Ная работа «Производство стекла в России»

Реферат
Содержание скрыть

Существует старинная легенда. Спасаясь от бури, богатый купеческий корабль укрылся в бухте. Мореплавателям хотелось обогреться, приготовить еду. Как на грех, берега бухты оказались песчаными и не нашлось даже нескольких камней для очага. Кто-то предложил принести с борта корабля несколько кусков соды (именно с этим грузом шло судно).

Очаг был сложен, костер разведен. Плотно поужинав, купцы уснули. Когда же утром они вновь собрались вокруг импровизированного очага, их ожидал сюрприз. На месте вчерашнего костра они нашли несколько гладких блестящих пластин, через которые можно было смутно видеть свет. Согласно легенде именно так, совершенно случайно было изобретено вещество, которое мы называем стеклом. Конечно, первое стекло было совсем не похоже на то, что мы привыкли видеть в оконных рамах.

Нам трудно представить себе жизнь без стекла — без легкой, словно невесомой современной архитектуры «из стекла и стали», без такой привычной стеклянной посуды — от обыденных стаканов до уникальных авторских изделий, без разнообразных светильников, экранов телевизоров и т. д. А ведь было время (по историческим меркам совсем недавнее), когда окна из небольших стеклышек мог себе позволить только очень богатый человек. Остальные обходились слюдой, бумагой, бычьим пузырем. Как же темно было в тех домах!

В наше время возрастает интерес к различным видам стекол. Во многом расширился спектр его применения. Что же позволяет стеклу оставаться конкурентоспособным на протяжении многих веков? Каков состав стекол? И каковы его физико-химические свойства: на эти вопросы я попыталась найти ответ в своей реферативной работе.

  1. История открытия стекла.

Стекло сопутствует человеку на всех этапах истории его развития. Начало стеклоделия теряется в глубине веков и, постоянно развиваясь, продолжается до наших дней. Однако, как это ни странно, в современной науке не существует ни единой теории строения стекла, ни единой теории его происхождения. Излагаются лишь наиболее распространенные предположения.

Наиболее ранняя теория происхождения стекла предложена Плинием Старшим (79 г. н.э.).

«Существует предание, — пишет Плиний, — будто бы к устью реки пристал корабль торговцев содой. Рассеявшись по берегу, они готовили обед, и поскольку не оказалось камней, чтобы подставить под котелки, они подложили куски соды; когда эти последние разогрелись и смешались с береговым песком, тогда потекли ручьи новой жидкости, что и явилось началом стекла». В более поздние времена не раз предпринимались попытки воспроизвести этот опыт, но они оказались безуспешными. Так, «теория» Плиния — всего лишь легенда.

18 стр., 8578 слов

Производство стекла реферат по химии 9 класс

... основе одной из исторических версий происхождения технологии). Кварцевое стекло характеризуется весьма малым коэффициентом температурного ... очень высоких температурах многие неорганические вещества существуют в виде газа. В газе частицы ... путями:вещество кристаллизуется либо застывает в виде стекла. По первому пути могут следовать почти все ... свойств возможен лишь в частных случаях. На свойства первой ...

Есть теория, что рукотворное стекло было изобретено случайно, как побочный продукт других ремесел. В те времена обжиг глиняных изделий происходил в обычных ямах, вырытых в песке, а топливом служила солома или тростник. Образующаяся при сгорании зола, то есть щелочь, при высокой температуре в контакте с песком давала стекловидную массу. Некоторые считают стекло побочным продуктом выплавления меди.

Самым древним из найденных на сегодня изделий из рукотворного стекла считается светло-зеленая бусинка размером 9•5,5 мм, обнаруженная в окрестностях города Фивы – датируется 35 в. до н.э.

Но задолго до этого людям было известно так называемое природное стекло — материал, возникший в результате оплавления скальной породы при извержении вулкана (обсидиан), ударе молнии или метеорита (тектит).

Самая распространенная его разновидность — обсидиан, природное вулканическое стекло, из которого древний человек изготавливал разнообразные орудия.

Но и в более поздний период развития человечества обсидиан не был забыт, о чем говорит факт нахождения многочисленных обсидиановых изделий на территории Египта.

Иногда считают, что природные стекла — обсидианы и тектиты — натолкнули человека на создание их искусственных аналогов.

Так или иначе, начало древнего стеклоделия восходит к середине Ш тысячелетия до н.э. и связано с цивилизациями в долинах Нила, Тигра и Евфрата, островом Крит и отдельными народами, например, финикийцами. В Египте производство стекла достигло расцвета ко времени ХУШ династии (1560-1350 г.г. до н.э.), когда центром стеклоделия стал город Фивы. От этой эпохи до нас дошли стеклянный кувшин, и бусина с именем фараона Тутмоса Ш. Бусы являются древнейшими предметами, целиком сделанными из стекла. Такие бусы носили представители царствующего дома, и они являлись не столько украшениями, сколько амулетами. Это были предметы роскоши, доступные только очень влиятельным и состоятельным людям.

