Kaca terbuat dari kuarsa. Bagaimana kaca dibuat: fitur produksi

Ketika dihadapkan dengan produk kaca setiap hari, sedikit dari kita yang memikirkan kaca terbuat dari apa? Bagaimana proses produksinya? Muncul di Mesir Kuno 5 ribu tahun yang lalu, kaca sangat keruh dan tampilannya tidak menarik. Materi yang kita hadapi sekarang diperoleh jauh di kemudian hari.

Komposisi kaca.

Untuk peleburan kaca gunakan murni pasir kuarsa(sekitar 75%), jeruk nipis Dan soda. Untuk memperoleh produk dengan sifat tertentu, komposisinya dapat mencakup oksida dan logam.

• Oksida asam borat . Mengurangi koefisien muai panas produk yang dihasilkan, dan meningkatkan kilap dan transparansi produk jadi.
• Memimpin. Komponen ini ditambahkan selama produksi kristal. Produk yang terbuat dari kristal lebih sejuk saat disentuh dan memiliki ciri khas kilau dan dering dari bahan ini.
• mangan. Penambahan logam berat ini membantu menghasilkan produk dengan warna hijau. Selain mangan, dengan menggunakan nikel, kromium atau Colt, Anda bisa mendapatkan produk dengan warna lain.

Properti fisik.

Karakteristik paling penting dari kaca:

• Kepadatan. Karakteristik ini bergantung pada komposisi kimianya dan berkisar antara 2200 hingga 6500 kg/m³. Ketika suhu meningkat, kepadatan kaca menurun dan menjadi sangat rapuh.
• Kekuatan. Tergantung pada jenis kacanya, kekuatannya bervariasi dari 50 hingga 210 kgf/mm². Kerusakan kecil pada permukaan material mengurangi indikator ini sebanyak 3-4 kali lipat.
• Kerapuhan B. Kerapuhan kaca dan ketidakmampuannya menahan benturan membatasi penggunaannya dalam beberapa bidang kehidupan. Ketika unsur kimia tertentu ditambahkan ke bahan, karakteristik ini meningkat.
• Tahan panas. Ketahanan panas adalah kemampuan suatu bahan untuk menahan perubahan suhu yang sangat besar. Kaca jendela biasa mampu menahan suhu hingga 90°C. Di industri, angka ini meningkat secara signifikan.

Jenis kaca.

Kami melihat banyak produk yang terbuat dari kaca di jalan dan menggunakannya Kehidupan sehari-hari. Ini adalah barang pecah belah, bola lampu, kaca, jendela. Tergantung pada fisik dan sifat kimia, kaca juga digunakan dalam produksi jendela toko, cermin, dan lampu. Jenis benda amorf homogen apa yang ada dan terbuat dari apa?

• Kaca kristal. Mengandung timbal oksida. Transparansi dan kilau yang tinggi memberikan tampilan yang menarik dan estetis pada kaca ini. Umumnya digunakan untuk membuat masakan dan cinderamata.
• Kaca kuarsa. Komposisinya mengandung pasir kuarsa paling murni. Karena kenyataan bahwa produk dari kaca kuarsa dapat menahan perubahan suhu yang besar; peralatan gelas laboratorium, isolator, instrumen optik, dan jendela dibuat darinya.
• Kaca busa. Ini adalah massa kaca yang mengandung banyak rongga. Sifat isolasi termal dan suara yang sangat baik menentukannya aplikasi yang luas dalam konstruksi.
• Benang halus dari kaca. Bentuknya seperti benang kaca tipis dengan kekuatan tarik tinggi. Digunakan baik dalam konstruksi maupun dalam industri kimia. Wol kaca tahan api. Oleh karena itu digunakan sebagai bahan menjahit pakaian bagi tukang las dan petugas pemadam kebakaran.

