество окиси бария. Обладает лучшим блеском, более высоu001fкой светопреломляемостью и удельным весом по сравu001fнению с обычными стеклами, применяют как оптиu001fческое и специальное стекло.
Лантановое стекло содержит окись лантана La2О3 и лантаниды (соединения лантана с алюминием, медью и др.). La2О3 повышает светопреломление. Отличается высоким качеством; применяется как оптическое.
Свойства стекла
Плотность стекла зависит от его химического состава. Плотность — отношение массы стекла при данной температуре к его объему, зависит от состава стекла (чем больше содержание тяжелых металлов, тем стекло плотнее), от характера термической обработки и колеблется в пределах от 2 до 6 (г/см3). Плотность — постоянная величина, зная ее, можно судить о составе стекла.
Наименьшей плотностью обладает кварцевое стекло — от 2 до 2,1 (г/см3), боросиликатное стекло имеет плотность 2,23 г/см3, наибольшей — оптические стекла с высоким содержанием окислов свинца — до 6 (г/см3). Плотность известково-натриевого стекла составляет около 2,5 г/см3, хрустального — 3 (г/см3) и выше.
Табличным значением плотности стекла является диапазон от 2,4 до 2,8 г/см3.
Прочность. Прочностью называется способность материала сопротивляться внутренним напряжениям, возникающим в результате действия внешних нагрузок. Прочность характеризуется пределом прочности.
Предел прочности на сжатие для различных видов стекла колеблется от 50 до 200 кгс/мм2. На прочность стекла оказывает влияние его химический состав. Так, окислы СаО и B2O3 значительно повышают прочность, РbО и Al2O3 в меньшей степени, MgO, ZnO и Fe2O3 почти не изменяют ее.
Из механических свойств стекол прочность на растяжение является одним из важнейших. Объясняется это тем, что стекло работает на растяжение хуже, чем на сжатие. Обычно прочность стекла на растяжение составляет 3,5—10 кгс/мм2, т. е. в 15—20 раз меньше, чем на сжатие.
Химический состав влияет на прочность стекла при растяжении примерно так же, как и на прочность при сжатии.
Твердость стекла, как и многие другие свойства, зависит от примесей. По шкале Мооса она составляет 6-7 ед, что находится между твёрдостью апатита и кварца. Твердость различных видов стекла зависит от его химического состава.
Наибольшую твердость имеет стекло с повышенным содержанием кремнезема — кварцевое и боросиликатное.
Увеличение содержания щелочных окислов и окислов свинца снижает твердость; наименьшей твердостью обладает свинцовый хрусталь.
Хрупкость — свойство стекла разрушаться под действием ударной нагрузки без пластической деформации. Сопротивление стекла удару зависит не только от его толщины, но и от формы изделия, наименее устойчивы к удару изделия плоской формы. Для повышения прочности к удару в состав стекла вводят окислы магния, алюминия и борный ангидрид.
Неоднородность стекломассы, наличие дефектов (камней, кристаллизации и других) резко повышают хрупкость. Сопротивление стекла удару увеличивается при его отжиге.
В области относительно низких температур (ниже температуры плавления) стекло разрушается от механического воздействия без заметной пластической деформации и, таким образом, относится к идеально хрупким материалам (наряду с алмазом и кварцем). Данное свойство может быть отражено удельной ударной вязкостью.
На хрупкость, стекол влияют однородность, конфигурация и толщина изделий: чем меньше посторонних включений в стекле, чем более оно однородно, тем выше его хрупкость. Хрупкость стекол практически не зависит от состава. При увеличении в составе стекол B2O3, SiO2, Al2O3, ZrO2, MgO хрупкость незначительно понижается.
Прозрачность – одно из важнейших оптических свойств стекла. Определяется отношением количества прошедших через стекло лучей ко всему световому потоку. Зависит от состава стекла, обработки его поверхности, толщины и других показателей. При наличии примесей окиси железа прозрачность уменьшается.
Термостойкость стекла характеризуется его способностью выдерживать, не разрушаясь, резкие изменения температуры и является важным показателем качества стекла.