До нас дошли три вазы тех времен, на которых стоит имя фараона Тутмозиса (Тутмоса) III (1594 — 1450 гг. до н.э.), который привел стекольщиков в Египет как военнопленных после удачной кампании в Азии.

Археологам удалось обнаружить и остатки древних стекольных мастерских на восточном берегу Нила, работавших примерно 3400 лет назад. Там сохранились тигли для варки стекла, по форме напоминающие маленькие бочки высотой 40 см и диаметром 27 см в широких местах и 23 см — в узких.

Позже стекло начали производить в Микенах (Греция), Китае и Индии. С Х века до н.э. можно говорить о производстве стекла на Дальнем Востоке. А с IX века до н.э. центром стеклоделия стала Александрия, откуда оно распространилось в Рим.

Древние стеклянные изделия обычно были окрашены в зеленоватый или коричневатый цвет из-за примесей к стеклу. Особенно дорого ценились изделия из бесцветного стекла. Известно, что римский император Нерон (37-68 н.н. н.э.) заплатил за две чаши из бесцветного стекла золотом, превышающим их вес. Из цветных стекол научились изготавливать подделки под драгоценные камни. Эти подделки ценились наравне с драгоценностями из природных камней. Известно, что с древних времен камням-самоцветам приписывались чудодейственные свойства, которые помогают их обладателям. Так, считалось, что сапфир придает ясность мыслям и излечивает проказу; смарагд (изумруд) отгоняет дурные сны, отводит черные мысли и успокаивает сердце; бирюза приносит счастье в любви; аметист смягчает злобу, обуздывает ветер и предохраняет от опьянения; бериллий — добрый спутник странников и излечивает бельма; гранат или антракс дает носящему его власть над людьми и будит любовные страсти: яшма исцеляет все болезни и так далее. Эти же свойства приписывались и цветным стеклам. Уже в древнем Египте умели изготавливать цветные бусы в подражание многим драгоценным камням. Прекрасные образцы стеклянных скарабеев (египетских священных жуков) хранятся в московском Музее изящных искусств имени Пушкина.

54 стр., 26621 слов

Технология производства листового стекла

... стекол в быту Изучение историю развития стеклоделия в Кыргызстане, России и мире. Изучение разновидности стекла. Изучение технологии изготовления различных видов стекла. Изучение различные свойства и характеристики стекла. ... стопроцентныминостранным капиталом,производственной мощностью 18 млн. кв. м. стекла в год. За период ремонтно-восстановительных работ 2000-02 гг, проведенных немецкой компанией « ...

Большой переворот в стеклоделии произвело открытие метода выдувания стекла. Это произошло в период между 27 г. до н.э. и 14 г. н.э. Нововведение приписывается сирийским мастерам, жившим в районе Вавилона. Для выдувания стекла применялась тонкая металлическая трубка, мало изменившаяся с тех пор. Этот метод позволил существенно разнообразить формы стеклянных сосудов.

В 1 веке н.э. стеклоделие проникло из Египта в Италию и затем распространилось по всей Римской империи. Рим становится крупнейшим центром стеклоделия, возникают многочисленные мастерские в Испании, Галлии (современная Франция), Южной Британии, Германии и по северному побережью Черного моря на территории современной Украины.

В последнем веке до н.э. стеклоделие интенсивно развивалось в Римской империи. Именно римляне начали использовать стекло в архитектурных целях, особенно после открытия прозрачного стекла путем введения в стекломассу оксида марганца (около 1 века до н.э. в Александрии).

На рубеже старой и новой эры в Риме появились первые стеклянные окна. И хотя тогда они отличались плохими оптическими свойствами, они считались признаком роскоши. Цицерон говорил: «Беден тот, чье жилище не украшено стеклом».

С падением Западной Римской империи (476 г.) и возникновением на ее развалинах варварских Германских государств, стеклоделие в Западной Европе приходит в упадок, а его центр перемещается в новую столицу мира Константинополь.

Основав новую столицу в Византии, римский император Константин очень заботился об ее украшении и переселил туда ремесленников и художников из Рима, привлекая их различными льготами. Многие категории ремесленников, и стеклоделы (зеркальщики, мозаичники) в их числе, были освобождены от податей. Константинополь сохранял свое первенствующее положение в стеклоделии на протяжении многих веков.

Особенно широко известна византийская цветная мозаика, которой украшены многочисленные церкви Италии и Греции. Эту мозаику называли просто «греческим стеклом»

2. Состав и свойства стекла

Стеклом называются все аморфные тела, получаемые путем переохлаждения расплава независимо от химического состава и температурной области затвердения и обладающие в результате постепенного увеличения вязкости механическими свойствами твердых тел, причем процесс перехода из жидкого состояния в стеклообразное должен быть обратимым».