Ke daftar ini Anda dapat menambahkan kaca yang dimilikinya properti tertentu :

• Tahan api. Tahan api terbuka dan tahan suhu tinggi.
• Tahan panas. Memiliki koefisien muai panas yang rendah dan tahan terhadap perubahan suhu yang tiba-tiba
• Antipeluru. Kaca tahan benturan yang mampu menahan benturan kuat.

Bagaimana kaca dibuat?

Produksi kaca meliputi tahapan berikut dalam prosesnya:

1. Persiapan bahan yang diperlukan . Bahan baku olahan memerlukan pengolahan khusus. Pasir kuarsa diperkaya, dan kotoran besi dihilangkan dari komposisinya. Batu kapur dan dolomit dihancurkan secara menyeluruh.
2. Mencampur bahan dalam proporsi tertentu. Jumlah bahan tertentu dan itu persentase dalam campuran yang disiapkan tergantung pada sifat fisik dan kimia yang diperlukan dari produk kaca.
3. Peleburan dalam tungku kaca. Tahap pemasakan terjadi pada suhu tinggi yang kisarannya berkisar antara 800°C hingga 1400°C. Ada proses aktif peleburan pasir kuarsa, dan lelehan kaca menjadi kental dan transparan.

Setelah memperoleh campuran kaca yang homogen, produk masa depan terbentuk, produk didinginkan dengan tajam, diikuti dengan perlakuan termal dan fisik.

Aplikasi Industri

Penggunaan bahan transparan, tahan aus dan tahan lama dengan permukaan halus sungguh menakjubkan. Meskipun kaca adalah bahan yang sangat rapuh, kaca banyak digunakan berbagai bidang industri dan kehidupan sehari-hari.

• Teknik Mesin- Merupakan bagian dari cat anti lengket yang digunakan untuk merawat kendaraan.
• Industri kertas- impregnasi bubur kertas yang sudah jadi.
• Konstruksi- ditambahkan pada bahan tahan asam dan struktur beton tahan panas.
• Industri kimia- produksi deterjen.

Bahan fungsional ini dapat ditekuk, dipotong, dicairkan dan dijadikan produk yang unik dan indah. Itulah mengapa kaca berwarna digunakan secara aktif untuk karya dekoratif selama konstruksi bangunan umum dan membuat segala macam souvenir.

Kategori kaca

Menurut tujuannya, kaca dibagi menjadi berikut: kategori:

• Kaca rumah tangga. Kelompok ini terdiri dari lima subkelompok yaitu peralatan dapur, peralatan rumah tangga, produk lampu, produk seni dan peralatan rumah tangga.
• Kaca konstruksi- kaca lembaran, jendela toko, jendela berlapis ganda, jendela berlapis ganda insulasi panas, kaca bertulang.
• Kaca tujuan teknis - instrumen laboratorium, produk pelindung untuk industri, wol kaca, optik.

Selain melindungi rumah kita dari angin, hujan, dan dingin, kaca memberi seseorang ruang yang luas untuk berkreasi. Proses penciptaannya sama indah dan misteriusnya dengan material itu sendiri. Kaca bersifat transparan, keras, tahan asam, dan telah menjadi bahan yang sangat diperlukan dalam arsitektur dan kehidupan sehari-hari.

Pada artikel ini, kami melihat secara detail terbuat dari apa kaca. Materi ini menempati tempat yang istimewa dan penting dalam kehidupan manusia, tanpanya, banyak hal sehari-hari akan menjadi jauh lebih sulit.

Video: proses pembuatan bahan

Kaca terbuat dari apa?

1. Lebih baik membelinya di toko dan tidak khawatir.
2. Kaca terbuat dari apa?

   Paradoksnya, KACA adalah cairan dalam keadaan beku.
   Komponen utama kaca, termasuk di dalamnya jumlah terbesar(60-70% volume) dan yang menentukan sifat khasnya adalah SILICA SiO2 (pasir, kuarsa, batupasir berbutir halus).
   Silika dimasukkan ke dalam komposisi kaca, misalnya dalam bentuk pasir kuarsa.
   Dalam pembuatan kaca, hanya jenis pasir kuarsa TERBERSIH yang digunakan, di mana jumlah total pengotor (pengotor tanah liat, kapur, mika) tidak melebihi 2-3%.
   Yang paling tidak diinginkan adalah keberadaan besi, yang bila ditemukan di pasir bahkan dalam jumlah kecil, akan mewarnai kaca dengan warna kehijauan yang tidak menyenangkan.

