Proces wytwarzania szkła jest bardzo stary, a dowody archeologiczne sięgają okresu sprzed 2500 lat pne Niegdyś uważane za rzadką i cenną sztukę, wytwarzanie szkła stało się powszechne, a jego produkty są wykorzystywane komercyjnie i w domu jako pojemniki, izolatory, zbrojenie z włókna szklanego. soczewki i sztuka dekoracyjna. Chociaż użyte materiały mogą się różnić, ogólny proces jest taki sam i jest opisany poniżej.
kroki
Metoda 1 z 2: Korzystanie z piekarnika lub pieca
Krok 1. Zdobądź piasek krzemionkowy
Nazywany również piaskiem kwarcowym, jest głównym składnikiem produkcji szkła. Krzemionka bez zanieczyszczeń żelazem jest używana do przezroczystych części, ponieważ metal zmienia kolor szkła na zielonkawy, gdy jest obecny.
- Noś maskę, jeśli masz do czynienia z bardzo drobnym piaskiem, ponieważ wdychany może podrażnić gardło i płuca.
- Piasek krzemionkowy można kupić online i jest bardzo tani, ponieważ małe ilości nie powinny kosztować więcej niż 20 reali. Jeśli chcesz działać na zasadach przemysłowych, możesz uzyskać bardziej konkurencyjne ceny przy dużych zamówieniach, czasami płacąc mniej niż 100 BRL za sztukę. ton.
- Jeśli nie można znaleźć wystarczającej ilości piasku bez zanieczyszczeń żelazowych, ich działanie można zrównoważyć dodając niewielkie ilości dwutlenku manganu. Lub, jeśli chcesz zielonkawą szklankę, zostaw żelazko!
Krok 2. Dodaj węglan sodu i tlenek wapnia do piasku
Soda kalcynowana obniża temperaturę potrzebną do wytworzenia szkła, ale umożliwia przepływ wody przez produkt, więc tlenek wapnia lub wapno dodaje się, aby zneutralizować tę właściwość. Tlenki magnezu lub glinu można również wykorzystać do zwiększenia trwałości szkła. Na ogół dodatki te stanowią nie więcej niż 26 do 30 procent mieszanki.
Krok 3. Dodaj inne pierwiastki chemiczne w zależności od przeznaczenia szkła
Najczęściej stosowanym dodatkiem do szkła dekoracyjnego jest tlenek ołowiu, który nadaje wyrobom kryształowym połysk oraz miękkość niezbędną do ułatwienia cięcia, a także obniża temperaturę topnienia. Soczewki okularowe mogą zawierać tlenek lantanu ze względu na jego właściwości refrakcyjne, podczas gdy żelazo pomaga szkłu pochłaniać ciepło.
Kryształy ołowiu mogą zawierać do 33 procent tlenku ołowiu; jednak im więcej tego, tym większe umiejętności potrzebne do ukształtowania stopionego szkła, więc ci, którzy pracują z tymi kryształami, decydują się na użycie mniejszej ilości tego tlenku
Krok 4. Dodaj chemikalia, aby uzyskać pożądany kolor
Jak wspomniano powyżej, zanieczyszczenia żelazne w piasku kwarcowym powodują, że wykonane z niego szkło jest zielonkawe, dlatego w celu zwiększenia zielonego koloru dodaje się tlenek żelaza, a także tlenek miedzi. Związki siarki dają żółtawy, bursztynowy, brązowawy lub nawet czarny kolor, w zależności od ilości węgla lub żelaza dodanego do mieszaniny.
Krok 5. Umieść piasek w tyglu żaroodpornym
Pojemnik musi wytrzymywać ekstremalnie wysokie temperatury, ponieważ w zależności od dodatków mieszanina może topić się w temperaturach od 1500 do 2500 stopni Celsjusza. Pojemnik powinien być również łatwy do pobrania dzięki metalowym okuciom.
Krok 6. Stopić mieszaninę
Przy wytwarzaniu komercyjnego szkła krzemionkowego stosuje się piec gazowy, podczas gdy specjalne szkła można wytwarzać za pomocą elektrycznego topielnika, pieca lub piekarnika.
Piasek kwarcowy bez dodatków staje się szkłem w temperaturze 2300 stopni Celsjusza. Dodanie sody kalcynowanej obniża wymaganą temperaturę do 1500 stopni Celsjusza
Krok 7. Usuń bąbelki ze stopionego szkła i spraw, aby było gładkie
Oznacza to mieszanie do stałej grubości i dodawanie produktów, takich jak siarczan sodu, chlorek sodu lub tlenek antymonu.
