แก้วซิลิเกต: การผลิตและการใช้งาน

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-02 14:03

แก้วเป็นหนึ่งในวัสดุที่นิยมใช้กันมากที่สุดสำหรับชีวิตที่หลากหลาย ใช้ในงานก่อสร้างและตกแต่ง งานประยุกต์และศิลปะชั้นสูงทำจากมัน และใช้ในอุตสาหกรรมอวกาศ นี่เป็นหนึ่งในวัสดุที่มีองค์ประกอบที่เรียบง่ายและพร้อมใช้งาน ชนิดที่พบบ่อยที่สุดที่เรามักพบและใช้ผลิตภัณฑ์จากมันคือแก้วซิลิเกต

นี่คืออะไร

แก้วที่เก่าแก่ที่สุดคือลูกปัดที่พบในระหว่างการขุดในอียิปต์ นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าการค้นพบนี้มีอายุมากกว่าห้าพันปี ตั้งแต่นั้นมา องค์ประกอบของแก้วก็เปลี่ยนไปเล็กน้อย องค์ประกอบหลักของวัสดุคือทรายควอทซ์ (Si0_{2) - ซิลิเกต เพิ่มโซดา โปแตช หินปูน และองค์ประกอบอื่นๆ อีกเล็กน้อย}

ในอุตสาหกรรม เพื่อให้ได้มวลแก้ว ออกไซด์ของสารพื้นฐานจะถูกผสมและหลอมในเตาหลอม จุดหลอมเหลวขึ้นอยู่กับสารเติมแต่งที่เปลี่ยนคุณสมบัติของแก้ว มวลที่ได้จะถูกหล่อขึ้นรูปในหลายวิธี: โดยการทำแผ่นแก้ว, ทำให้มีรูปร่างต่างๆ (จาน, โป๊ะโคมระย้า, แก้วสำหรับนาฬิกา ฯลฯ) ทำช่องว่างสำหรับการประมวลผลชิ้นต่อไปโดยเครื่องเป่าลมแก้ว และอีกมากมาย

BLomonosov M. V., Kitaygorodsky N. I. มีส่วนสำคัญในการพัฒนาการผลิตแก้ว Mendeleev D. I. และคนอื่น ๆ ให้ความสนใจในด้านการปฏิบัติของปัญหานี้ ง่ายต่อการกำหนดวัสดุ "แก้วซิลิเกต" มันคืออะไร? วัสดุที่มีโครงสร้างเป็นผลึกอสัณฐาน ได้มาจากการหลอมออกไซด์ผสมด้วยการระบายความร้อนในภายหลัง

ทำแก้ว

องค์ประกอบหลักในการผลิตแก้วคือทรายควอทซ์ ซึ่งเพิ่มส่วนผสมอย่างน้อยห้าอย่างตามสัดส่วน ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์เพิ่มเติมของการใช้วัสดุที่ได้รับ สารเติมแต่งถูกสร้างขึ้นในสูตรหลัก: ตัวออกซิไดซ์ ตัวเก็บเสียง สารกำจัดสี สารย้อมสี สารเร่งปฏิกิริยา และอื่นๆ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์เพิ่มเติมของการใช้วัสดุที่ได้รับ โลหะออกไซด์ใช้เป็นสีย้อม ตัวอย่างเช่น ทองแดงจะทำให้มวลของแก้วเป็นสีแดง เหล็กจะให้โทนสีน้ำเงินหรือสีเหลือง โคบอลต์ออกไซด์จะให้สีน้ำเงิน และซิลเวอร์คอลลอยด์จะให้โทนสีเหลือง

ส่วนผสมแห้งที่เตรียมไว้จะถูกบรรจุลงในเตาหลอมแก้ว โดยวัตถุดิบจะถูกหลอมที่อุณหภูมิ 1200-1600°C กระบวนการนี้ใช้เวลา 12 ถึง 96 ชั่วโมง การผลิตแก้วเสร็จสิ้นโดยกระบวนการทำความเย็นอย่างรวดเร็ว ภายใต้เงื่อนไขนี้ มวลแก้วจะได้รับคุณสมบัติที่จำเป็นทั้งหมด: ความโปร่งใส ความต้านทานเชิงกล และคุณสมบัติเพิ่มเติมที่วางไว้ในกระบวนการผสมออกไซด์

ประเภทแก้วซิลิเกต

การผลิตวัสดุเป็นกระบวนการที่ใช้พลังงานมาก และดูแลโดยอุตสาหกรรมซิลิเกต การผลิตแก้วในอุตสาหกรรมเกิดขึ้นที่เตาเผาแบบอุโมงค์พร้อมการบำรุงรักษาอุณหภูมิที่ตั้งไว้อย่างต่อเนื่อง โหลดส่วนผสมแบบแห้งจากปลายด้านหนึ่งของเตาเผา วัสดุสำเร็จรูปจะถูกขนถ่ายที่ทางออก

เนื่องจากการนำไปใช้อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมต่างๆ แก้วซิลิเกตสามารถแบ่งออกได้เป็นประเภท:

• ควอตซ์ที่ไม่มีโซเดียมออกไซด์เจือปน โพแทสเซียมเป็นแก้วที่ปราศจากด่าง มีความทนทานต่อความร้อนสูงและมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม ข้อบกพร่อง - ยากที่จะประมวลผล
• โซดา โพแทสเซียม โซเดียม โพแทสเซียม - แก้วอัลคาไลน์. ชนิดวัสดุทั่วไปที่เหมาะสมกับการใช้งานทั่วไป ใช้ทำแก้วสำหรับตู้ปลา กระจกหน้าต่าง จาน และอื่นๆ
• อัลคาไลน์ที่มีโลหะหนักออกไซด์ในปริมาณสูง ตัวอย่างเช่น จำเป็นต้องเติมตะกั่วเพื่อให้ได้คริสตัล แก้วแสง

ของใช้อเนกประสงค์

แก้วซิลิเกตมีคุณสมบัติหลายอย่างที่ทำให้ใช้งานได้หลากหลาย คุณสมบัติแต่ละอย่างสามารถปรับปรุงได้ซึ่งเกี่ยวข้องกับโอกาสเพิ่มเติมที่เปิดขึ้น ตัวอย่างเช่น กระจกเคลือบอมัลกัมทำหน้าที่เป็นกระจกและยังสามารถใช้เป็นแผงโซลาร์เซลล์ได้ภายใต้เงื่อนไขบางประการ

คุณสมบัติด้านสุขอนามัยและการใช้งานจริงของเครื่องแก้วไม่อาจปฏิเสธได้ วัสดุไม่มีรูพรุนซึ่งหมายความว่าแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรคไม่ได้เพิ่มจำนวนขึ้น ทำความสะอาดง่าย ทนต่อผลิตภัณฑ์อาหารใด ๆ จานทนความร้อนจากมันเป็นมัลติทาสกิ้ง: คุณสามารถอบที่อุณหภูมิสูงในเตาอบหรือใส่ในช่องแช่แข็งไม่มีความเสียหาย

ชั้นและความหนา

วัสดุมีความหนาต่างกันซึ่งกำหนดความสามารถ แผ่นหนา 2 มม. เหมาะกับหน้าต่าง ใช้กระจกสำหรับตู้ปลาอย่างน้อย 5 มม. ขึ้นอยู่กับปริมาณน้ำที่เทลงในภาชนะ อย่างไรก็ตาม นักเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำได้ข้อสรุปมากขึ้นว่าการใช้อะครีลิกอนาล็อกนั้นสะดวกกว่ามาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากต้องการความจุ 500 ลิตรขึ้นไป

การใช้วัสดุลามิเนต (สามเท่า) ช่วยเพิ่มความเป็นไปได้: ผ้าที่ติดฟิล์มโพลีเมอร์ไม่สามารถทำลายได้จริง ปลอดภัยเพราะไม่พัง แทบเป็นไปไม่ได้เลยที่จะทำลายแก้วซิลิเกตสองอันที่มีความหนา 10 มม. ด้วยชั้นฟิล์มด้วยค้อน Triplex ใช้ทำสะพานโปร่ง หุ้มส่วนหน้าอาคาร รั้วสระว่ายน้ำ ฯลฯ

คุณสมบัติ

การใช้วัสดุที่มีซิลิเกตเป็นส่วนประกอบหลักในการก่อสร้าง ใช้ไม่เพียง แต่สำหรับการผลิตหน้าต่างเท่านั้น แต่ยังใช้เพื่อป้องกันเพิ่มเติมและสารยึดเกาะ ดังนั้น รองพื้นจึงใช้แก้วเหลว ซึ่งทำให้ทนต่อความชื้น เชื้อรา อุณหภูมิที่ผันผวน ฯลฯ

วัสดุโค้งโปร่งแสงหรือเคลือบด้านใช้ในชีวิตประจำวัน ประตูเฟอร์นิเจอร์ ห้องอาบน้ำ ซุ้มอาคาร และอื่นๆ

แก้วซิลิเกตมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

• โปร่งใส.
• สะท้อนแสง
• ยั่งยืน
• ทนความร้อน.
• ทนต่อสภาพแวดล้อมทางเคมีที่ก้าวร้าว
• ทนต่อสภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าวตามธรรมชาติ
• ความทนทาน
• การนำความร้อนต่ำ

คุณสมบัติเพิ่มเติม เช่น ความทนทานต่อความเครียดและความเสียหายทางกล จะทำให้วัสดุแข็งตัว สาระสำคัญของกระบวนการคือการให้ความร้อนอย่างรวดเร็วและการระบายความร้อนอย่างรวดเร็วเช่นเดียวกันในระยะเวลาอันสั้น ความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้น 4-5 เท่า ใช้ทำกระจกนาฬิกา บานประตู เฟอร์นิเจอร์ ฉากกั้นห้อง

การผลิตสินค้า

เครื่องแก้วซิลิเกตและของใช้ในครัวเรือนมีการผลิตหลายวิธี:

• กด. มวลหนืดจะถูกเทลงในแม่พิมพ์คงที่ หลังจากนั้นพารามิเตอร์บางอย่างจะถูกตั้งค่าโดยใช้ส่วนที่เคลื่อนที่ได้ของแม่พิมพ์ (หมัด) แม่พิมพ์บนพื้นผิวด้านในอาจมีลวดลายที่ถ่ายโอนไปยังส่วนนอกของผลิตภัณฑ์ระหว่างขั้นตอนการปั๊ม
• ระเบิดออก. แตกต่างกันในด้านกลไกและแบบแมนนวล ความหนาของผนังของผลิตภัณฑ์แตกต่างกันไปตั้งแต่ 1 มม. ถึง 10 มม. แจกัน,ขวด,แก้วไวน์,แก้วทำในลักษณะนี้ การเป่ามือเป็นศิลปะ ช่างเป่าแก้วระดับปรมาจารย์สร้างสรรค์ผลงานที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวด้วยการผสมผสานมวลที่โปร่งใสและมีสี รวมทั้งโลหะ วัตถุดิบจากธรรมชาติ ทองคำ และอื่นๆ ในร่างกายของงาน ไม่มีผลิตภัณฑ์เป่ามือเหมือนกัน
• แคสติ้ง. ส่วนใหญ่ใช้สำหรับทำตุ๊กตา, รูปแกะสลัก ในอุตสาหกรรม โดยการหล่อ ออปติคัลแก้ว
• ประกบหลายขั้นตอน. ใช้ชิ้นส่วนที่ผลิตโดยสองเทคโนโลยี: การเป่าและการกด ตัวอย่างเช่น ภาชนะแก้วถูกเป่าและกดก้าน ประกอบชิ้นส่วนเสร็จแล้ว

ทรีตเมนต์ตกแต่ง

แก้วซิลิเกตเป็นวัสดุที่อุดมสมบูรณ์สำหรับการตกแต่งหลายประเภท แยกแยะระหว่างการออกแบบร้อนและเย็น

อาหารร้อนได้แก่:

• ระบายสีเป็นกลุ่มด้วยเมทัลออกไซด์
• ผสมมวลของสีต่างๆ กับรูปร่างเพิ่มเติม (กระจกเวนิสที่มีคราบ)
• เสียงแตก. มวลถูกหล่อหลอมให้เป็นผลิตภัณฑ์ เย็นลงอย่างรวดเร็ว อันเป็นผลมาจากรอยแตกที่พื้นผิวปรากฏขึ้น และผลิตภัณฑ์ถูกหลอมเพื่อแก้ไข
• หลอมรวม
• สายไฟร้อน เกลียวพร้อมสารเติมแต่งในภายหลัง
• การสร้างรูปทรงขอบเพิ่มเติมระหว่างการเป่า ทำได้โดยใช้เครื่องมือ

รูปแบบการตกแต่งเย็น:

• เครื่องกล: เจียร แกะสลัก เจียระไนเพชร พ่นทราย
• เคมี: กัดกรดไฮโดรฟลูออริก
• นำไปใช้: การทาสี การวาดรูปลอก การพิมพ์ซิลค์สกรีน การทำให้เป็นโลหะ การพ่นด้วยพลาสม่า การทาสีด้วยความมันวาว

แก้วแบบอื่นๆ

เทคโนโลยีสมัยใหม่ทำให้แก้วซิลิเกตมีคุณสมบัติเพิ่มเติมได้ สิ่งที่น่าสนใจและเป็นที่ต้องการมากที่สุดคือ:

กระจกอัจฉริยะ: ชนิดของวัสดุที่เปลี่ยนไปคุณสมบัติของพวกเขาภายใต้อิทธิพลของสภาวะภายนอก ตัวอย่างเช่น ภายใต้อิทธิพลของกระแสไฟฟ้า ผลิตภัณฑ์จะทื่อ เมื่อตัดการเชื่อมต่อวงจรจะกลับสู่สถานะโปร่งใส

ไฟเบอร์กลาส (ไฟเบอร์กลาส): ได้มาจากการดึงวัสดุให้เป็นเส้นบาง ๆ (วัดเป็นไมครอน) พวกเขาสร้างวัสดุที่ค่อนข้างยืดหยุ่น ใช้สำหรับการผลิตไฟเบอร์ออปติก วัสดุฉนวน ฯลฯ

กระจกใส: กระจกซิลิเกตธรรมดามีโทนสีเขียวหรือสีเทาที่มองเห็นได้ชัดเจนเมื่อมองผ่านการตัด ส่งผลให้ผืนผ้าใบมีสีเล็กน้อย เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบนี้ สารเพิ่มความสดใสจะถูกเพิ่มในระหว่างกระบวนการผลิตเพื่อทำให้สีที่ไม่ต้องการเป็นกลาง แตกต่างจากวัสดุทั่วไปในการส่งผ่านแสงที่เพิ่มขึ้น การถ่ายโอนสีโดยไม่เปลี่ยนสี