   Kaca dapat dilas dari pasir saja tanpa menambahkan bahan lain ke dalamnya, tetapi hal ini memerlukan suhu yang sangat tinggi (lebih dari 1700 derajat C).
   Oven modern konvensional dilapisi dengan batu bata tanah liat tahan api yang menggunakan bahan padat, cair atau bahan bakar gas, tidak cocok untuk ini: Anda harus menggunakan tungku listrik, yang pengoperasiannya sangat mahal.
   Oleh karena itu, untuk menurunkan titik leleh pasir digunakan berbagai bahan tambahan...

3. Itu terbuat dari pasir suhu tinggi dan tekanan tertentu
4. Untuk membuat kaca, pengrajin mengambil: pasir kuarsa (komponen utama); jeruk nipis; soda; Cara pembuatan kaca Pertama, pasir kuarsa, soda dan kapur dipanaskan dalam tungku khusus hingga suhu 1.700 derajat di atas nol. Butir-butir pasir saling terhubung, kemudian dihomogenisasi (berubah menjadi zat homogen), dan gasnya dikeluarkan. Massa tersebut dicelupkan ke dalam timah cair pada suhu di atas 1000 derajat, yang mengapung di permukaan karena kepadatannya yang lebih rendah. Semakin tipis massa yang dimasukkan ke dalam penangas timah, semakin tipis pula kaca yang keluar. Membuat kaca Sentuhan terakhirnya adalah pendinginan bertahap.

   Soda kue membantu menurunkan titik leleh sebanyak 2 kali lipat. Jika Anda tidak menambahkannya, akan sangat sulit untuk melelehkan pasir dan, karenanya, menghubungkan butiran pasir satu sama lain. Kapur diperlukan agar massa dapat menahan air.

5. Pasir kuarsa, kapur dan soda
6. Sebenarnya itu terbuat dari pasir kuarsa
7. Kaca diproduksi dengan cara meleburkan campuran pasir dan komponen mineral lainnya, tergantung merek kacanya. Misalnya, kaca kristal, yang digunakan untuk membuat peralatan gelas dekoratif, mengandung banyak timbal. Ketika pasir kuarsa murni dicairkan, kaca kuarsa diperoleh - sangat tahan api dan kental dalam lelehan, sehingga tidak menjadi transparan karena sisa gelembung udara di dalamnya. Ia memiliki koefisien muai panas yang kecil - jika Anda memanaskannya sampai merah dan memasukkannya ke dalam air, ia tidak akan retak. Ini digunakan dalam pembuatan peralatan gelas laboratorium, elemen pemanas kaca untuk laboratorium dan industri, dll. Untuk mendapatkan kaca kuarsa optik yang mentransmisikan sinar ultraviolet, kristal batu dilebur - ini sama dengan pasir kuarsa, SiO2 murni, tetapi kristalin kasar , yang jarang terjadi di alam.

   Untuk jawaban Vasilchenko. Sebelumnya, gelas uranium dibuat untuk membuat hidangan dekoratif - warna hijau kekuningan yang menakjubkan, produk darinya dapat dilihat di Moskow di Museum Kuskovo. Dengan ditemukannya radioaktivitas, produksi kaca tersebut dihentikan.
   Untuk melindungi dari radiasi radioaktif, layar yang terbuat dari kaca timbal digunakan - mengandung lebih banyak timbal daripada kaca kristal dekoratif dan memiliki warna kekuningan. Tabung gambar untuk monitor dibuat dari kaca yang sama untuk melindungi pengguna PC dari aliran elektron dari “senjata elektron” tabung gambar.

