Шкло. Атрыманне і выкарыстанне. Тэмпература плаўлення шкла

З'яўляючыся адным з самых старажытных матэрыялаў, шкло выкарыстоўваецца чалавецтвам на працягу не адной тысячы гадоў. Універсальнасць гэтага рэчыва дазволіла яму знайсці прымяненне ў самых розных галінах. Па фізіка-хімічным уласцівасцям шкло ставіцца да неарганічным злучэнням, яно цвёрдае, мае аморфную структуру, ізатропнай.

Для кожнага віду шкла характэрна ў працэсе вырабу пераўтварэнне агрэгатнага стану ад жидкотекучего, надзвычай глейкага да стеклообразного выгляду. Тэхналогія вытворчасці прадугледжвае яго астуджэнне з хуткасцю, якая не дазваляе перайсці ў фазу крышталізацыі расплаву.

Тэмпература плаўлення шкла залежыць ад яго якасці і меркаваных характарыстык. Як правіла, варэнне адбываецца ў даволі шырокім дыяпазоне тэмператур ад 300 да 2500 ° C. Залежаць ўласцівасці гэтага рэчыва ад кампанентаў, якія ўваходзяць у склад стеклообразующих расплаваў. Іх пералік даволі шырокі і прадстаўлены рознымі аксідамі, фасфатамі, фтарыдамі і іншымі дадаткамі. Пры гэтым класічная празрыстасць з'яўляецца далёка не апошняй характарыстыкай для розных відаў шыбаў, якія сустракаюцца як у прыродзе, так і сінтэзаваных у ходзе вытворчасці.

З самымі старажытнымі шклянымі вырабамі, датаванымі сям'ю стагоддзямі да нашай эры, пазнаёміліся археолагі, якія займаюцца раскопкамі ў Егіпце. Гэта былі каралі і амулеты. Але мінула некалькі тысячагоддзяў, пакуль не з'явіліся першыя прамысловыя прадпрыемствы, шкляныя заводы васемнаццатага стагоддзя. Асаблівасцю шкловытворчасці ў шыхты стала тое, што тэмпература плаўлення шкла дасягалася выкарыстаннем вугалю, а катлы для варэння сталі зачыненымі.

Да гэтага ў якасці паліва выкарыстоўваліся дровы, шклаварнай майстэрні доўга не знаходзіліся на месцы, печы рассыпаліся, а паліва ў акрузе хутка расходавалася. Катлы былі адкрытымі, дровы не вылучалі рэчываў, якія ўплываюць на празрыстасць і колер выхаднога прадукту. Тэмпература плаўлення шкла ў тэхналагічным працэсе такога тыпу дасягала 1450 ° C.

Важнай падзеяй стала вынаходства ў пачатку XX стагоддзя метаду вытворчасці ліставога шкла, названага па імя яго распрацоўніка Эміля Фурко, які прапанаваў машынны спосаб выцяжкі. Праіснаваўшы аж да 1959 года, ён быў выцеснены Флоат-метадам, распрацаваным фірмай «Пілкінгтан».

Асноўнымі складнікамі звычайнага шкла з'яўляецца кварцавы пясок у прапорцыі 69-74%, сода (12-16%), даламіт і вапняк (5-12%). Але ў тэхналагічным працэсе вытворчасці мае важнае значэнне не толькі пры якой тэмпературы плавіцца шкло, але і якая хуткасць астуджэння расплаву. Тэарэтычна пры хуткім астуджэнні можна атрымаць шклопадобнае цела і з металу, галоўнае паспець астудзіць расплаў да адукацыі крышталічнай рашоткі.

Пры ўсёй шматстатнасці прывабных уласцівасцяў звычайнага шкла ў свой час паўстала вострая неабходнасць у больш трывалым і лёгкім празрыстым матэрыяле. Перш за ўсё, гэта кранула галіны, якая спецыялізуецца на самолётостроении. Аргшкла атрымала сваю назву толькі па знешніх падабенства з традыцыйным шклом.

Ўдаратрываласць яго ў пяць разоў вышэй, яно лягчэй у 2,5 разы. Па святлопрапусканне яно дасягае ўзроўня 92%, мае высокую ўстойлівасць да старэння. Нашмат прасцей і даступней аргшкла ў апрацоўцы. Тэмпература плаўлення аргшкла знаходзіцца ў межах 90-105 градусаў, што дазваляе яго падвяргаць тэрмічнай апрацоўцы.

Але абодва гэтыя матэрыялу занялі кожны сваю нішу ў сучаснай вытворчасці. Традыцыйнае неарганічнае шкло трывала ўтрымлівае свае пазіцыі і не збіраецца іх здаваць найноўшым арганічным палімерах.

Выкарыстанне шырокага спектру розных прымешак і дабавак дазваляе атрымаць не толькі дзіўныя аптычныя характарыстыкі шкла, але і значна палепшыць яго механічныя ўласцівасці.

Акрамя прамысловага выкарыстання, нельга не адзначыць ролю мастацкага шкла. Майстры-шкловыдзімальнікі, працягваючы традыцыі старажытных мастакоў, ператварылі стварэнне шэдэўраў са шкла ў сапраўднае мастацтва. У печах іх майстэрняў дасягаецца тэмпература плаўлення шкла, працуючы практычна ўручную, у сваёй творчасці яны не толькі праяўляюць выдатную фантазію, але і затрачваюць масу фізічных высілкаў.