Зависит от теплопроводности, коэффициента термического расширения и толщины стекла, формы и размеров изделия, обработки поверхности, состава стекла, дефектов. Термостойкость тем выше, чем выше теплопроводность и ниже коэффициент термического расширения и теплоемкость стекла.
Толстостенное стекло менее термостойко, чем тонкое. Наиболее термостойко стекло с повышенным содержанием кремнезема, титана и бора. Низкую термостойкость имеет стекло с высоким содержанием окислов натрия, кальция и свинца. Хрусталь менее термостоек, чем обычное стекло.
Термостойкость обыкновенного стекла колеблется в пределах 90—250 °С, а кварцевого: 800—1000°С. Отжиг в специальных печах повышает термостойкость в 2,5—3 раза.
Теплопроводность — это способность материала, в данном случае стекла, проводить тепло без перемещения вещества этого материала. У стекла коэффициент теплопроводности равен 1-1,15 Вт/мК.
Тепловое расширение — это увеличение линейных размеров тела при его нагревании. Коэффициент линейного теплового расширения стекол колеблется от 5·10-7 до 200·10-7. Самый низкий коэффициент линейного расширения имеет кварцевое стекло — 5,8·10-7.
Величина коэффициента термического расширения стекла в значительной степени зависит от его химического состава. Наиболее сильно на термическое расширение стекол влияют щелочные окислы: чем больше содержание их в стекле, тем больше коэффициент термического расширения.
Тугоплавкие окислы типа SiO2, Al2O3, MgO, а также B2O3, как правило, понижают коэффициент термического расширения.
Упругость — способность тела возвращаться к своей первоначальной форме после устранения усилий, вызвавших деформацию тела.
Упругость характеризуется модулем упругости. Модуль упругости — величина, равная отношению напряжения к вызванной им упругой относительной деформации. Различают модуль упругости при осевом растяжении — сжатии (модуль Юнга, или модуль нормальной упругости) и модуль сдвига, характеризующий сопротивление тела сдвигу или сколу и равный отношению касательного напряжения к углу сдвига.
В зависимости от химического состава модуль нормальной упругости стекол колеблется в пределах 4,8х104…8,3х104, модуль сдвига —2х104—4,5х104 МПа. У кварцевого стекла модуль упругости составляет 71,4х103 Мпа. Модули упругости и сдвига несколько повышаются при замене SiO2 на СаО, B2O3, Al2O3, MgO, ВаО, ZnO, PbO.
Свойства стекла производства Corning
| Тип | Силикатное | Боро-силикатное | Боро-силикатное | 96% Силиката | Цинково-титановое | |
| Цвет | Прозрачное | Прозрачное | Прозрачное | Прозрачное | Прозрачное | |
| Термическое расширение (умножать на 10-7 см/см/°С) | 0-300 °С | 93,5 | 32,5 | 55 | 7,5 | 73,8 |
| 25 °С, до темп. застывания | 105 | 35 | 53 | 5,52 | — | |
| Верхний предел рабочей темп. для отожженого стекла (для механических свойств) | Норм. эксплуатация, °С | 110 | 230 | 200 | 900 | — |
| Экстрем. эксплуатация, °С | 460 | 490 | 460 | 1200 | — | |
| Верхний предел рабочей темп. для закаленного стекла (для механических свойств) | Норм. Эксплуатация, °С | 220 | 260 | — | — | — |
| Экстрем. эксплуатация, °С | 250 | 290 | — | — | — | |
| 6,4 мм толщиной, °С | 50 | 130 | — | — | — | |
| 12,7 мм толщиной, °С | 35 | 90 | — | — | — | |
| Термостойкость, °С | 16 | 54 | 33 | 220 | — | |
| Плотность, г/см3 | 2,47 | 2,23 | 2,34 | 2,18 | 2,57 | |
| Коэффициент оптической чувствительности по напряжениям, (нм/см)/(кг/мм2) | 277 | 394 | 319 | — | 361 |
Изготовление и характеристики силикатного стекла
Существуют универсальные строительные материалы, которые используются при возведении любых объектов, независимо от их технологического назначения. Силикатное стекло относится как раз к таким элементам.
Это один из древнейших материалов, который человечество научилось производить еще с незапамятных времен. Причем по составу нынешнее вещество мало чем отличается от древнейшего.