21 стр., 10429 слов

Строительные материалы (лекции за 2-й курс)

... глинистый сланец, мрамор, кварцит. Классификация и основные виды природных каменных материалов. Природные каменные материалы и изделия получают путём обработки горных пород. По способу ... химически агрессивной среды, вызывающие в них обменные реакции приводящие к разрушению материалов, изменению своих первоначальных свойств: растворимость, коррозионная стойкость, стойкость против гниения, твердение. ...

Стекло — считают техническим термином в отличие от научного термина «стеклообразное состояние». В стекле могут оказаться пузыри, мелкие кристаллики. В материале из стеклообразного вещества, может быть даже специально образовано очень большое число мельчайших кристалликов, делающих материал непрозрачным или придающих ему иную окраску. Такой материал называют «молочным» стеклом, окрашенным стеклом и т.д.

 состав и свойства стекла 1 Главное свойство всякого стекла заключается в том, что оно переходит из жидкого в твердое состояние не скачком, а загустевает по мере остывания постепенно вплоть до полного затвердевания. Стекло аморфное вещество. Аморфные вещества отличаются от кристаллических тем, что атомы в них не образуют кристаллической решетки. Однако известная упорядоченность расположения атомов существует и в стеклах. Для плавленого кварца и силикатных стекол остаются в силе общие законы кристаллохимии силикатов; каждый атом кремния в них тетраэдрически окружен четырьмя атомами кислорода, но эти тетраэдры сочетаются друг с другом беспорядочно, образуя непрерывную пространственную сетку, в пустотах которой тоже беспорядочно располагаются ионы металлов. Благодаря этому один «микроучасток» стекольной массы отличен по атомному строению от другого, соседствующего с ним.

Этим и объясняется отсутствие у стекла постоянной точки плавления, постепенность перехода его из твердого в жидкое состояние и обратно.

Стекло и другие вещества, находящиеся в стеклообразном состоянии, обладают следующими свойствами:

1.отсутствием строго определённой температуры плавления (стекло постепенно размягчается и достаточно плавно переходит в жидкое состояние).

2. изотропностью (свойства стекла в отличие от кристаллических веществ, например горного хрусталя, одинаковы во всех направлениях).

3. отсутствием спайности (при раскалывании стекло образует так называемый раковистый излом).

Для стекла характерно наличие аномального интервала, то есть такого интервала температур, в пределах которого свойства стекла резко меняются.

В состав стекла входят следующие основные компоненты: кремнезём, силикаты натрия, калия и кальция. Силикаты частично или полностью заменяются в различных специальных сортах стекла силикатами цинка, бария, магния, свинца. В качестве кислотного компонента в стекло добавляется борный ангидрид B 2 O 3 . Обычно состав стекла выражается содержанием оксидов, которые в виде силикатов образуют массу стекла. Кремнезём является основной составной частью стекла. Его содержание в стекле колеблется от 60% до 80%.

В состав строительного (оконного стекла) кроме кремнезёма входит оксид натрия Na, Общая формула строительного стекла — Na, Химическое калиевое стекло имеет формулу K, Хрусталь и оптическое стекло содержат значительное количество оксида свинца PbO, Общая формула хрусталя — K, Кварцевое стекло можно рассматривать как полимер — (SiO, Обычное бутылочное стекло содержит оксид алюминия Al, При введении оксида кобальта(II

В состав различных марок лабораторного стекла, применяемого в стеклодувном деле, кроме оксидов натрия и кальция входят оксиды калия K 2 O , магния MgO , алюминия Al 2 O 3 . В некоторые стекла входят оксиды цинка ZnO , свинца PbO , бария BaO и циркония ZrO 2 .

13 стр., 6383 слов

Состав, технология получения стекла

... на: вязкость, электропроводность, скорость диффузии ионов, диэлектрические потери, химическая стойкость, светопропускание, твердость, поверхностное натяжение. 1. Свойства стекла Область применения стекол ... стекла характеризует температуру, при которой стекло (стеклоизделие) начинает деформироваться. Она играет существенную роль при производстве стекла. Например, температуру отжига стекла ...

Физические свойства стекла.

При детальном исследовании стекла изучаются, в зависимости от технических условий, следующие его физико-химические свойства:

Вязкость (внутреннее трение)

Вязкость или точнее коэффициент внутреннего трения называется способностью жидкостей и газов под действием внешних сил оказывать сопротивление перемещения одного слоя жидкости относительно другого слоя.

Динамическая вязкость- это сила внутреннего трения, препятствующая перемещения одного слоя жидкости, площадью 1м2 и толщиной в 1м относительно другого такого же слоя со скоростью в 1м/с.

Коэффициент внутреннего трения имеет размерность Па/ c, Температура, при которой вязкость стекла приближается к 1012 Па/c

В стеклодувной практике чаще всего пользуются термином температура размягчения стекла, подразумевая под ней температуру, при которой стекло приобретает заметную текучесть. Эта температура не является строго определённой, она выше температуры отжига.

