Стеклообразующие оксиды

Отметим, что стекло не является веществом с определённым химическим составом.

В состав стекол входят различные оксиды. Простые стекла имеют в своем составе 1─2 или 3 оксида, более сложные ─ до 10 различных оксидов. Оксиды, которые образуют стекла самостоятельно, без присутствия других оксидов называются стеклообразующие оксиды.

1. – оксид кремния ─ силикатное стекло (тарное стекло, оконное, полированное и т.д.);

2. – оксид фосфора ─ является основным в фосфатных стёклах (оптические, электротехнические, вакуумные и т.д.);

3. – оксид бора ─ боратные стёкла (реакторное стекло, рентгенозащитное стекло и т.д.).

Но для производства стекла сырьевой массой является многокомпонентная шихта, содержащая помимо основных оксидов различные добавки.

Сырьё для производства стекла

1. Основное сырьё;

2. Вспомогательное сырьё.

Основное сырьё– минеральное сырьё и продукты промышленности, которые являются поставщиком основного стеклообразующего оксида (кварцевый песок, доломит, сода, известняк, борная кислота, фосфорная кислота, соли фосфорной кислоты и т.д.). Минеральное сырьё имеет большое количество разных примесей, что приходится учитывать при составлении рецепта стекла.

Вспомогательное сырьёвводится в шихту для ускорения варки стекла и придания ему заданных свойств:

     а) Глушители вводятся для непрозрачности стекла (плавиковый шпат или любые фтор содержащие соли);

     б) Осветлители применяют для удаления из стекла газовых пузырьков (сульфаты натрия и алюминия, калиевая селитра);

     в) Красители (кобальт () – синее стекло; хром – зелёное; марганец () – фиолетовое; оксид железа () – красное).

Производство стекла

Производство стекла включает в себя следующие этапы:

1. Подготовка сырьевых материалов: дробление и помол, сушка, просеивание;

2. Приготовление шихты: усреднение, дозирование и смешивание компонентов;

3. Варка стекла (производится в специальных стеклоплавильных печах непрерывного (ванна) или периодического (горшковая печь) действия).

При варке выделяют следующие этапы:

1. силикатообразование (t= 1100─1150 ºС);

2. процесс стеклообразования (t≈ 1500 ºС);

3. процесс осветления (удаление пузырьков воздуха и цветности стекла) (t= 1500─1600 ºС);

4. процесс гомогенизации;

5. процесс студки (т.е охлаждение стекловидной массы до температуры выработки);

4. Формование стеклянных изделий, которое возможно следующими способами:

     а) вытягивание (формирование) листового стекла (лодочный и безлодочный способы);

     б) прокатка листового стекла;

     в) литьё;

     г) прессование стеклянных изделий с помощью различных прессов с формами;

     д) выдувание;

     е) центробежное формование;

5. Отжиг стекла – нагревание до определённой температуры, выдерживание при этой температуре, затем охлаждение (для снятия внутренних напряжений, которые могут произвести самопроизвольное разрушение);

6. Закалка стекла – доведение стекла до пластического состояния, затем резкое охлаждение (для повышения прочности);

7. Заключительная обработка: шлифование, полировка, декоративная обработка.