8. Kaca biasa mengandung sekitar 70% silikon dioksida, yang ditemukan dalam bentuk yang sama pada kuarsa dan dalam bentuk polikristalin, pasir. Komposisi kaca

   Silika murni (SiO2) memiliki titik leleh sekitar 2000 derajat, dan terutama digunakan untuk membuat kaca untuk perangkat khusus. Biasanya, dua zat lagi ditambahkan ke dalam campuran untuk menyederhanakan proses produksi. Pertama, natrium karbonat (Na2CO3), atau kalium karbonat, yang menurunkan titik leleh campuran hingga 1000 derajat. Namun, komponen-komponen ini berkontribusi terhadap pembubaran kaca dalam air, yang sangat tidak diinginkan. Oleh karena itu, komponen lain, kapur (kalsium oksida, CaO), ditambahkan ke dalam campuran agar komposisinya tidak larut. Gelas ini mengandung sekitar 70% silika dan disebut gelas soda-kapur. Pangsa kaca tersebut dalam total volume produksi adalah sekitar 90%.

   Sama seperti kapur dan natrium karbonat, komponen lain ditambahkan ke kaca biasa untuk mengubah sifat fisiknya. Menambahkan timbal ke kaca meningkatkan indeks bias cahaya dan meningkatkan kilap secara nyata, dan menambahkan boron ke dalam campuran mengubah sifat termal dan listrik kaca. Thorium oksida memberi kaca indeks bias tinggi dan dispersi rendah yang dibutuhkan dalam produksi lensa berkualitas tinggi, namun karena radioaktivitasnya, ia digantikan oleh lantanum oksida dalam produk modern. Bahan tambahan besi pada kaca digunakan untuk menyerap radiasi infra merah (panas).

   Logam dan oksidanya ditambahkan ke kaca untuk mengubah warnanya. Misalnya, mangan ditambahkan dalam jumlah kecil untuk menghasilkan kaca warna hijau, atau pada konsentrasi yang lebih tinggi warna kecubung. Seperti mangan, selenium digunakan dalam dosis kecil untuk menghilangkan warna kaca, atau dalam konsentrasi besar untuk memberikan warna kemerahan. Konsentrasi kecil kobalt memberi warna kebiruan pada kaca. Tembaga oksida memberikan cahaya pirus. Nikel, tergantung konsentrasinya, dapat memberi warna biru, ungu, atau hitam pada kaca. Tergantung pada komposisi kaca, warnanya dapat dipengaruhi oleh pemanasan atau pendinginan. #9679; Komposisi kimia, % :
   SiO2 - 72.2
   Al2O3 - 1,7
   CaO+MgO 12.0
   Na2O+K2O 13.7
   SO3 - 0,3
   Fe2O3 - 0,1

9. Terbuat dari pasir kuarsa.
10. Terbuat dari silikon menggunakan elektrolisis.

Jika Anda bertanya-tanya dari mana asal kaca, pergilah ke pantai. Hampir semua kaca terbuat dari pasir, yang sebenarnya merupakan kuarsa tanah.

Pasirnya mengandung sedikit zat besi. Besilah yang memberi warna kehijauan pada kaca yang terbuat dari pasir biasa. Wol kaca menggunakan selenium untuk menghasilkan kaca transparan yang benar-benar tidak berwarna. Mineral ini memberi warna sedikit kemerahan pada kaca, yang diimbangi dengan warna kehijauan, sehingga kaca tampak tidak berwarna. (Untuk menghasilkan kaca dengan warna lain, peniup kaca menambahkan zat lain: kobalt - untuk dalam berwarna biru; mangan - untuk ungu; krom atau besi - untuk hijau.)