Вязкость стекла зависит от его состава. У некоторых стекол она меняется с температурой плавно в широком интервале температур (такие стекла называют длинными), у других сортов вязкость меняется довольно резко в узком интервале температур (такие стекла называются короткими) самым коротким стеклом является кварцевое.

Поверхностное натяжение

Поверхность жидкости или расплава стремится сократиться под действием сил поверхностного натяжения, которые определяются неуравновешенностью сил молекулярного притяжения в любой точке поверхностного слоя. Количественной мерой поверхностного натяжения является работа, которую необходимо затратить, чтобы увеличить поверхность на 1м². Единица поверхностного натяжения- Н/м.

Под влиянием поверхностного натяжения любая поверхность стремиться сократиться. Этим объясняется то, что жидкость ли расплав, в небольшой массе принимает форме шара, т.е. тела, у которого при наибольшем объеме наименьшая поверхность.

12 стр., 5629 слов

Измерение динамической вязкости жидкостей и газов

... неочищенного воздуха. Хотя известно, что эти параметры оказывают большое влияние на величину вязкости газов. В установках для точных измерений воздух перед поступлением в капилляр осушают различными, ... чаще всего химическими осушителями. Важно также помнить, что вязкость газов в большой степени зависит от их температуры, что также предусмотрено в лабораторных ...

Поверхностное натяжение стекла в расплавленном состоянии при температуре 1100 град. Колеблется в пределах 1.10-1.10 (Н/м).

Оно значительно отличается от поверхностного натяжения воды при обычной температуре. Вследствие большого поверхностного натяжения стекло легко оплавляется, «осаживается» и «перемещается». Только благодаря значительной вязкости и поверхностному натяжения стекло можно формовать, придавая ему ту или иную форму.

Плотность.

Плотность- отношение массы тела его объему. Плотность стекла колеблется в пределах 2,2-7,0 г/см³ в зависимости от состава. Чем больше в составе стекла оксидов тяжелых металлов РbO , BaO , тем больше плотность.

Твердость.

Для характеристики твёрдости можно использовать сопротивление, которое оказывает материал вдавливанию индикатора (твёрдого конуса или шарика) или относительную шкалу Мооса, где материал расположен в виде ряда, в котором каждый более твёрдый материал царапает другой, менее твёрдый. За единицу твёрдости по шкале взята твёрдость наиболее мягких материалов – талька и графита (твёрдость равна 1).

Наиболее твёрдый материал- алмаз (его твердость равно10) , твёрдость корунда AL 2 O 3 равна 9. Твердость стекла колеблется от 5 до 6.5. Наиболее твёрдые стекла — это «Пирекс» и кварцевое. С увеличением содержания щелочных оксидов твердость стекол снижается.

Прочность.

Прочность стекла определяется его сопротивлением разрушению. Количественной характеристикой прочности является усилие, необходимое для разрушения образца стекла. Определяют предел прочности при сжатии, растяжении и изгибе. При закалке прочность стекла увеличивается в 5 — 6 раз, правда, после этой процедуры никакой обработке подвергаться изделие уже не может. Закаленное стекло обретает прочность и становится незаменимым там, где вероятно большая нагрузка.

Хрупкость.

Хрупкость материала определяется заметным отсутствием пластической деформации при разрушении под действием внешних сил. Стекло наряду с алмазом и кварцем относится к идеально хрупким материалам, что ограничивает его техническое применение. Поскольку хрупкость четче всего проявляется при ударе, её характеризуют прочностью на удар.

Прочность стекла на удар зависит от удельной вязкости.

( удельная ударная вязкость) для определения ударной вязкости образец стекла в виде балочки размером 120·25·6 мм устанавливают на две опоры маятникового копра и ударом медведки маятника разрушают.

Минимальное усилие, вызывающее разрушение, фиксируется как предел прочности при ударном изгибе. Эта величина колеблется для стекла в пределах 0.0012-0.001 МПа.

Термическая устойчивость.

Термической устойчивостью называется способность стекла без разрушения выдерживать резкие колебания температуры. Максимальная разность температур, которую может выдержать стекло, не растрескиваясь, является мерой термической устойчивости. При практическом определении термической устойчивости стеклянных палочки длиной 30 и диаметром 4 мм последовательно нагревают до определенной все увеличивающейся температуры, а затем быстро охлаждают, опуская в воду с температурой 20 ºС. Нагревание и охлаждение производят до тех пор, пока образцы не треснут. Наивысшую температуру перепада, при которой образец ещё не трескается, записывают. Разность, между этой температурой и температурой воды 20 ºС и будет термической устойчивостью.

4 стр., 1580 слов

Металлические стекла и их свойства

... полях, вследствие чего их механические характеристики меняются. Физические свойства металлических стекол (высокая прочность в сочетании с пластичностью, высокая твердость, коррозионная стойкость, стойкость ... снятия внутренних напряжений. Электропластический эффект линейно зависит от плотности тока, наиболее выражен при импульсном токе, а при переменном токе отсутствует. Целесообразность ...

