Вопрос 65: Стекло. Состав и свойства стекла как аморфного материала.

Стекло – твердое аморфное вещество, способное после нагревания до вязкотекучего состояния снова превращаться при определенном режиме охлаждения в твердое вещество.

Состав стекла.

Стекло принадлежит к классу неорганических материалов, находящихся в состоянии, промежуточном между жидким и твердым. Химический состав стекла различен в зависимости от требований, предъявляемых к свойствам стеклоизделий, от условий эксплуатации, а также способа выработки. Главной стеклообразующей частью большинства стекол является кремнезем (SiO₂), который вводят в состав стекла с песком или кварцем. Кроме стеклообразователей имеется ряд оксидов, которые входят в состав стекла. Они называются модификаторами сетки (каркаса) стекла. К ним относятся основные оксиды щелочных и щелочноземельных металлов - Na₂O, K₂O, MgO, CaO. К третьей категории веществ относятся некоторые оксиды, которые в чистом виде не могут образовать каркаса стекла, но могут включаться в состав уже существующей сетки. Это – промежуточные оксиды. Примерами служат глинозем и оксид бериллия.

Свойства стекла.

Физические свойства стекла – плотность, прозрачность, преломление и отражение света, теплопроводность, термическая устойчивость, твердость, прочность, электропроводность.

Теплопроводность, т.е. способность проводить тепло, у стекла невелика.

Термическая устойчивость стекол зависит от ряда свойств – коэффициента термического расширения, теплопроводности, толщины и состава стекла, формы и размеров изделия, характера поверхности, наличия дефектов.

Твердость – это способность стекла сопротивляться царапинам, проникновению в него другого тела.

Хрупкость – способность стекла сопротивляться ударам. Стекло не способно к пластической деформации и поэтому является хрупким телом.

Электроизоляционные свойства стекла используют для создания изоляционных материалов. Химическая устойчивость стекла характеризуется высокой сопротивляемостью воздействию водных растворов, атмосферы, агрессивных сред.

Вопрос 66: Основы производства и декорирования стеклянных изделий

Получение стекломассы.

Сырьевые материалы делят на главные или стеклообразующие и вспомогательные. К главным, стеклообразующим материалам относятся вещества, с помощью которых в стекломассу вводят кислотные, щелочные и щелочноземельные окислы, обеспечивающие получение изделий с необходимыми физическими и химическими свойствами. Основными вспомогательными материалами являются красители, глушители, обесцвечиватели, осветлители, окислители, восстановители и ускорители варки стекломассы.

Потом происходит процесс варки стекломассы. Процесс варки стекломассы можно разделить на основные этапы: силикатообразование, стеклообразование, осветление, гомогенизация и охлаждение стекломассы до рабочей вязкости.

Формование изделий.

Применяют следующие методы формования изделий: прессование, выдувание, прессовыдувание, вытягивание, прокатку, литье, а также комбинированный метод сочленения, центробежного вращения и плавающей ленты. Прессование изделий производят в специальных пресс-формах, внутренняя поверхность которых может быть с рельефным рисунком или гладкой. Выдувание – ручное (свободное) и механизированное (в формы) применяют для изготовления разнообразных изделий сложной формы, чаще всего полых. Прессовыдувной метод формирования сочетает прессование и выдувание. Метод сочленения – комбинированный: элементы изделия формуются отдельно, а затем сочленяются в горячем состоянии. Методом литья получают изделия художественно-декоративного назначения, скульптуру и оптическое стекло. Методом центробежного вращения изготовляют полые, крупногабаритные и тяжелые изделия.

Обработка изделий

После формования изделиям придают соответствующий внешний вид и необходимые свойства путем дальнейшей тепловой, химической или механической обработки. К такой обработке относятся отжиг, отрезка колпачка, обработка края.

Декорирование изделий

Существует 2 способа декорирования изделий: украшения, наносимые на изделия в горячем состоянии и украшения, наносимые на изделия в холодном состоянии. Декорирование производится 3 способами: механическим, химическим, живописными рисунками.