Untuk membuat kaca, pasir harus dicairkan. Anda mungkin pernah berjalan di atas pasir panas pada hari yang cerah, jadi Anda rasa untuk melakukannya, pasir tersebut perlu dipanaskan hingga suhu yang sangat tinggi. Sebuah es batu meleleh pada suhu sekitar 0 C. Pasir mulai mencair pada suhu minimal 1710 C, melebihi suhu maksimum oven biasa kami hampir tujuh kali. Memanaskan zat apa pun hingga suhu seperti itu memerlukan banyak energi, dan juga uang. Oleh karena itu, saat memproduksi kaca untuk kebutuhan sehari-hari, pembuat kaca menambahkan zat pada pasir yang membantu pasir meleleh pada suhu yang lebih tinggi. suhu rendah- kurang lebih 815 C. Biasanya zat tersebut adalah soda ash.

Namun, jika Anda hanya menggunakan campuran pasir dan soda abu saat peleburan, Anda bisa mendapatkan jenis kaca yang luar biasa - gelas yang larut dalam air (sejujurnya, bukan yang paling bagus). pilihan terbaik untuk kacamata).

Untuk mencegah kaca larut, Anda perlu menambahkan zat ketiga. Pembuat kaca menambahkan batu kapur yang dihancurkan ke pasir dan soda (Anda mungkin pernah melihat batu putih yang indah ini).

Kaca yang biasa digunakan untuk membuat jendela, cermin, gelas, botol dan bola lampu disebut kaca soda-kapur silikat. Gelas ini sangat tahan lama, dan bila dicairkan mudah dibentuk sesuai bentuk yang diinginkan. Selain pasir, soda ash, dan batu kapur, campuran ini (para ahli menyebutnya “campuran”) mengandung beberapa magnesium oksida, aluminium oksida, asam borat, serta zat yang mencegah terbentuknya gelembung udara dalam campuran tersebut.

Semua bahan ini digabungkan dan campuran ditempatkan dalam tungku raksasa (tungku terbesar dapat menampung hampir 1.110.000 kg gelas cair).

Panas oven yang tinggi memanaskan campuran hingga mulai meleleh dan berubah dari padat menjadi cair kental. Gelas cair terus dipanaskan pada suhu tinggi sampai semua gelembung dan urat hilang, karena benda yang terbuat dari itu harus benar-benar transparan. Ketika massa kaca menjadi homogen dan bersih, kecilkan api dan tunggu sampai kaca berubah menjadi massa kental yang kental - seperti iris panas. Gelas tersebut kemudian dituangkan dari tungku ke dalam mesin pengecoran lalu dituangkan ke dalam cetakan dan dibentuk.

Namun pada saat memproduksi benda berongga seperti botol, kacanya harus ditiup balon. Sebelumnya, peniupan kaca dapat dilihat pada saat pameran dan karnaval, namun kini proses tersebut sering ditampilkan di TV. Anda mungkin pernah melihat peniup kaca meniup kaca panas di ujung tabung untuk menciptakan bentuk yang menakjubkan. Namun kaca juga bisa ditiup menggunakan mesin. Prinsip dasar peniupan kaca adalah meniup tetesan kaca hingga terbentuk gelembung udara di tengahnya, yang menjadi rongga pada hasil akhir.

Setelah kaca diberi bentuk yang diinginkan, bahaya baru menantinya - kaca dapat retak saat didinginkan hingga suhu kamar. Untuk menghindari hal ini, pengrajin mencoba mengontrol proses pendinginan dengan melakukan perlakuan panas pada kaca yang mengeras. Babak final pemrosesan - menghilangkan sisa tetesan kaca dari gagang cangkir atau pelat pemoles menggunakan bahan kimia khusus yang membuatnya sangat halus.

Para ilmuwan masih memperdebatkan apakah kaca harus dianggap sebagai benda padat atau cairan yang sangat kental (seperti sirup). Karena kaca pada jendela rumah tua lebih tebal di bagian bawah dan lebih tipis di bagian atas, beberapa orang berpendapat bahwa kaca tersebut akan menetes seiring waktu. Namun, hal itu dapat diperdebatkan sebelumnya kaca jendela Mereka tidak dibuat lurus sempurna dan orang-orang hanya memasukkannya ke dalam bingkai dengan tepi yang lebih tebal menghadap ke bawah. Bahkan barang pecah belah dari zaman itu Roma kuno tidak menunjukkan tanda-tanda "fluiditas". Jadi, contoh kaca jendela tua tidak akan membantu menjawab pertanyaan apakah kaca sebenarnya merupakan cairan yang sangat kental.