Теплопроводность

Теплопроводностью или коэффициентом теплопроводности называется количество теплоты, переносимое на определенное расстояние через единицу поверхности сечения за единицу времени при разности температуры в один градус. Стекло имеет сравнительно низкую теплопроводность, медленно остывает, что позволяет выдувать из него различные изделия.

Химическая стойкость.

Она имеет большое значение при выборе стекла для производства химической посуды. Химической стойкостью стекла называют его способность противостоять разрушающему действию агрессивных сред — воды, кислот, щелочей. Слабее всего противостоит стекло действию воды и щелочей. Увеличение в стекле содержания щелочных оксидов уменьшает химическую стойкость стекла.

Добавки оксидов свинца, цинка, циркония, магния, бария, борного ангидрида повышает химическую стойкость стекла. Особенно сильно увеличивает химическую стойкость стекла добавления диоксида циркония. Плавиковая или фтороводородная кислота разрушает стекло, так как происходит химическое взаимодействие.

Высокая прозрачность.

Высокая прозрачность стекол сделала их незаменимыми для остекления зданий, зеркал и оптических приборов, включая лазерные, телевизионной, кино- и фототехники и т.д. Для строительного листового стекла, оконного, витринного стекла необходимо учитывать, что коэффициент светопропускания прямо зависит от отражающей способности поверхностного стекла и его поглощающей способности. Теоретически даже идеальное, не поглощающее свет стекло не может пропускать света более 92%.

Оптические свойства, Внутреннее трение.

Стеклообразные системы, обладают способностью поглощать механические, в частности, звуковые и ультразвуковые колебания. Затухание колебаний зависит от состава неоднородностей в стекле.

Армированное стекло имеет в структуре металлическую сетку, помещаемую на стадии производства. Его основным качеством является безопасность и огнестойкость. Если при пожаре армированное стекло трескается, армирующая сетка удержит его на себе, предотвратив распространение огня. Осколки армированного стекла не выпадут даже при условии образования нескольких разломов. Если армированное стекло испытывает механическое повреждение, оно не дробится на мелкие осколки и не рассказывается на несколько частей Армированное стекло применяется при остеклении заводских цехов, фасадов, окон, фонарей, а также в тех случаях, когда особенно важно предотвратить выпадение осколков при разрушении остекления (см. приложение 1)

Солнцезащитные стекла. Такие стекла получают введением в стекломассу при производстве специальных добавок или же нанесением на поверхность стекла слоя, препятствующего проникновению большей части теплового спектра излучения солнца. Применяется для остекления окон, а также солнцезащитных устройств — козырьков, вертикальных экранов и т.д. Наиболее уместно применение в зданиях с активным использованием кондиционеров. Солнцезащитные стекла либо отражают, либо поглощают излучение. Такие стекла пропускают 65-75 % света, а инфракрасных лучей — всего 30-35 %, причем их способность пропускать и поглощать лучи (при едином химическом составе) зависит от толщины листа. При высоком коэффициенте поглощения света темные теплопоглощающие стекла могут сильно нагреваться (на 50-70º выше окружающей среды), поэтому их не рекомендуется использовать в наружном остеклении. Их также нежелательно подвергать неравномерному нагреву или охлаждению (см. приложение 1)

15 стр., 7304 слов

Технология производства и потребительские свойства стекла листового

... цели работы были поставлены следующие задачи: изучить применение, потребительские свойства, классификацию стекла армированного листового; изучить технологию производства стекла армированного листового; изучить основные стандарты на стекло армированное листовое. Изделия из листового стекла ...

Второй вид стекол, которые призваны защищать от солнца, с прозрачными для видимых лучей спектра тонкими окиснометаллическими, керамическими или полимерными покрытиями. Покрытия эти наносят на одну из поверхностей обычного бесцветного стекла. Такие стекла тоже поглощают часть инфракрасного солнечного излучения, но нагреваются значительно меньше, а их светотехнические характеристики мало зависят от толщины листа. Благодаря солнцезащитным стеклам летом в помещении не так жарко, контрастность и яркость освещаемых предметов меньше. В результате снижается утомляемость глаз, люди меньше устают. Однако от прямых солнечных лучей такие стекла не защищают (яркость солнечного диска остается слишком высокой), так что от жалюзи или штор отказываться не надо. Приобретая солнцезащитное стекло, учитывается искажение цветов, просматриваемых через него предметов, оно должно быть минимальным.

