Дипломная работа: Химическая устойчивость натрий-кальциевых и химико-лабораторных стекол

Качество кварцевого песка - отсутствие вредных примесей в нем (окиси и закиси железа и др.) оказывают существенное влияние на бесцветность и прозрачность стекла (примером может служить Богемское стекло).

Согласно действующей нормативно-технической документации основные виды стекол, используемые для производства изделий хозяйственного назначения, подразделяют на три системы:

- натрий-кальциевые стекла;

- хрустальные стекла;

- специальные стекла.

К натрий-кальциевым стеклам относят известково-кальциевые-силикатные известково-кальциевые-силикатные стекла и цинксульфитные. Стекла данной группы характеризуются прозрачностью, прочностью, невысокой себестоимостью.

Наиболее распространенным представителем стекол данной группы является известково-кальциевые-силикатные, которому присущи в разной степени выраженности цветовые оттенки (зеленоватые, желтоватые, сероватые и др.). Вырабатывают из данного стекла посуду хозяйственного назначения (банки, бутылки) и дешевую, обычно бесцветную, столовую посуду повседневного ассортимента.

Известково-калиевые стекло благодаря вводимому оксиду калия обладает большей бесцветностью, что позволяет улучшить изделия с точки зрения эстетических свойств, как бесцветные, так и окрашенные (достигается большая чистота цвета). Данное стекло несколько дороже, его используют в основном для производства столовой посуды.

Система хрусталей объединяет стекла, в состав которых входят оксиды свинца (РbО₂ ,,CaO,,Ce).

Окись свинца способствует повышению плотности стекла, улучшает оптические показатели: прозрачность, "белизну" (бесцветность), повышается коэффициент преломления (блеск, игра света). Однако данные виды стекол имеют большую себестоимость, меньшую твердость, химическую стойкость и безвредность. Данная группа объединяет три вида стекол: хрустальное стекло (малосвинцовый хрусталь); свинцовый хрусталь и высокосвинцовый хрусталь.

В хрустальном стекле содержится минимальное количество оксида свинца поэтому оно занимает промежуточное положение между обычным стеклом и свинцовым хрусталем по показателям оптических свойств и себестоимости.

Изделия из хрустального стекла содержит свинца (РbO) 9-12% получают методом прессования, при этом нанося рисунок от формы, ручной декоративной обработке их не подвергают. Ассортимент изделий представлен столовой посудой (кружки, салатники, селедочницы, вазы для сервировки стола, пепельницы и т. п.).

Специальные стекла — представлена боросиликатным (жаростойким) стеклом и стекло-подобными материалами — ситаллами. Данные виды стекол характеризуются специфическими свойствами: повышенными показателями термостойкости и механической прочности (что в первую очередь присуще ситаллам).

Боросиликатные стекла выдерживают температуру до 500°С, устойчивы к термоударам, что определяет их применение в производстве кухонной посуды: кастрюли, жаровни, сковороды, формы для выпечки и т. д. Внешне данный вид стекла легко узнаваем по следующим показателям: пониженной прозрачности, зеленовато-желтой окраске (импортные изделия могут окрашиваться и в теплые цвета: оранжево-розовый; розово-красный и др.); массивности изделий (большая толщина стенок определяется способом выработки — прессованием).

Ситаллы — стеклоподобные материалы, обладающие кристаллической структурой (активизируют процесс кристаллообразования литий, титан и магний, вводимые в состав алюмосиликатных стекол), максимальной механической прочностью (превосходят обычное стекло в десятки раз); высокой термостойкостью. Данные материалы также характеризуются низкой прозрачностью, чаше всего имеют белый цвет, посуде из них присущи признаки прессованных изделий.

Выработка стеклянных изделий. После подготовки сырья и варки стекломассы наступает этап выработки стеклянных изделий. Стекло как ни один другой материал способно поддаться самым разнообразным способам формования. Его можно отливать в форму, штамповать, прессовать, прокатывать, вытягивать в нити, выдувать. Стекло полученное каждым из этих способов, имеет свои особенности и отличия по внешнему виду и свойствам.