Produksi kaca dimulai setidaknya sejak milenium ketiga SM, sebagaimana dibuktikan dengan partikel kaca yang ditemukan di Mesopotamia. Pembuatan kaca, yang tadinya merupakan seni langka, telah menjadi industri yang tersebar luas di mana produk kaca digunakan baik dalam aplikasi komersial maupun domestik, sebagai wadah kaca, bahan isolasi, penguat serat, lensa, dan seni terapan. Meskipun bahan yang digunakan untuk membuat kaca berbeda-beda, proses dasar pembuatan kaca tetap sama dan dijelaskan di bawah ini.

Ambil pasir mengandung silika secukupnya. Disebut juga pasir kuarsa, pasir silika merupakan komponen utama dalam produksi kaca. Kaca tanpa pengotor besi digunakan untuk membuat kaca bening, karena besi, jika ada, akan memberi warna kehijauan pada kaca. Jika Anda tidak dapat menemukan pasir tanpa kotoran besi, maka efek warna dapat dihilangkan dengan menambahkan sedikit mangan dioksida.

Tambahkan natrium karbonat dan kalsium oksida ke pasir. Natrium karbonat (atau soda) mengurangi suhu yang dibutuhkan untuk memproduksi kaca pada skala industri. Namun, bahan ini memungkinkan air menembus kaca, sehingga natrium karbonat atau kalsium hidroksida ditambahkan untuk menetralisir sifat ini. Magnesium dan/atau aluminium oksida juga dapat ditambahkan untuk membuat kaca lebih tahan lama. Biasanya, bahan tambahan ini membentuk tidak lebih dari 26-30 persen dari kumpulan kaca.

Untuk meningkatkan kualitas kaca, tambahkan yang lain unsur kimia, sesuai dengan tujuan penggunaannya. Aditif yang paling umum untuk produksi kaca dekoratif adalah timbal oksida, yang menambah kilau pada produk kaca transparan, serta keuletan, yang membuat proses pemotongan kaca lebih mudah, dan juga mengurangi titik leleh. Lensa kacamata mungkin mengandung lantanum oksida karena sifat biasnya, sementara besi membantu kaca menyerap panas.

Kristal dapat mengandung hingga 33 persen timbal oksida; namun, semakin banyak timbal oksida, semakin banyak keterampilan yang diperlukan untuk membentuk kaca cair, sehingga banyak pembuat kristal memilih lebih sedikit timbal dalam kaca.

Jika Anda perlu membuat gelas dengan warna tertentu, tambahkan bahan kimia ke dalamnya. Seperti disebutkan di atas, pengotor besi dalam pasir kuarsa memberikan warna kehijauan pada kaca, sehingga oksida besi, seperti oksida tembaga, ditambahkan untuk meningkatkan warna hijau. Senyawa belerang memberikan warna kekuningan, kuning, kecoklatan atau bahkan kehitaman pada kaca, tergantung pada berapa banyak karbon atau besi yang ditambahkan ke dalam campuran.

Tempatkan campuran dalam wadah atau wadah tahan panas yang baik.

Lelehkan adonan hingga cair. Untuk membuat kaca kuarsa industri, peleburan dilakukan di tungku gas, sedangkan kaca khusus dapat diproduksi menggunakan tungku peleburan listrik, tungku ketel, atau kiln.

Pasir kuarsa tanpa bahan tambahan berubah menjadi kaca pada suhu 2.300 derajat Celsius (4.174 derajat Fahrenheit). Dengan menambahkan natrium karbonat (soda), suhu diturunkan ke tingkat yang diperlukan untuk membuat kaca, 1.500 derajat Celcius (2.732 derajat Fahrenheit).

