Silikaattilasi: tuotanto ja käyttö

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-02 13:54

Lasi on yksi suosituimmista kysytyistä materiaaleista eri elämänaloilla. Sitä käytetään rakennus- ja viimeistelytöissä, siitä valmistetaan taide- ja korkeataideteoksia ja käytetään avaruusteollisuudessa. Tämä on yksi saatavilla olevista, koostumukseltaan yksinkertaisista materiaaleista. Yleisin tyyppi, jonka kohtaamme ja käytämme sen tuotteita useimmiten, on silikaattilasi.

Mikä tämä on?

Vanhin lasipala ovat Egyptistä kaivauksissa löydettyjä helmiä, tutkijat uskovat löydön olevan yli viisi tuhatta vuotta vanha. Sen jälkeen lasin koostumus on muuttunut vähän. Materiaalin pääelementti on kvartsihiekka (Si0_{2) - silikaatti. Siihen lisätään soodaa, potaskaa, kalkkikiveä ja muutamia muita alkuaineita.}

Teollisuudessa lasimassan saamiseksi perusaineiden oksideja sekoitetaan ja sulatetaan uunissa. Sulamispiste riippuu lisäaineista, jotka muuttavat lasin ominaisuuksia. Tuloksena olevaa massaa muovataan useilla tavoilla: valmistamalla lasilevyä, antamalla sille erilaisia muotoja (astiat, varjostimet kattokruunuihin, lasi kelloihin jne.), valmistamalla aihioita myöhempää kappaleenkäsittelyä varten lasipuh altimilla ja paljon muuta.

BLomonosov M. V., Kitaygorodsky N. I. antoi merkittävän panoksen lasinvalmistuksen kehitykseen, Mendelejev D. I. ja muut olivat kiinnostuneita asian käytännön puolelta. Materiaali "silikaattilasi" on helppo määritellä. Mikä se on? Materiaali, jolla on rakenteen amorfinen-kiteinen rakenne, joka saadaan sulattamalla sekaoksideja ja sitä seuraavaa jäähdytystä.

Lasin valmistus

Lasin valmistuksen pääelementti on kvartsihiekka, johon lisätään suhteessa vähintään viisi ainesosaa. Riippuen saadun materiaalin käyttötarkoituksista, pääreseptiin tehdään lisäaineita: hapettimia, äänenvaimennusaineita, värinpoistoaineita, väriaineita, kiihdyttimiä ja niin edelleen. Väriaineina käytetään metallioksideja. Esimerkiksi kupari värjää lasimassan punaiseksi, rauta antaa sinisen tai keltaisen sävyn, kobolttioksidit sinisen ja kolloidinen hopea keltaisen sävyn.

Valmistettu kuivaseos ladataan lasisulatusuuniin, jossa raaka-aine sulatetaan 1200-1600°C lämpötilassa, prosessi kestää 12-96 tuntia. Lasin valmistus valmistuu nopealla jäähdytysprosessilla, vain tässä tilanteessa lasimassa saa kaikki vaaditut ominaisuudet: läpinäkyvyys, mekaaninen kestävyys ja oksidien sekoitusprosessissa määritetyt lisäominaisuudet.

Silikaattilasityypit

Materiaalituotanto on energiaintensiivinen prosessi, ja siitä vastaa silikaattiteollisuus. Teollisuuden lasintuotanto tapahtuu vtunnelityyppiset uunit, jotka ylläpitävät jatkuvasti asetettua lämpötilaa. Kuivaseos ladataan uunin toisesta päästä, valmis materiaali puretaan ulostulossa.

Silikaattilasi voidaan jakaa tyyppeihin, koska se on laaj alti käytössä eri aloilla:

• Kvartsi, jossa ei ole natrium- ja kaliumoksidiepäpuhtauksia, on alkalitonta lasia. Sillä on korkea lämmönkestävyys ja erinomaiset sähköominaisuudet. Puutteista - vaikea käsitellä.
• Soda, kalium, natrium-kalium - alkalinen lasi. Yleisin yleiskäyttöön soveltuva materiaali. Siitä valmistetaan lasia akvaarioon, ikkunalasiin, astioihin ja muihin.
• Alkalinen, jossa on paljon raskasmetallioksideja. Esimerkiksi lyijyn lisääminen on välttämätöntä kristallin, optisen lasin saamiseksi.

Monikäyttöinen

Silikaattilasilla on useita ominaisuuksia, jotka mahdollistavat sen laajan käytön. Jokaista sen ominaisuuksia voidaan parantaa, minkä yhteydessä avautuu lisämahdollisuuksia. Esimerkiksi amalgaamipinnoitettu lasi toimii peilinä ja sitä voidaan käyttää myös aurinkopaneelina tietyissä olosuhteissa.

Lasien hygieeniset ja käytännölliset ominaisuudet ovat kiistattomat. Materiaalilla ei ole huokoisuutta, mikä tarkoittaa, että patogeeniset bakteerit eivät lisäänty siinä, se on helppo puhdistaa, kestää kaikkia elintarvikkeita. Lämmönkestävät astiat ovat monikäyttöisiä: voit paistaa korkeassa lämpötilassa uunissa tai laittaa uuniinpakastin ilman vaurioita.

Kerros ja paksuus

Materiaalilla on eri paksuus, mikä määrää sen ominaisuudet. Arkki, 2 mm paksu, sopii ikkunoihin. Akvaarion lasia käytetään vähintään 5 mm astiaan kaadetun veden määrästä riippuen. Akvaristit ovat kuitenkin tulossa yhä useammin siihen johtopäätökseen, että akryylianalogin käyttö on paljon helpompaa, varsinkin jos vaaditaan vähintään 500 litran kapasiteetti.