Krok 8. Uformuj stopione szkło
Możesz to zrobić na kilka sposobów:
- Stopione szkło można wlać do formy i pozostawić do ostygnięcia. Ta metoda była stosowana przez Egipcjan i nadal jest sposobem wytwarzania wielu soczewek.
- Na końcu pustej rurki można zebrać dużą ilość materiału, którą następnie obraca się i dmucha. Szkło jest kształtowane przez powietrze, które dostaje się do rury, grawitacyjnie ciągnie materiał i narzędzia używane przez rzemieślnika do pracy z nim.
- Można go wlać do kąpieli ze stopionej cyny jako podpory i przedmuchać azotem pod ciśnieniem, aby go uformować i wypolerować. Szkło wykonane w ten sposób nazywane jest szkłem płaskim i tak od lat 50-tych wykonuje się tafle tego materiału.
Krok 9. Poczekaj, aż szkło ostygnie
Nie zostawiaj go tam, gdzie może być zakłócony lub gdzie może spaść kurz, liście lub woda. Wprowadzenie zimnych materiałów do gorącego szkła może spowodować jego pękanie.
Krok 10. Potraktuj szkło ciepłem, aby je wzmocnić
Proces ten nazywa się wyżarzaniem i usuwa punkty naprężeń, które mogły powstać podczas chłodzenia. Szkło niewyżarzone jest znacznie słabsze. Po zakończeniu tego procesu materiał można powlekać, laminować lub w inny sposób poddawać obróbce w celu zwiększenia wytrzymałości i trwałości.
- Dokładna temperatura wyżarzania może zmieniać się, w zależności od składu szkła, od 399°C do 537,7°C. Szybkość, z jaką materiał musi stygnąć, może się również różnić, przy czym większe części zwykle muszą stygnąć wolniej niż mniejsze. Zbadaj metody wyżarzania przed rozpoczęciem.
- Pokrewnym procesem jest hartowanie, w którym uformowane i polerowane szkło umieszcza się w piecu, nagrzewa do 600 stopni Celsjusza, a następnie szybko chłodzi strumieniami powietrza pod wysokim ciśnieniem. Szkło odprężone pęka na wióry przy 0,29 MPa, natomiast szkło hartowane na małe kawałki przy nie mniej niż 0,48 MPa, a zwykle przy około 1,15 MPa.
Metoda 2 z 2: Używanie węgla do grillowania
Krok 1. Przygotuj piec zastępczy za pomocą grilla na węgiel drzewny
Ta metoda wykorzystuje ciepło generowane przez duży ogień opalany węglem do stopienia piasku krzemionkowego w szkło. Użyte materiały są stosunkowo niedrogie i powszechne - teoretycznie wystarczy szybka wycieczka do sklepu budowlanego, aby zrobić własne szkło. Użyj zwykłego grilla - dobrze sprawdzają się modele "kopułkowe" w standardowym rozmiarze. Kup najgrubszy i najmocniejszy dostępny. Większość grilli ma na dole otwór, który powinien pozostać otwarty.
- Nawet przy bardzo wysokich temperaturach osiąganych tą metodą, stopienie piasku kwarcowego na ruszcie może być trudne. Dodaj niewielką ilość (około 1/3 do 1/4 objętości twojego piasku) węglanu wapnia, wapna i/lub boraksu (tetraboranu sodu) przed rozpoczęciem, ponieważ obniżają one temperaturę topnienia szkła.
- Jeśli masz zamiar dmuchać w szkło, miej pod ręką długą, pustą metalową rurkę. Jeśli zamierzasz umieścić go w formie, najpierw przygotuj formę. Jeśli potrzebujesz formy, która nie pali się ani nie topi pod wpływem ciepła roztopionego szkła, grafit jest dobrym wyborem.
Krok 2. Poznaj niebezpieczeństwa tej metody
Tradycyjny grill do grilla przekroczy jego normalne granice temperatury, tak bardzo, że będzie w stanie stopić sam grill. Jeśli spróbujesz nieostrożnie, może to spowodować poważne obrażenia lub śmierć. Dlatego należy postępować ostrożnie i pozostawić pod ręką dużą ilość piasku lub ziemi lub gaśnicę dopuszczoną do wysokich temperatur, aby w razie potrzeby ugasić pożar.