Закаленное стекло более стойкое, чем армированное, и в 10 раз прочнее обычного. «Закаливающие процедуры» проводят таким образом: горячее стекло сразу после изготовления быстро остужают холодным воздухом. В результате ему не страшны ни мороз, ни жара. Если по закаленному стеклу хорошенько двинуть, оно рассыплется на множество стеклянных осколков-крошек. Но так как нет острых краев, они практически безопасны. Видели, наверное, россыпи стеклянной крошки на месте автомобильной аварии? Так вот, именно закаленные стекла применяют для «остекления» автомобилей, автобусов и прочего транспорта, входных дверей и перегородок. Неострые осколки получаются, как говорят специалисты, «за счет снятия термических напряжений внутри стекла»(см. приложение 1)

Но самое надежное и безопасное стекло все-таки триплекс. Технология его изготовления примерно следующая. Между двумя листами стекла укладывают полимерную пленку и помещают в автоклав. Пленка сделана из эластичного материала — бутафоля. При температуре выше 100º пленка полимеризуется и, как клей, соединяет два листа. Прочность триплекса на удар в 12 раз превышает прочность обычного листового стекла». Если некто попытается разбить триплекс, то ему придется нелегко. Но в случае чего осколки не брызнут во все стороны: они повиснут на промежуточной пленке, не причинив вреда. Если пленка цветная, то триплекс получается цветной. Кроме того, такая пленка поглощает тепло или свет. Смотрится такое многослойное стекло как монолит. Также триплекс поглощает звук.

Теплосберегающие стекла используются в основном при производстве стеклопакетов. Утечка тепла через оконные проемы в помещениях составляет в среднем 40%, и здесь виной не только плохое утепление рам.

Дело в том, что стекло поглощает тепло комнаты, а затем переизлучает его не только обратно в помещение, но и наружу (см. приложение 1)

Наиболее практичный способ уменьшить излучение во внешнюю среду — не дать теплу проникнуть внутрь стекла, задержать его на поверхности. Для этого достаточно нанести на нее специальное оптическое покрытие, способное как бы отражать обратно в помещение тепловую энергию. Выпускаются стекла как с твердыми покрытиями, так и с мягкими. В отличие от мягкого покрытия, твердые имеют неотъемлемую слабую поверхностную дымку, особенно заметную при ярком освещении. Окно с таким стеклом выглядит как вымытое грязной водой. Такие стекла наиболее часто применяются в современных ПВХ-окнах.

4 стр., 1571 слов

Производство оптического стекла

... производства оптического стекла полиметилметакрилата Виды оптического стекла Оптические стёкла делятся на: Стёкла из неорганических материалов (Неорганическое стекло); Стёкла из органических материалов (Органическое стекло); Стёкла из минералоорганических материалов.(Минералоорганическое стекло) Оптические ... максимально приближенную к форме будущего оптического изделия с небольшим запасом. Также ...

Так называемое оргстекло не относится к стеклу, так как это полимер (полиметилметакрилат), внешне похожее на стекло. Обладая такими техническими характеристиками, как прозрачность, прочность, небольшой вес, устойчивость к различным атмосферным явлениям и химическим реагентам и др., оргстекло успешно используется во многих сферах.

Например: при производстве витрин, аквариумов, светильников, при изготовлении световой рекламы, офисных табличек; при устройстве защитного остекления; при установке перегородок, виражей и т.д.

Стекловолокно (стеклоткань)

Стекловолокно обладает множеством полезных функций, среди которых выделяются следующие: защита от холода/жары (это объясняется способностью волокон прочно удерживать воздух, который обладает отличными теплоизолирующими свойствами и надежно защищает от холода зимой и жары летом); защита от шума (изделия из стекловолокна обладают высокими звукопоглощающими характеристиками, чему способствует строение материала, состоящего из связанных друг с другом волокон, промежутки между которыми заполнены воздухом, что обеспечивает акустический комфорт в помещении); ещё одно важное свойство – экологичность (см. приложение 1)

Технология получения стекла.

Начиная с Х1Х века, производство стекла вышло на новый, промышленный уровень. Этому способствовали многочисленные научные открытия и исследования. Одним из «отцов» стекольной промышленности можно назвать немецкого ученого Отто Шотта (1851 — 1935), изучавшего влияние различных химических элементов на оптические и термические свойства стекла. Другая значительная фигура — Фридрих Симменс, который изобрел новый тип печи, позволивший существенно повысить качество изготовляемого стекла.

В 1910 году французский ученый Эдуард Бенедиктус изобрел способ производства особо прочного пуленепробиваемого стекла путем помещения специальной полимерной пленки между двух листов стекла. Такое стекло, известное как ламинированное, Бенедиктус запатентовал под названием «Триплекс».

Истинный переворот в стекольной индустрии совершил бельгиец Фурко, в 1905 году начавший вертикально вытягивать из печи непрерывное стеклянное «полотно» постоянной ширины. Его технология получила развитие в 1914 году. В конце Первой мировой войны другой бельгиец, Эмиль Бишеруа разработал технологический процесс, при котором стекло вытягивается из печи между двух роликов. Подобно методу Фурко, этот способ делал последующую полировку стекла более легкой и экономичной.

На сегодняшний день в Европе метод Фурко практически не применяется, его вытеснил более совершенный Флоат — метод.

Флоат-метод

Преимуществами этого метода по сравнению со всеми предыдущими является:

стабильная толщина стекла

высокое качество поверхности стекла, не требующее дальнейшей полировки

отсутствие оптических дефектов в стекле

высокая производительность.