Laminoidun materiaalin (triplex) käyttö laajentaa mahdollisuuksia: polymeerikalvolla liimattu kangas on käytännössä tuhoutumaton, se on turvallinen, koska se ei murene. On käytännössä mahdotonta rikkoa kahta 10 mm paksuista silikaattilasia kalvokerroksella vasaralla. Triplexiä käytetään läpinäkyvien siltojen valmistukseen, rakennusten julkisivujen verhoiluun, uima- altaan aitauksiin jne.

Ominaisuudet

Silikaattipohjaisten materiaalien käyttö löytää paikkansa rakentamisessa. Niitä ei käytetä vain ikkunoiden valmistukseen, vaan myös lisäsuojana ja sideaineena. Perustuslohkot on siis käsitelty nestemäisellä lasilla, mikä tekee niistä kestäviä kosteutta, sieniä, lämpötilan vaihteluita jne. vastaan.

Kaarevaa läpikuultavaa tai mattapintaista materiaalia käytetään jokapäiväisessä elämässä, siitä valmistetaan kalusteovia, suihkukaappeja, rakennusten julkisivuja ja niin edelleen.

Silikaattilasilla on seuraavat ominaisuudet:

• Läpinäkyvyys.
• Heijastava.
• Kestävä.
• Lämmönkestävä.
• Kestää aggressiivisia kemiallisia ympäristöjä.
• Kestää luonnollisia aggressiivisia ympäristöjä.
• Kestävyys.
• Matala lämmönjohtavuus.

Kovettuminen antaa materiaalille lisäominaisuuksia, kuten kestävyyttä rasitukselle ja mekaanisille vaurioille. Prosessin ydin on nopea lämmitys ja sama nopea jäähdytys lyhyessä ajassa. Vahvuus kasvaa 4-5 kertaa. Siitä valmistetaan kellon lasia, ovilehtiä, huonekaluja, väliseiniä.

Tuotteiden valmistus

Silikaattilasi- ja taloustavarat valmistetaan useilla päätavoilla:

• Painataan. Viskoosi massa kaadetaan kiinteään muottiin, jonka jälkeen tietyt parametrit asetetaan muotin liikkuvalla osalla (punch). Sisäpinnan muotissa voi olla kuvio, joka siirtyy tuotteen ulkoosaan meistoprosessin aikana.
• Päjähtää. Eroaa mekaanisesti ja manuaalisesti. Tuotteen seinämän paksuus vaihtelee 1 mm - 10 mm. Maljakot, pullot, viinilasit, lasit valmistetaan tällä tavalla. Käsipuhallus on taidetta. Mestarilasipuh altajat luovat ainutlaatuisia teoksia yhdistämällä läpinäkyviä ja värillisiä massoja, kuten metallia, luonnon raaka-aineita, kultaa ja niin edelleen teoksen rungossa. Ei ole olemassa identtisiä käsinpuhallettuja tuotteita.
• Casting. Sitä käytetään pääasiassa hahmojen, hahmojen valmistukseen. Teollisuudessa, valamalla, optinenlasi.
• Monivaiheinen artikulaatio. Käytetään kahdella tekniikalla valmistettuja osia: puhallus ja puristus. Esimerkiksi lasisäiliö puhalletaan ja vartta painetaan, valmiit osat liitetään yhteen.

Koristeellinen hoito

Silikaattilasi on hedelmällinen materiaali monenlaiseen sisustukseen. Tee ero kuuman ja kylmän suunnittelun välillä.

Lämpimiä ruokia ovat:

• Väritys irtotavarana metallioksideilla.
• Eriväristen massojen sekoittaminen edelleen muotoilulla (venetsialainen lasi tahroilla).
• Rätiö. Massa valetaan tuotteeksi, jäähdytetään jyrkästi, minkä seurauksena pintahalkeamia syntyy, ja tuote sulatetaan sen kiinnittämiseksi.
• Fusing.
• Narujen, kierteiden kuumamuovaus ja lisäaine tuotteeseen.
• Lisäreunamuodon muodostuminen puhalluksen aikana. Saavutettu työkaluilla.

Kylmät sisustusmuodot:

• Mekaaninen: hionta, kaiverrus, timanttileikkaus, hiekkapuhallus.
• Kemiallinen: etsaus fluorivetyhapolla.
• Käytetty: maalaus, tarran piirtäminen, silkkipainatus, metallointi, plasmaruiskutus, maalaus kiiltomaaleilla.

Muut lasityypit

Nykyaikaiset tekniikat ovat mahdollistaneet silikaattilasin lisäominaisuuksien antamisen. Näistä kiinnostavimmat ja halutuimmat ovat:

Älykäs lasi: muuttuva materiaalityyppiniiden ominaisuudet ulkoisten olosuhteiden vaikutuksesta. Esimerkiksi sähkövirran vaikutuksesta tuote himmenee, kun virtapiiri katkaistaan, se palaa läpinäkyvään tilaan.

Lasikuitu (lasikuitu): saadaan vetämällä materiaalia ohuiksi (mikroneina mitattuiksi) langoiksi. Ne luovat melko joustavan materiaalin. Käytetään kuituoptiikan, eristysmateriaalien jne.

Kirkastettu lasi: tavallisella silikaattilasilla on vihertävä tai harmahtava sävy, joka näkyy selvästi leikkauksen läpi katsottuna. Seurauksena on, että kangas on hieman värillinen. Tämän vaikutuksen välttämiseksi valmistusprosessin aikana lisätään kirkasteita ei-toivotun värin neutraloimiseksi. Se eroaa tavallisesta materiaalista lisääntyneessä valonläpäisyssä, värien siirtymisessä ilman värinmuutosta.