Прессование. Большая толщина стенок, форма простая, верхний диаметр всегда больше, чем нижний. Рисунок на изделиях чаще всего от формы (либо с доработкой граней). В некоторых случаях видны следы от формы (шов). Рисунок (без доработки) матовый, расплывчатый, не имеет четко определенных граней; рисунки не делятся на группы сложности. При прессовании получение тонкостенных изделий затруднено, т.к. при прикосновении с формой масса быстро охлаждается. Ассортимент представлен блюдами, салатниками, пепельницами, стаканами и др. Эти изделия по прочности лучше, чем выдувные.

Выдувание. Отличается меньшей толщиной стенок (кроме хрусталя). Характерна прозрачность, сложность формы, большое количество приставных деталей (рюмочные изделия - всегда выдувные). Характерны различные украшения, в том числе механические, которые наносят на готовые изделия. Выдуванием получают кувшины, графины, фужеры, рюмки, бокалы. Такие изделия имеют красивый внешний вид. Повышенную чистоту, ровность и блеск, а в результате повышенную термическую стойкость.

Прессо-выдувание. Сложная форма, чаще всего полое изделие, рисунок от формы; нижнюю часть получают прессованием, а верхнюю выдуванием. Всегда есть след от формы (шов). Прессовыдувным способом вырабатывают весьма ограниченный ассортимент изделий (графины для воды, судки для специй и т.д. ). Производство таких изделий начинается в пресс-форме, затем выдувается в сжатой форме. Отличительная их особенность характерное закругление борта, большая масса, наличие стыковых швов формы по бокам, что снижает их эстетический уровень.

1.1.4 Выдувание стеклоизделий

Вероятно, метод выдувания изделий из стекла был изобретен в различных местах, где культивировалось стеклоделие, примерно в одно и то же время. Однако принято считать, что способ выдувания был изобретен в Александрии в I в. до н.э. Удивительно, что люди научились делать стеклянные изделия сложной полой конфигурации, но не умели делать листовое стекло. [10]

До начала XX в. этот способ был наиболее распространенным. Это и сейчас самый распространенный способ циклического формования полых штучных изделий, осуществляемый под влиянием равнодействующих растягивающих усилий, создаваемых во внутренней полости формуемого объекта сжатым воздухом. Сейчас выдувание может быть механизированным, вакуум-выдувным, ручным, в формах и свободным. Первые два способа применяют чаще всего при выработке недорогих сувениров.

Ручное выдувание в формы с помощью стеклодувной трубки позволяет создавать изделия, характеризующие мастерство каждого исполнителя. Если говорит о художественных изделиях, то они отличаются неповторимостью, как бы ни старался мастер в точности выполнить образец по эскизу художника, отклонения неминуемы. Поскольку у каждого исполнителя «свой глаз», «своя рука», вращающая трубку с набором, и, наконец, своя фантазия, во время работы у него возникают свои представления о создаваемом предмете.

Стеклодувы работают не в цехе у стекловаренной печи, а за столом, обычно в отдельной комнате. Поверхность стола покрывают листовым асбестом или каким-нибудь другим огнеупорным материалом. Горелку устанавливают посередине стола, ближе к передней кромке. К горелке присоединяют гибкие шланги от магистралей газа, сжатого воздуха и кислорода. Вентили этих магистралей устанавливают слева от стеклодува под крышкой стола. Слева от мастера располагают деревянные стеллажи и подставки для полуфабрикатов и готовых изделий, справа раскладывают инструменты. Освещение должно быть мягким и равномерным, чтобы мастер мог следить за характером пламени и ходом изготовления изделия. Для удаления продуктов сгорания и тепловыделений в стеклодувной мастерской устраивают приточно-вытяжную вентиляцию. В стеклодувной горелке есть краны, которыми регулируют расход газа, воздуха и кислорода. Газ, кислород и воздух перемешиваются, проходя через цилиндрическую сетку внутри горелки и конусное сопло. С помощью шарнира горелку устанавливают в различных положениях и крепят к столу пластиной, зажимным винтом и металлическим хомутом. Зажимными винтами горелку регулируют в вертикальном и горизонт