Изменилась только технология изготовления и бесполезных примесей в составе стало намного меньше.
Изготовление материала
Поэтапно это выглядит так:
Профессиональные химики называют материал натрий-кальций-силикатное стекло.
Это связано с тем, что вещество представляет собой сплав трех оксидов — одновалентного натрия, двухвалентного кальция и четырехвалентного кремния.
Причем в одной структурной единице содержится по одной доле оксидов металлов и сразу шесть долей оксида кремния. Именно этим и обусловлены все свойства, которыми обладает стекло.
В состав силикатного стекла также могут входить другие металлы и их соединения. Они добавляются, чтобы изменить технические характеристики и придать материалу новые параметры, которые могли бы помочь ему в выполнении непосредственных функций. Неметаллические элементы при этом применяются значительно реже и составляют в основном фториды.
Дело в том, что у стекла очень много различных отраслей использования, так что оно имеет много марок. Отличаются эти продукты своей прозрачностью, прочностью, твердостью, цветом. За каждый отдельный показатель отвечает особый химический элемент. Поэтому любая нестандартная модель будет стоить дороже, чем обычное стекло, получаемое из известняка, песка и соды.
Жидкое стекло
Данный состав также широко применяется в строительной промышленности. В частности он служит для изготовления огнеупорных материалов.
После обработки жидкостью бетон, дерево, краска перестаю бояться открытого огня. Вещество также хорошо укрепляет слабые грунты, склонные к выветриванию полезных микроэлементов.
Используется в качестве основного компонента при изготовлении термостойкой керамики для выплавки металлических форм.
Одной из основных характеристик материала является силикатный модуль жидкого стекла. Этот показатель характеризует процентное содержание оксида кремния к оксиду натрия в составе.
Величина лишь показывает выход продукта из кремнезема, но никак не определяет качество самого раствора.
Для расчетов используются химические методы исследования, которые проводятся при помощи специального оборудования.
Характеристики материала
Цена такого стекла за квадратный метр зависит от марки.
Ссылка на promplace.ru обязательна
Натрий кальций силикатное стекло вредно или нет
В арсенале каждой хозяйки можно найти посуду всех видов, сортов и предназначений. Одним из самых важных факторов при выборе любой посуды является материал, из которого она изготовлена.
Фарфоровая. Разновидность керамической посуды, отличительные черты которой экологичность, легкость и прозрачность.
Одно из важных преимуществ фарфора — длительное поддержание температуры напитков и супов. Среди недостатков тарелок и чашек из фарфора можно отметить дороговизну и относительную сложность ухода за ней.
Мыть фарфор в посудомоечной машине не рекомендуется, особенно если на нем есть рисунок.
Фаянсовая. Еще одна, более бюджетная разновидность керамики. Она отличается более низкой степенью белизны, большей толщиной стенок, а также плавностью форм готовых изделий. Фаянсовая посуда не является термостойкой, сложно ее назвать и очень прочной. Мыть ее в посудомоечной машине тоже не стоит, особенно, если на посуде есть глазурь.
Стекляная. Не самый парадный, зато, безусловно, самый удобный для повседневного использования вариант. Эта посуда вполне экологична, долго сохраняет товарный вид, не впитывает запахи, за ней легко ухаживать.
Единственный минус стеклянной посуды — ее хрупкость и как следствие потенциальная возможность порезаться об острые осколки, если тарелка или чашки разобьется.
Серебряная. В наши дни мало, кто пользуется серебряной посудой, тем более постоянно. И это правильно. По российским нормам серебро относится ко 2 классу опасности («высоко опасное вещество»), наряду с другими токсичными тяжелыми металлами, такими как кобальт, свинец, кадмий и прочие.
Серебро, действительно, обладает антибактериальными свойствами, однако убивает не только вредные, но и полезные бактерии. Кроме того, серебро имеет свойство накапливаться в тканях, что может привести к такому заболеванию, как аргирия.
Впрочем, подобные риски могут возникнуть только при регулярном использовании.
Меламиновая. Легкая, практически небьющаяся, удобная в использовании и дешевая меламиновая посуда, тем не менее, крайне опасна для здоровья.
