Stiklo gamyba yra labai senas procesas, turintis archeologinių įrodymų apie stiklo gamybą, datuojamą iki 2500 m. Kadaise retas ir vertinamas menas stiklo gamyba tapo įprasta pramone. Stiklo gaminiai yra naudojami komerciškai ir namuose kaip konteineriai, izoliatoriai, sutvirtinantis pluoštas, lęšiai ir dekoratyvinis menas. Nors jų gamybai naudojamos medžiagos gali skirtis, bendras stiklo gamybos procesas yra tas pats ir aprašytas toliau.
Žingsniai
1 iš 2 metodas: krosnies arba krosnies naudojimas
Žingsnis 1. Gaukite silicio dioksido smėlio
Kvarcinis smėlis, dar vadinamas kvarciniu smėliu, yra pagrindinis stiklo gamybos ingredientas. Stiklas be geležies priemaišų yra skirtas skaidraus stiklo gabalėliams, nes dėl geležies stiklas pasirodys žalsvas.
- Jei naudojate itin smulkiagrūdį silicio dioksido smėlį, dėvėkite veido kaukę. Įkvėpus gali sudirginti gerklę ir plaučius.
- Silicio smėlį galima įsigyti iš internetinių mažmenininkų. Tai gana pigu - nedideli kiekiai neturėtų kainuoti daugiau nei 20 dolerių. Jei norite veikti pramoniniu mastu, specializuoti mažmenininkai gali pasiūlyti konkurencingas kainas dideliems užsakymams - kartais mažesnius nei 100 USD už toną.
- Jei nepavyksta rasti pakankamai smėlio, kuriame nėra geležies priemaišų, jų atspalvį galima neutralizuoti pridedant nedidelį kiekį mangano dioksido. Arba, jei norite žalsvo stiklo, palikite lygintuvą!
Žingsnis 2. Į smėlį įpilkite natrio karbonato ir kalcio oksido
Natrio karbonatas (paprastai vadinamas skalbimo soda) sumažina temperatūrą, reikalingą stiklui gaminti. Tačiau jis leidžia vandeniui praeiti pro stiklą, todėl, norint paneigti šią savybę, pridedamas kalcio oksidas arba kalkės. Taip pat galima pridėti magnio ir (arba) aliuminio oksidų, kad stiklas būtų patvaresnis. Paprastai šie priedai užima ne daugiau kaip 26–30 procentų stiklo mišinio.
Žingsnis 3. Pridėkite kitų cheminių medžiagų, priklausomai nuo stiklo paskirties
Dažniausias dekoratyvinio stiklo priedas yra švino oksidas, kuris suteikia spindesio krištolo stiklo dirbiniams, taip pat švelnumą, kad būtų lengviau pjauti ir taip pat sumažina lydymosi temperatūrą. Akinių lęšiuose gali būti lantano oksido dėl jų lūžio savybių, o geležis padeda stiklui sugerti šilumą.
Švino kristaluose gali būti iki 33 procentų švino oksido; tačiau kuo daugiau švino oksido, tuo daugiau įgūdžių reikia išlydyto stiklo formavimui, todėl daugelis švino kristalų gamintojų renkasi mažiau švino
Žingsnis 4. Įpilkite chemikalų, kad gautumėte norimą stiklo spalvą, jei tokių yra
Kaip minėta aukščiau, kvarcinio smėlio geležies priemaišos padaro iš jo pagamintą stiklą žalsvą, todėl geležies oksidas pridedamas, kad padidėtų žalsvas atspalvis, kaip ir vario oksidas. Sieros junginiai įgauna gelsvą, gintarinį, rusvą ar net juodą atspalvį, priklausomai nuo to, kiek į mišinį pridedama anglies ar geležies.
Žingsnis 5. Įdėkite mišinį į gerą karščiui atsparų tiglį arba laikiklį
Indas turi atlaikyti itin aukštą krosnies temperatūrą - priklausomai nuo jūsų priedų, jūsų stiklo mišinys gali ištirpti esant 1, 500 ir 2, 500 laipsnių temperatūrai. Jūsų konteineris taip pat turėtų būti lengvai sugriebtas metaliniais kabliukais ir poliais.
Žingsnis 6. Ištirpinkite mišinį į skystį
Pramoniniam silicio dioksido stiklui tai daroma dujomis kūrenamoje krosnyje, o specialius stiklus galima sukurti naudojant elektrinį lydymo aparatą, krosnį ar krosnį.
Kvarcinis smėlis be priedų tampa stiklu, esant 2 300 laipsnių temperatūrai (4 172 laipsnių pagal Celsijų). Pridėjus natrio karbonato (soda), stiklui gaminti reikalinga temperatūra sumažėja iki 1 500 laipsnių Celsijaus (2, 732 laipsnių pagal Celsijų)
7 žingsnis. Homogenizuokite ir pašalinkite burbuliukus iš išlydyto stiklo
Tai reiškia, kad mišinys turi būti maišomas iki vienodo storio ir pridedama chemikalų, tokių kaip natrio sulfatas, natrio chloridas arba stibio oksidas.
