Из всех изобретений человека стекло – одно из самых замечательных. Оно обладает достаточной твердостью, чтобы защитить нас, но при этом легко разбивается. Стекло также обладает удивительным свойством быть твердым веществом, пропускающим свет, — этим свойством обладают очень немногие материалы.
Хотя стекло сейчас является частью нашей повседневной жизни, когда-то этот материал был самым ценным и востребованным предметом в доисторические времена. Давайте узнаем больше о том, как этот материал изготавливается и используется в окнах в наших домах.
Из чего сделано стекло?
Стекло изготавливают из кремния, который по сути представляет собой песок, но песок совсем не похож на стекло, так что же делает его прозрачным? В структуре стекла нет пустот, позволяющих рассеивать свет. В результате фотоны, попадающие в стекло, не поглощаются и не отклоняются, создавая прозрачный материал.
В прошлом стекло изготавливали путем нагревания песка до 3090 ° F, превращая его в расплавленную жидкость, из которой затем формовали стеклянные изделия. Когда расплавленный песок остывает, происходит значительная трансформация молекулярной структуры материала. В научных терминах это состояние известно как аморфное твердое вещество, и стекло является одним из лучших его примеров.
Процесс производства стекла, который мы используем сегодня, намного эффективнее того, что мы обсуждали.
Сегодня стекло изготавливают путем смешивания песка с карбонатом натрия понижая температуру плавления кремнезема. Однако этот процесс также делает смесь соды и стекла водорастворимой. Поэтому в смесь часто добавляют известняк или карбонат кальция, чтобы предотвратить растворение стекла и сделать его водонепроницаемым.
Современный процесс производства стекла также включает использование нескольких добавок со смесью кремнезема для придания стеклу различных свойств, таких как прочность, электропроводность, цвет и т.д.
Как производится оконное стекло?
Первая задача – убедиться, что оконное стекло абсолютно плоское. Несовершенства толщины стекла могут вызвать такие проблемы, как плохая оптика или несовместимость с оконными стеклами.
Наиболее распространенным методом, используемым сегодня, является метод флоат-стекла, изобретенный сэром Аластером Пилкингтоном в 1952 году.
При этом методе расплавленное стекло заливается поверх расплавленного олова, образуя плоский слой, который плавает поверх поверхности олова. Стеклянную пластину оставляют остывать до 1112 °F, а затем перемещают на ленточный конвейер. Толщина стекла зависит от скорости конвейера. Чем быстрее конвейер, тем тоньше будет лист стекла.
История оконного стекла
Первое известное использование стекла для окон относится к 680 году нашей эры в Англии. В старых соборах часто были очень тщательно выполненные витражи, многие из них сохранились до наших дней.
Эти памятники показывают нам, что люди в прошлом уже экспериментировали с изготовлением стекла. Одной из заметных личностей среди этих новаторов был Джабир ибн Хайян, персидский химик, который активно экспериментировал с окрашиванием стекла.
Джабир записал свои находки в книге под названием “Китаб ад-Дурра аль-Макнуна” или “Книга скрытой жемчужины”. Однако люди того времени не имели доступа к тому сложному оборудованию, которое есть у нас сейчас. В результате массовое производство оконного стекла было невозможно. Производство оконного стекла в настоящее время в значительной степени автоматизировано, и за последнее столетие его стоимость значительно снизилась.
Типы стекла, используемые в окнах домов
Существует два основных типа оконного стекла, которые различаются в зависимости от основного производственного процесса. Производители используют эти стекла в качестве основы для создания различных разновидностей стеклянных панелей.
Отожженное стекло
Отжиг – это процесс, при котором вы даете стеклу медленно остыть после того, как оно затвердеет и будет извлечено из основы из расплавленного олова. Постепенное охлаждение в контролируемой среде снимает внутренние напряжения внутри стекла, делая его менее подверженным растрескиванию от механических ударов или перепадов температуры.
Закаленное стекло
Закаленное стекло изготавливается путем охлаждения плоских сторон стекла с помощью обдува воздухом. Обдув увеличивает скорость охлаждения внешней поверхности стекла по сравнению с внутренней. В результате процесса на внешней поверхности стекла возникает сила сжатия, которая уравновешивается силами растяжения, возникающими внутри стекла. В результате получается стеклянная панель в 4-5 раз прочнее отожженного стекла. Закаленное стекло также безопаснее. В случае, если стекло разбивается, оно разбивается на мелкие квадратные осколки, а не на длинные острые кусочки.
Прогресс в производстве стекла будет продолжаться
Стекло привлекало нас на протяжении тысячелетий, и оно продолжает привлекать нас сегодня. Хотя когда-то производство и владение этим волшебным материалом было дорогостоящим, сейчас мы овладели искусством изготовления стекла и добились больших успехов в разработке новых типов стекол. Со временем мы продолжим наблюдать улучшения в производственных процессах и типах производимого стекла.
(1 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...