Формальдегид это сильный аллерген, может спровоцировать экзему, заболевания верхних дыхательных путей, раздражение глаз, а также негативно повлиять на систему кроветворения, печень, селезенку, почки и желудок.
В чем готовить?
Из какой посуды есть, мы выяснили. Теперь давайте поподробнее разберемся, из какого материала должна быть изготовлена посуда, в которой мы готовим.
Нержавеющая сталь.
Посуда из нержавеющей стали практична, красива и устойчива к окислению. Тем не менее, надо иметь в виду, что в состав некоторых кастрюль и сковородок из «нержавейки» входит никель — сильный аллерген, обладающий канцерогенными свойствами.
Так что, выбирая такое изделие, лучше искать маркировку «без никеля».
Титановая посуда почти в два раза легче посуды из нержавеющей стали. Она обладает антипригарными свойствами. Используя такую посуду надо иметь в виду, что прогревается она неравномерно, а при повышении температуры до 425 градусов начинает выделять диоксид титана, поэтому ее не рекомендуется применять для готовки на открытом огне.
Эмалированная посуда недорога и экологична, однако только до того момента, пока первый кусочек эмали не отколется от внутренней части. После этого ионы металла получают прямой доступ к пище.
Учитывая, что эмалированная посуда неустойчива к перепадам температур и механическим повреждениям, менять ее придется довольно часто.
Зато такая посуда подходит и для длительного хранения блюд, поскольку бактерии на гладкой поверхности эмали практически не размножаются.
Чугунная посуда гипоаллергенна и нетоксична, прочна и долговечна. Качественную посуду, сделанную из чугуна, можно передавать из поколения в поколение.
При правильном уходе пища в этой посуде не пригорает, с годами она становится только лучше. К минусам чугуна можно отнести его вес, а также способность впитывать запахи. Хранить еду, особенно ароматную в чугунной посуде не стоит.
Помыв, сковородку из чугуна нужно немедленно вытереть, иначе она может заржаветь.
Жаропрочное стекло. Нейтральный материал, не вступающий в реакции с продуктами питания и прекрасно сохраняющий их свойства. Такая посуда способна долго удерживать тепло. Подходит как для готовки на плите, так и в духовке. Кроме того, в стеклянной посуде приготовленную еду можно хранить в холодильнике и даже замораживать.
Силиконовая посуда. Долговечная и безопасная. Еда в ней не пригорает и не прилипает. Она не впитывает запахи и выдерживает температуру от – 40 до +250 градусов. Устойчива к кислотно-щелочным соединениям.
Стекло натрий-кальций-силикатноеосновные характеристики
Стекло — один из популярных, востребованных материалов для разных сфер жизни.
Его применяют в строительстве и отделочных работах, из него делают произведения прикладного и высокого искусства, применяют в космической отрасли. Это один из доступных, простых по составу материалов.
Наиболее распространенный вид, с которым мы чаще всего сталкиваемся и пользуемся изделиями из него, – силикатное стекло.
Что это такое?
Древнейшим изделием из стекла считаются бусы, найденные при раскопках в Египте, ученые считают, что находке более пяти тысяч лет. С тех пор состав стекла мало изменился. Основным элементом материала является кварцевый песок (Si0 2) – силикат. К нему добавляют соду, поташ, известняк и еще несколько элементов.
В промышленности для получения стеклянной массы смешивают окислы основных веществ и плавят в печи. Температура плавления зависит от добавок, меняющих свойства стекла.
Полученную массу формуют несколькими способами: делая листовое стекло, придавая различную форму (посуда, плафоны для люстр, стекло для часов и прочее), делая заготовки для последующей штучной обработки стеклодувами и многое другое.
В развитие стеклоделия весомый вклад внесли Ломоносов М. В., Китайгородский Н. И., интересовался практической стороной вопроса Менделеев Д. И. и др. Несложно дать определение материала «силикатное стекло». Что это такое? Материал, имеющий аморфно-кристаллическое строение структуры, получаемый расплавом смешанных окислов с последующим охлаждением.
Изготовление стекла
Основным элементом для производства стекла служит кварцевый песок, к которому добавляют не менее пяти ингредиентов в пропорциях.
