17 Стеклянные товары

Стекло широко применяют в различных отраслях народного хозяйства, строительстве, науке, а также в быту.

Основоположником научного стеклоделия в России по праву считается М.В.Ломоносов. На стекольной фабрике в Усть-Рудицке, под Петербургом, построенной в 1753 г., он получил около 4000 видов цветных стекол. М. В. Ломоносов раскрыл секрет получения золотого рубина и изготовил его.

Большой вклад в развитие стеклоделия внесли Д.И.Менделеев, И.И.Китайгородский и другие русские ученые.

Наиболее крупными заводами по производству стеклоизделий бытового назначения являются: Гусевский и Дятьковский хрустальные заводы, Киевский и Ленинградский заводы художественного стекла.

Состав стекла

Сырьевые материалы делят на главные (или стеклообразующие) и вспомогательные.

К главным, стеклообразующим, материалам относятся вещества, необходимые для введения в стекломассу кислотных, щелочных и щелочноземельных окислов, обеспечивающих получение изделий с необходимыми физическими и химическими свойствами.

Вспомогательные материалы применяют для придания готовым изделиям цвета, обеспечения необходимых условий для получения изделий высокого качества, а также ускорения процессов варки и осветления стекломассы. В некоторых случаях одни и те же материалы могут выполнять различные функции.

Главные материалы. К ним относятся кварцевый песок, борная кислота или бура, полевой шпат, каолин, сода и сульфат натрия, поташ, известняк и мел, доломит, сурик, окиси цинка, алюминия, кальция, магния и бария, нефелин, стекольный бой и другие соединения.

Кварцевый песок является основным сырьем для введения в состав стекла кремнезема, которого в нем содержится от 60 до 75 %. Кремнезем является важнейшей составной частью промышленных стекол. Песок относится к породам осадочного происхождения, образуется при разрушении полевошпатовых горных пород под действием атмосферных агентов (воды, воздуха, смены температур).

Высококачественные пески должны содержать кремнезема не менее 99 %. Лучшим является песок без примесей окрашивающих окислов, в том числе окислов железа, титана, хрома. Наиболее вредные примеси — соединения железа, которые придают стеклу желтовато-зеленоватую окраску, что резко снижает пропускание ультрафиолетовых лучей, ухудшает внешний вид готовых изделий.

Борную кислоту или буру применяют для введения в стекло борного ангидрида. При высокой температуре борная кислота разлагается с образованием борного ангидрида и воды, а бура — борного ангидрида и окиси натрия.

Борный ангидрид применяют при получении высококачественных или специальных изделий, изготовляемых механизированным способом.

Полевой шпат — исходное сырье для введения в состав стекол глинозема. Для этой цели используют также каолин, являющийся продуктом разложения полевого шпата, чистый глинозем и другие вещества. Глинозем замедляет скорость варки, но способствует осветлению стекломассы, повышает термическую и химическую стойкость, механическую прочность и твердость стекла.

Используют глинозем при изготовлении сортовой, жароупорной и химической посуды, оконного и бутылочного стекол.

Сода служит для введения в состав стекла окиси натрия. Получают ее обезвоживанием кальцинированной соды. Недостатком соды является большое содержание вредных примесей хлористого и сернокислого натрия, окиси железа.

Поташ — основное вещество для введения в состав стекла окиси калия. Он бывает кристаллический и кальцинированный. Окись калия придает изделиям блеск, прозрачность, уменьшает вероятность кристаллизации. В основном его применяют для изготовления высококачественной посуды, хрустальных и цветных изделий, оптических стекол.

Известняк и мел применяют для введения окиси кальция, которая придает стеклу химическую устойчивость и способствует осветлению и ускорению варки стекломассы. Известняк представляет собой осадочную породу, мел — разновидность кальцита, мягкая и рыхлая порода.

Доломит — двойная соль угольной кислоты, разлагается при нагревании с выделением окиси кальция и магния. Окись магния снижает термическое расширение стекла и способность к кристаллизации, а также повышает вязкость, прочность и химическую устойчивость.

Цинковые белила служат для введения в стекло окиси цинка. При варке они полностью переходят в стекло. Окись цинка повышает химическую и термическую стойкость стекла, а также прочность при сжатии и растяжении. Изделия, содержащие окись цинка, сильно преломляют лучи света, отличаются повышенным блеском и прозрачностью. Широко применяют при производстве лабораторного, технического и некоторых других специальных видов стекла.

Сурик используют в производстве ценных хрустальных изделий и оптического стекла с высокой плотностью, характерным блеском и игрой света. Изделия, содержащие окись свинца, легко поддаются гранению, шлифовке, полировке и др. Они сильно преломляют лучи света, имеют пониженную химическую устойчивость, поглощают рентгеновские лучи. Особенностью хрустальных изделий является чистый мелодичный и продолжительный звук при постукивании деревянной палочкой.

Стекольный бой способствует ускорению варки стекломассы. В состав шихты его вводят от 15 до 30 %. Химический состав стекольного боя должен соответствовать химическому составу основной шихты. Не допускается смешивание боя стекол различных составов, так как это ведет к изменению режимов процесса варки стекломассы и формования изделий.

Вспомогательные материалы. Основными вспомогательными материалами являются красители, глушители, обесцвечиватели, осветлители, окислители, восстановители и ускорители варки стекломассы.

Красители вводят в шихту для придания стеклу необходимого цвета. В процессе варки стекломассы они либо растворяются и образуют с кремнеземом окрашенные силикаты, либо сохраняются в виде коллоидно-дисперсных частиц, обеспечивая избирательное поглощение стеклом тех или иных лучей света. Интенсивность окраски зависит от концентрации красящих веществ, толщины стенок изделий, продолжительности и температуры варки стекломассы.

Закись кобальта при малом содержании (0,1—0,5 %) придает стеклу синий цвет, при большем — фиолетово-синий с красноватым оттенком.