С развитием современных технологий появились полностью автоматизированные предприятия, выпускающие бутылки и стаканы, вазы и флаконы, оконное и защитное стекло, стеклянные полые кирпичи и стеклянную черепицу, стеклянное волокно и изоляцию и множество других полезных изделий. На основе стекла были разработана совершенно новые материалы с уникальными свойствами, которые используются в медицине, электронике и даже космических областях.

5. Стеклоделие в России.

Развитие стеклоделия в России прошло тернистый путь. Иностранцы называли древнюю Русь страной городов, поражались развитию ремесел и искусств, говорили о Киеве как о сопернике Константинополя.

Стеклоделие в России развилось в IX — Х вв., т. е. намного раньше, чем в Америке (XVII в.) и ранее, чем во многих других странах Западной Европы (Англии, Швеции, Венеции, Богемии, Лотарингии, Нормандии и др.).

В Х-Х I

Делали также и «оконничные круги» — круглые стекла для окон, изготовлявшиеся отливкой расплава стекла на металлическую плиту. На Руси в ХI -ХШ веках употреблялось толстостенное оконное стекло только круглой формы. В источниках того времени не зря употребляется слово «оконце», его диаметр не превышал 20 — 30 сантиметров. Во многом отсюда — из возможностей тогдашней технологии — и пошла традиция использовать в русской архитектуре круглые и полукруглые окна.

Такие же мастерские были в Новгороде, Рязани, Чернигове и многих других городах. Стеклянные украшения были относительно дешевы, их носили женщины и дети, надев по несколько разноцветных — гладких и витых — браслетов на одну руку.

На Руси в Киеве, в слоях XI—XIII

в XVII

В 1668 году была начата постройка «казенного» (государственного) завода в селе Измайлово под Москвой (сейчас московский район Измайлово).

Этот завод работал уже и на экспорт.

В Персию вывозилась «посуда Измайловского дела» — кувшины, сулеи (графины), бокалы. На Измайловском заводе мастерами были «венецийцы».

Общий промышленный подъем, начавшийся в царствование Петра I, захватил и стекольное дело. Развитие стекольного производства было вызвано большим спросом на стеклянные изделия — оконное стекло, зеркала, посуду, который не могли удовлетворить существовавшие еще в XVII веке в Московской Руси старые стекольные заводы (Духанннский, Измайловский, Черноголовский) и стремлением отказаться от дорогостоящего ввоза заграничного стекла.

Петр Первый покровительствовал развитию стеклоделия: отменил пошлины на изделия, приглашал немецких мастеров, посылал русских учиться за границу.

Важнейшую роль в дальнейшем развитии стеклоделия в России сыграл государственный стекольный завод, заложенный Петром I в первые годы 18 века на Воробьевых горах под Москвой и к середине 18 в. вместе с Ямбургскими заводами переведённый в Петербург. Завод этот стал образцом для всех других стекольных предприятий страны, подлинной школой для русских мастеров стекольного дела и лабораторией освоения новой техники. В его работе принимали в разное время участие видные русские специалисты в области искусства, науки и техники, в их числе М.В. Ломоносов, Т. де Томон, К. И. Росси, А. Н. Воронихин, В.П.Стасов, И. П.Кулибин. Русские рабочие-выдающиеся мастера стекольного дела создавали на этом заводе замечательные произведения искусства, изумлявшие всю Европу и хранящиеся сейчас во дворцах и музеях.

В 1720 году был издан указ «Об учреждении зеркальных заводов в Киеве». В царствование Елизаветы (1741-61 г.г.) только около Москвы существовало уже шесть стекольных заводов.

К этому времени уже успели проявиться и их отрицательные стороны: истребление лесов в окрестностях и загрязнение воды. Поэтому был издан «Указ о нестроении около Москвы вновь винных и стекольных заводов, к которым коммуникации водяной нет, и о покупке и заготовлении на таковые заводы лесу и дров из дальних, а не близких мест».

Через несколько лет появились новые указы о закрытии стекольных заводов в окрестностях Москвы и Санкт — Петербурга и запрещении строить их ближе 200 верст от больших городов.

Замечательные открытия в области создания цветных стекол и смальт связаны с деятельностью великого русского ученого М. В. Ломоносова. В 1748 он организовал при Петербургской академии наук лабораторию, в которой проводил опыты с окрашиванием стекла, лично варил смальту, разработав палитру цветной стеклянной мозаики. М. В. Ломоносов провел фундаментальные научные исследования по химии стекла. Научные работы Ломоносова по цветному стеклу оказали значительное влияние на русское художественное стеклоделие. Заводы, выпускавшие ранее, кроме белого, лишь зеленое и синее стекло, после Ломоносова начали выпускать многоцветную, красочную продукцию.

М.В. Ломоносов начал работать как технолог по стеклу и художник-мозаист в 1740-е годы. Ученый мечтал о возрождении мозаик, предназначенных, по его словам «для убранства огромных публичных строений», образцы которых он видел в храмах Киева и Новгорода XI-XII веков.