К основной рецептуре, в зависимости от дальнейших целей использования полученного материала, делают добавки: окислители, глушители, обесцвечиватели, красители, ускорители и так далее. В качестве красителей используются окислы металлов.
Например, медь окрасит массу стекла в красный цвет, железо придаст голубой или желтый оттенок, окислы кобальта дадут синий цвет, а коллоидное серебро – желтый.
Подготовленную сухую смесь загружают в стекловаренную печь, где сырье плавится при температуре 1200-1600°С, по времени процесс занимает от 12 до 96 часов.
Изготовление стекла завершается процессом быстрого охлаждения, только при этом условии стекломасса получит все требуемые качества: прозрачность, механическую стойкость и дополнительные свойства, закладываемые в процессе смешивания окислов.
Виды силикатного стекла
Выпуск материала относится к энергозатратным процессам, и занимается им силикатная промышленность. Производство стекла в индустрии происходит в печах тоннельного типа с беспрерывной поддержкой заданной температуры. С одного конца печи загружается сухая смесь, на выходе выгружается готовый материал.
В связи с широким применением в различных отраслях силикатное стекло можно разделить на виды:
Многоцелевое использование
Силикатное стекло обладает рядом свойств, позволяющих использовать его в широком диапазоне. Каждое из его качеств может быть усилено, в связи с чем открываются дополнительные возможности. Например, стекло, покрытое амальгамой, служит зеркалом, а также может использоваться в качестве солнечной батареи при определенных условиях.
Гигиенические и практические свойства стеклянной посуды неоспоримы. Материал не обладает пористостью, а значит, в нем не размножаются болезнетворные бактерии, легко моется, устойчив к воздействию любых пищевых продуктов. Жаропрочная посуда из него многозадачна: можно запекать при высокой температуре в духовом шкафу или ставить в морозильную камеру без всякого ущерба.
Многослойность и толщина
Материал имеет различную толщину, что определяет его возможности. Листовой, толщиной 2 мм, подходит для окон. Стекло для аквариума используется не менее 5 мм, в зависимости от объема воды, заливаемой в емкость. Однако аквариумисты все больше приходят к мысли, что использование акрилового аналога гораздо удобнее, особенно если требуется емкость на 500 литров и более.
Использование ламинированного материала (триплекса) расширяет возможности: склеенное с помощью полимерной пленки полотно практически несокрушимо, оно безопасно, поскольку не рассыпается. Разбить молотком два силикатных стекла толщиной по 10 мм с пленочной прослойкой практически невозможно. Из триплекса делают прозрачные мосты, облицовку фасадов зданий, ограждения бассейнов и прочее.
Свойства
Использование материалов на силикатной основе находит свое место в строительстве. Их применяют не только для изготовления окон, но и как дополнительную защиту и связующее вещество. Так, жидким стеклом обрабатывают блоки фундамента, что делает их устойчивыми к влаге, грибку, колебаниям температур и пр.
Гнутый светопрозрачный или матовый материал используется в повседневной жизни, из него изготавливаются дверцы мебели, душевые кабины, фасады зданий и так далее.
Силикатное стекло свойства имеет следующие:
Дополнительные качества, такие как устойчивость к нагрузкам и механическим повреждениям, придают материалу методом закаливания. Суть процесса состоит в быстром нагревании и таком же быстром охлаждении за короткий промежуток времени. Прочность повышается в 4-5 раз. Из него делают стекло для часов, полотна дверей, мебель, внутрикомнатные перегородки.
Производство изделий
Посуда из силикатного стекла и хозяйственные изделия производятся несколькими основными способами:
Декоративная обработка
Силикатное стекло — благодатный материал для множества видов декорирования. Различают горячее и холодное оформление.
К горячему относятся:
Холодные формы декора:
Другие виды стекла
Современные технологии позволили придать силикатному стеклу дополнительные качества. Из них наиболее интересными и востребованными являются:
Смарт-стекло: вид материала, меняющий свои свойства под воздействием внешних условий. Например, под воздействием электрического тока изделие становится матовым, при разъединении цепи возвращается в прозрачное состояние.
Стекловолокно (стеклоткань): получают методом вытягивания материала в тонкие (измеряются в микронах) нити. Из них создают достаточно гибкий материал. Используется для производства оптоволокна, изолирующих материалов и пр.