Žingsnis 8. Suformuokite išlydytą stiklą
Stiklą galima formuoti vienu iš kelių būdų:
- Išlydytą stiklą galima supilti į formą ir leisti atvėsti. Šį metodą naudojo egiptiečiai, be to, šiandien yra sukurta daug lęšių.
- Tuščiavidurio vamzdžio gale gali būti surinktas didelis kiekis išlydyto stiklo, kuris vėliau įpučiamas, kol vamzdis pasukamas. Stiklą formuoja oras, patenkantis į vamzdelį, gravitacija, traukianti išlydytą stiklą, ir bet kokie įrankiai, kuriuos stiklo pūstuvas naudoja išlydytam stiklui apdirbti.
- Išlydytą stiklą galima supilti į išlydytos alavo vonelę, kad būtų palaikoma, ir išpūsti suslėgtu azotu, kad būtų suformuota ir nupoliruota. Šiuo metodu pagamintas stiklas vadinamas plūdiniu stiklu, ir taip stiklo plokštės buvo gaminamos nuo 1950 m.
Žingsnis 9. Lėtai atvėsinkite stiklinę krosnyje
Šis procesas vadinamas atkaitinimu ir pašalina visus įtempimo taškus, kurie galėjo susidaryti stiklo aušinimo metu. Stiklas, kuris nebuvo atkaitintas, yra žymiai silpnesnis. Baigus šį procesą, stiklas gali būti padengtas, laminuotas arba kitaip apdorotas, kad padidėtų jo stiprumas ir ilgaamžiškumas.
- Tiksli atkaitinimo temperatūra gali skirtis priklausomai nuo tikslios stiklo sudėties - nuo 750 laipsnių iki 1000 laipsnių pagal Farenheitą. Taip pat gali keistis stiklo aušinimo greitis - paprastai didesni stiklo gabalėliai turi atvėsti lėčiau nei mažesni. Prieš pradėdami tyrinėkite tinkamus atkaitinimo metodus.
- Susijęs procesas yra grūdinimas, kurio metu suformuotas ir poliruotas stiklas dedamas į orkaitę, įkaitintą iki mažiausiai 600 laipsnių Celsijaus (1, 112 laipsnių pagal Celsijų), o po to greitai atšaldomas („užgesinamas“) aukšto slėgio oro pūtimais. Atkaitintas stiklas suskyla į šukes esant 6 000 svarų už kvadratinį colį (psi), o grūdintas stiklas suskyla į mažus gabalus ne mažesniu kaip 10 000 psi ir paprastai maždaug 24 000 psi slėgiu.
2 metodas iš 2: Anglies kepsninės naudojimas
Žingsnis 1. Paruoškite laikiną krosnį iš anglių kepsninės
Šis metodas naudoja šilumą, kurią sukuria didelė anglies ugnis, kad silicio dioksido smėlis ištirptų stikle. Naudojamos medžiagos yra palyginti pigios ir įprastos - teoriškai viskas, ko jums reikės, yra trumpa kelionė į techninės įrangos parduotuvę, kad būtumėte pasiruošę pasigaminti savo stiklą. Naudokite didelę anglių kepsninę - kepsninės standartinio dydžio modeliai puikiai tinka. Naudokite storiausias, tvirtiausias groteles. Daugumos anglių grotelių apačioje bus anga - atidarykite šią angą.
- Net esant labai karštai temperatūrai, pasiektai taikant šį metodą, gali būti sunku išlydyti silicio dioksido smėlį kepsninėje. Prieš pradėdami, į smėlį įpilkite nedidelį kiekį (apie 1/3 - 1/4 smėlio tūrio) skalbinių sodos, kalkių ir (arba) borakso. Šie priedai sumažina smėlio lydymosi temperatūrą.
- Jei ketinate pūsti stiklą, turėkite po ranka ilgą, tuščiavidurį metalinį vamzdelį. Jei ketinate supilti jį į formą, iš anksto paruoškite formą. Norite pelėsio, kuris nesudegs ir neištirps nuo išlydyto stiklo karščio - grafitas puikiai tinka.
Žingsnis 2. Žinokite šio metodo pavojus
Šis metodas pakeis įprastą kepsninę per įprastas temperatūros ribas - toks karštas, kad netgi galima išlydyti pačias kepsnines. Šis metodas gali sukelti sunkus sužalojimas ar mirtis jei bandoma neapgalvotai. Tęskite atsargiai. Turėkite po ranka didelį purvo ar smėlio kiekį arba gesintuvą, tinkantį aukštai temperatūrai, kad prireikus užgesintų ugnį.