Проделав огромную работу, Ломоносов получил монопольное право на производство цветных стекол в России, для чего в 1753 году, недалеко от Петербурга, была заложена Усть — Рудицкая фабрика, конструктором и инженером которой был сам Ломоносов.

Из сваренной здесь смальты Ломоносов сам и по его указаниям ученики выполнили ряд мозаичных произведений, в числе которых грандиозная цветная мозаичная картина «Полтавская баталия» (1762-1764).

Из трех его известных работ особенно интересен портрет Петра I, хранящийся в Эрмитаже.

Его открытия доходят до зарубежных стран. Продукция фабрики, рецепты, сырьевые материалы, красители, печи, машины, станки и инструменты постоянно видоизменялись и совершенствовались. Сначала выпускались только бисер, стеклярус и мозаичные составы (смальта).

Затем появляются различные галантерейные изделия: граненые камни, подвески, броши, запонки. С 1757 г. фабрика выпускает столовые сервизы, туалетные и письменные приборы.

Особое внимание на фабрике уделялось горячей обработке стекла. Конструируя специальные печи и станки, Ломоносов довел производство до высокого технического уровня. Мозаики, изготовленные из усть-рудицких смальт, отличались большими техническими и художественными достоинствами. В Китайском дворце сохранились два стола, а также рамы для барельефов Петра I и Елизаветы Петровны, декоративно оформленные мозаикой из этих смальт.

Вскоре после смерти ученого Усть-Рудицкая фабрика закрылась. Постепенно пришли в ветхость и разрушились постройки, а двухэтажный дом, в котором жил М. В. Ломоносов, сгорел в 1919 году. Сегодня на месте стекольной фабрики стоит памятный обелиск со скромной надписью: «Здесь жил и работал М. В. Ломоносов».

Следует заметить, что практически все известные русские ученые-химики того времени отдали дань исследованию стекла. Академик К.Г.Лаксман (1764 г.) предложил использовать для шихты природный сульфат натрия вместо соды и древесной золы. С.П. Петухов (1898 г.) издал книгу «Стеклоделие».

Д.И. Менделеев является автором теоретических работ по стеклу, впервые сформулировав представление о природе стекла, которое принципиально отличалось от господствовавших в то время («Стекольное производство 1864 г.)

И.П. Кулибин изобрел механизмы для отливки гигантских зеркал, которые надолго обеспечили России первое место в этой отрасли промышленности в ХVIIII Х в.в.

В Х VII

Интересно отметить, что уже в то время на ответственные должности выдвигались наиболее способные рабочие. Их дети определялись студентами в Горный корпус для обучения «химической науке» и во время обучения получали от завода жалованье. При заводе была учреждена школа для «малолетних мастерских детей», где они обучались грамоте и рисованию. Кадры для завода готовили серьезно.

В СССР развернулось строительство крупных механизированных новых стекольных заводов и реконструкция старых заводов. Накануне Великой Отечественной войны стекольная промышленность выдвинулась по объёму производства на 1-е место в Европе. В настоящее время стекольная промышленость является одной из выжнцх отраслей народного хозяйства.

Заключение, Неправо о вещах те думают, Шувалов,, Которые Стекло чтут ниже Минералов,, Приманчивым лучем блистающих в глаза:, Не меньше польза в нем, не меньше в нем краса., Нередко я для той с Парнасских гор спускаюсь;, И ныне от нее на верьх их возвращаюсь,, Пою перед тобой в восторге похвалу, Не камням дорогим, ни злату, но Стеклу.

(M.В. Ломоносов)

Стекло было известно людям с древнейших времен. Уникальные свойства позволяют ему и сейчас оставаться очень востребованным материалом, который люди используют как в повседневной жизни, так и в сложнейших современных устройствах.

Пользуясь привычными вещами, мы редко задумываемся, из чего они изготовлены. У многих людей вызовет удивление, что основа многих вещей – стекло, а точнее стекловолокно.

Детали корпусов автомобилей, пластиковые изделия для спорта и отдыха, стеклопластиковые корпуса судов, конструкционные детали, сантехнические изделия, стеклообои, стеклосетки, другие строительные материалы и изделия, и многое — многое другое.

Современное стекло с его замечательными свойствами и возможностями является одним из самых перспективных конструкционных материалов нового тысячелетия. Из стекла делают окна, мебель, детали интерьера, украшения. Можно с уверенностью сказать: « ХХI век — эра стекла!»

Приложение.1.Различные виды стёкол

Приложение различные виды стёкол 1

Листовое стекло

Листовое стекло 1

Цветное стекло

Цветное стекло 1

Солнцезащитное стекло

Солнцезащитное стекло 1

Солнцезащитное стекло 2

Закалённое стекло, Армированное стекло

Закалённое стекло 1

теплосберегающее стекло

Закалённое стекло 2

стекловолокно

Приложение 2. Изделия из стекла.