Осветленное стекло: обычное силикатное стекло имеет зеленоватый или сероватый оттенок, хорошо заметный, если смотреть на срез. Как следствие, полотно оказывается немного окрашенным.
Чтобы избежать этого эффекта, в процессе изготовления добавляют осветлители, нейтрализующие нежелательный цвет.
Отличается от обычного материала повышенной светопропускной способностью, передачей красок без изменения цвета.
Натрий-кальций-силикатное стекло — стекло, основными компонентами которого являются двуокись кремния, оксиды натрия и кальция.
Стекло натрий-кальций силикатное строительное, техническое, светотехническое, тарное и специальное бытовое.
БиблиотекаВиды стеклоизделийНовостиГОСТ СтеклаСтатьиАрхитектурно-строительное стекло Автомобильное стекло Сырье и оборудованиеОбщие вопросыВыставкиПечатные изданияУчебные заведенияФотогалерея ГлоссарийТорговая площадкаКаталог компанийКонференцииБиблиотекаВиды стеклоизделийНовостиГОСТ СтеклаСтатьиВыставкиПечатные изданияУчебные заведенияФотогалереяГлоссарий > Библиотека >Виды стеклоизделий.
Листовое стекло является базовым продуктом стекольной промышленности — это бесцветное, прозрачное натрий-кальций-силикатное стекло, изготавливаемое методами флоат или вертикального вытягивания без какой-либо дополнительной обработки поверхностей, имеющее вид плоских прямоугольных листов, толщина которых мала по отношению к длине и ширине. Обычно используют стекла с толщинами от 1.9 до 19 мм.
Сенсорное стекло
Представляет собой специальное многослойное стекло, состоящее из электроактивного покрытия (типпит) и адаптированной электронно-аналитической системы AEAS (Adapted electronic analyzing system).
Цветное стекло
Кварцевом стекле оксид кремния находится в аморфной форме и поэтому он не растрескивается при резком перепаде температур, как кристаллический кварц, имеет чрезвычайно низкий коэффициент температурного расширения и теплопроводности. В отличие от обычного стекла, которое состоит из смеси различных компонент, кварцевое стекло состоит только из оксида кремния, а количество примесей других химических элементов чрезвычайно мало.
Рефлекторное стекло
Рефлекторное стекло представляет собой отражающее солнцезащитное стекло с двойным эффектом. Стекло выглядит серебристым, а если смотреть сквозь него — бронзовым. Коэффициент отражения — 4%. Его можно использовать в качестве одного стекла и стекла в многослойных окнах или в стеклопакетах.
Самоочищающееся стекло
Самоочищающееся стекло — обычное закаленное стекло со специальным фотокаталитическим покрытием.
Секрет стекла состоит в его специальном покрытии, которое имеет двухступенчатое действие — разложение и смывание органической грязи.
Используя фотокаталитический процесс, покрытие вступает в реакцию с ультрафиолетовыми лучами естественного дневного освещения для разложения и разрушения органической грязи.
Низкоэмиссионное стекло
Теплосберегающим (энергосберегающим) называется полированное стекло, имеющее специальное низкоэмиссионное покрытие из оксидов металлов, позволяющее сохранять тепло в помещении.
Покрытие свободно пропускает солнечную коротковолновую энергию в помещение, в то же время отражает длинноволновое тепловое излучение, например от нагревательных приборов, внутрь помещения, не давая ему уйти наружу.
Пескоструйная обработка
Пескоструйная обработка производится распылением песка под большим давлением по поверхности стекла. Это дает стеклу прозрачную поверхность, которая является обычно более глубокой чем при гравировки.
В течение обрабоки, прозрачными, остаются области закрытые от воздействия песка. Глубина и степень прозрачности поверхности, регулируется давлением и типом используемого песка.
Зеркальное тонированное стекло выпускается с покрытиями на основе металлов, их оксидов и нитридов. Зеркальное стекло имеет широкую гамму цветов и степень отражения, и может выпускаеться в следующем ассортименте: бирюзовое, голубое, зелёное, золотое, синее, стальное, титановое. Зеркаль
Soda lime silicate glass. General characteristics