Žingsnis 3. Imkitės visų įmanomų atsargumo priemonių, kad apsaugotumėte save ir savo turtą nuo didelio karščio
Išbandykite šį metodą ant purvo ar smėlio paviršiaus lauke, kuriame yra daug vietos. Jei tai darysite ant pliko betono paviršiaus, kuris nėra padengtas smėliu ar purvu, betonas gali sprogti, jei ant jo nukris karštas išlydytas stiklas. Nenaudokite jokios nepakeičiamos įrangos. Atsistokite aiškiai kaitinant stiklą. Taip pat turėtumėte dėvėti kuo daugiau apsauginių drabužių, įskaitant:
- Stiprios orkaitės pirštinės ar pirštinės
- Suvirintojo kaukė
- Didelės apkrovos prijuostė
- Karščiui atsparūs drabužiai
Žingsnis 4. Įsigykite parduotuvės vakuumą su ilgu žarnos priedu
Naudodami lipnią juostą ar kitą metodą, pasukite žarną taip, kad ji pučia tiesiai į apatinę ventiliacijos angą, neliesdama pagrindinio grotelių korpuso. Galbūt norėsite pritvirtinti žarną prie vienos iš grotelių kojų ar ratų. Pagrindinį siurbimo įrenginį laikykite kuo toliau nuo grotelių.
- Įsitikinkite, kad žarna yra saugi ir nejudės - jei ji atsilaisvina gaminant stiklą, turėtumėte ne prieikite prie grotelių, jei jos labai karštos.
- Įjunkite vakuumą, kad patikrintumėte žarnos padėtį. Tiksli žarna pūs tiesiai į angą.
Žingsnis 5. Išklokite grotelių vidų anglimi
Naudokite daugiau anglies, nei kepsite mėsą. Sėkmingų rezultatų pasiekta pripildžius kepsninę beveik iki kraštų. Įdėkite ketaus puodą ar tiglį su smėliu į grotelių centrą, apsuptą anglies.
Kietmedžio (arba „vienkartinė“) anglis dega karščiau ir greičiau nei briketinė anglis, todėl ji yra geresnis pasirinkimas, jei jos yra
Žingsnis 6. Uždegkite anglį
Peržiūrėkite anglies pakuotę, kad sužinotumėte, ar jūsų anglis galima uždegti tiesiogiai, ar reikia lengvesnio skysčio. Leiskite liepsnoms tolygiai plisti.
Žingsnis 7. Palaukite, kol anglis įkais
Kai anglys tampa pilkšvos ir skleidžia oranžinį spindesį, jos yra paruoštos. Turėtumėte jausti šilumą tiesiog stovėdami šalia grotelių.
Žingsnis 8. Įjunkite parduotuvės vakuumą, kad į anglį patektų oro
Anglis, paduodama oru iš apačios, gali sudegti labai karštai (iki 2 000 laipsnių pagal Celsijų). Saugokitės - gali kilti didelė liepsna.
Jei vis tiek negalite pasiekti pakankamai aukštos temperatūros, pabandykite pakeisti dangtelį, o pro ventiliacijos angą įleiskite oro
Žingsnis 9. Kai jūsų stiklas išsilydo, labai atsargiai naudokite metalinius padargus, kad jį išimtumėte ir suformuotumėte
Dėl žemos grilio temperatūros, išlydytas stiklas gali būti standesnis ir sunkiau apdirbamas nei stiklas iš krosnies. Formuokite jį vamzdeliu, pelėsiu ar kitais įrankiais, kaip įprastai.
Patarimai
- Kai kurie paplūdimio smėliai gali būti naudojami vietoj gryno silicio dioksido smėlio, nors gautas stiklas gali būti nepermatomas, spalvos pasikeitęs arba prastesnės kokybės. Naudokite baltą, švelniausią ir vienodiausią smėlį.
- Jei jūsų smėlis ar priedai yra šiurkščiavilnių, susmulkinkite juos skiediniu ir grūstuvu arba mechaniniu malūnėliu. Smulkesnės dalelės greičiau ištirpsta.
-
Sumaltus seno stiklo gabalėlius galima įpilti į smėlį prieš lydymą, kad jis būtų perdirbtas į naują stiklą. Pirmiausia reikia patikrinti, ar nėra seno stiklo, arba „skylės“, ar nėra priemaišų, kurios susilpnintų iš jo pagamintą naują stiklą - ieškokite burbuliukų.
Šlifuodami stiklą, dėvėkite veido kaukę, kad netyčia neįkvėptumėte
- Naudokite aukštos temperatūros pūtiklį, kad sulietumėte arba supjaustytumėte mažus gabalus, strypus ar siūlus.
Įspėjimai
- Visada būkite atsargūs šalia didelio karščio šaltinių. Niekada nebandykite gaminti stiklo aplink vaikus ar naminius gyvūnus.
-
Užgesinus itin karštus gaisrus vandeniu, jie gali pablogėti. Pavyzdžiui, ugnis, deganti 2 000 laipsnių Celsijaus temperatūroje, yra pakankamai karšta, kad suskaidytų vandenį (H2O) į jo sudedamąsias dalis - vandenilio ir deguonies atomus, išskirdama didžiulį šilumos energijos kiekį. Labai karštiems gaisrams geriausia po ranka laikyti didelį kibirą purvo ar smėlio.
D klasės gesintuvuose yra natrio chlorido (valgomosios druskos) ir jie naudojami metalo gaisrams malšinti