Krok 3. Podejmij wszelkie możliwe środki ostrożności, aby chronić siebie i swoją własność przed upałem
Wypróbuj tę metodę na zewnętrznej powierzchni betonowej, z dużą ilością miejsca i nie używaj żadnego niezastąpionego sprzętu. Nie zbliżaj się grilla podczas podgrzewania szkła. Należy również nosić jak najwięcej odzieży ochronnej, w tym:
- Odporne rękawice kuchenne
- maska spawacza
- fartuch spawacza
- Odzież odporna na ciepło
Krok 4. Kup odkurzacz z długą rurką
Używając taśmy maskującej lub innej metody, ustaw rurkę pod kątem tak, aby dmuchała bezpośrednio w dolny otwór bez dotykania głównego korpusu grilla. Rurę można przymocować do jednej z nóżek lub kółek kratki. Pozostaw odkurzacz jak najdalej od grilla.
- Upewnij się, że rura jest zabezpieczona i nie będzie się poruszać. Jeśli poluzuje się podczas procesu, nie zbliż się do grilla, jeśli jest zbyt gorący.
- Włącz próżnię, aby przetestować umieszczenie rurki, która powinna wydmuchać prosto do otworu.
Krok 5. Wyłóż wnętrze grilla węglem drzewnym
Użyj więcej niż do przygotowania mięsa: Zadowalające wyniki uzyskano, wypełniając grill prawie po brzegi. Na środku rusztu umieść żeliwny garnek lub tygiel z piaskiem, otoczony węglem drzewnym.
Węgiel drzewny pali się szybciej i generuje więcej ciepła niż brykiety, co czyni go lepszym wyborem, jeśli jest dostępny
Krok 6. Rozpal węgiel
Sprawdź na opakowaniu, czy można je bezpośrednio zapalić, czy też wymaga płynu. Niech płomienie rozprzestrzenią się równomiernie.
Krok 7. Poczekaj, aż węgiel będzie gorący
Gdy jest wyszarzony i świeci na pomarańczowo, jest gotowy. Powinieneś czuć ciepło, stojąc w pobliżu grilla.
Krok 8. Włącz odkurzacz, aby napowietrzyć węgiel
Węgiel drzewny podawany z powietrzem od dołu może być bardzo gorący (do 1093°C). Uwaga, mogą powstać duże płomienie.
Jeśli nadal nie możesz uzyskać wystarczająco wysokiej temperatury, spróbuj wymienić nasadkę, przedmuchując powietrze przez otwór
Krok 9. Gdy szkło się stopi, użyj metalowych narzędzi, aby bardzo ostrożnie je usunąć i ukształtować
Ze względu na niską temperaturę tej metody, topione szkło może być coraz trudniejsze w obróbce niż szkło wychodzące z pieca. Ukształtuj go za pomocą tuby, formy lub innych narzędzi, tak jak zwykle.
Porady
- Niektóre piaski plażowe mogą być używane zamiast czystej krzemionki, chociaż powstałe szkło może być nieprzezroczyste, przebarwione lub złej jakości. Użyj najbielszego, najdrobniejszego i najbardziej jednolitego dostępnego piasku.
- Jeśli twój piasek lub dodatki mają duże granulki, spryskaj je grysem i tłuczkiem lub szlifierką mechaniczną, ponieważ drobniejsze cząstki topią się szybciej.
-
Możesz dodać zmielone kawałki starego szkła do piasku przed stopieniem go, aby przetworzyć go na nowe szkło. Stare szkło należy najpierw sprawdzić, czy nie ma zanieczyszczeń, które mogłyby osłabić nowe. Szukaj bąbelków.
Podczas szlifowania szkła noś maskę, aby zapobiec przypadkowemu wdychaniu
Uwagi
-
Próba gaszenia bardzo gorących pożarów wodą może je pogorszyć. Na przykład ogień palący się w temperaturze 2000 stopni Celsjusza jest wystarczająco gorący, aby podzielić wodę na atomy wodoru i tlenu, uwalniając ogromną ilość energii w postaci ciepła. W przypadku bardzo gorących pożarów najlepiej jest trzymać duże wiadro piasku lub brudu w pobliżu.
Gaśnice klasy D zawierają chlorek sodu (sól kuchenna) i są używane do gaszenia pożarów zasilanych metalami
- Kiedykolwiek zachowaj ostrożność w pobliżu źródeł intensywnego ciepła. Nigdy nie próbuj robić szkła w pobliżu dzieci lub zwierząt.