Hapus gelembung dan pastikan homogenitas massa kaca cair. Artinya mengaduk campuran hingga menjadi kental dan menambahkan bahan kimia seperti natrium sulfat, natrium klorida, atau antimon trioksida.

Bentuk kaca cair. Pembentukan kaca dapat dilakukan dengan salah satu dari beberapa cara: kaca cair dituangkan ke dalam cetakan dan didinginkan di dalamnya. Metode ini digunakan oleh orang Mesir dan saat ini digunakan untuk membuat lensa.

Sebagian besar kaca cair dapat terakumulasi di ujung tabung berlubang, di mana udara kemudian dihembuskan sambil memutar tabung. Bentuk kaca ditentukan oleh udara yang masuk melalui tabung, gaya gravitasi menarik kaca cair dan peniup kaca menggunakan berbagai alat untuk mengerjakan kaca cair.

Gelas cair dapat dituangkan ke dalam bak timah cair sebagai alas dan diberi tekanan dengan nitrogen untuk membentuk dan menyinari kaca. Kaca yang dibuat dengan metode ini disebut kaca pelat poles, dan metode inilah yang digunakan untuk membuat kaca jendela sejak tahun 1950-an.

Biarkan gelas menjadi dingin.

Untuk meningkatkan kekuatan kaca, Anda perlu melakukan perlakuan panas. Proses ini disebut pembakaran, dan digunakan untuk menghilangkan kerusakan yang terjadi selama proses pendinginan kaca. Setelah proses ini selesai, kaca dapat dilapisi, dilaminasi, atau diberi perlakuan lain untuk meningkatkan kekuatan dan daya tahannya.

Annealing adalah proses manufaktur lebih lanjut di mana kaca yang dipoles dengan bentuk tertentu ditempatkan dalam tungku yang dipanaskan hingga setidaknya 600 derajat Celcius (1,112 derajat Fahrenheit) dan kemudian didinginkan dengan cepat (“ditempa”) menggunakan aliran udara bertekanan tinggi yang kuat. . Kaca anil pecah pecahan kecil 6.000 pound-force per square inch (psi), sedangkan kaca temper pecah menjadi potongan-potongan kecil dengan kecepatan tidak kurang dari 10.000 psi dan biasanya sekitar 24.000 psi.

Pecahan kaca tua yang hancur dapat ditambahkan ke dalam campuran kaca sebelum kaca dilebur untuk didaur ulang menjadi kaca baru. Kaca bekas atau “kaca bekas” harus terlebih dahulu diuji keberadaan pengotor yang dapat melemahkan sifat kaca baru jika dimasukkan ke dalamnya.

Komponen yang Anda perlukan:

• pasir kuarsa (silikon dioksida);
• natrium karbonat (soda);
• kalsium oksida (kalsium hidroksida);
• oksida dan garam lainnya: (misalnya, magnesium oksida, aluminium oksida, oksida besi, magnesium atau natrium oksida, atau garam kalsium sesuai keinginan);
• timbal oksida (opsional);
• wadah tahan panas, tabung berbentuk atau berongga;
• kiln atau lemari pemanas kaca - ini melengkapi produksi kaca.

Masing-masing dari kita pernah menjumpai kaca lebih dari sekali. Setiap anak sekolah tahu apa itu bahan rapuh dan transparan. Kita melihatnya setiap hari di cermin, jendela, piring, dan furnitur, tapi apakah kita mengenalnya? Bagaimana cara pembuatannya, apa itu dan apa sifat-sifat kaca?

Apa arti kata ini

Ada cukup banyak bahan referensi, yang dapat membantu dalam hal ini. Apa arti kata “kaca” menurut salah satu sumber terpopuler? Kamus Ozhegov mencirikan zat ini sebagai bahan padat yang diperoleh dari pasir kuarsa yang dicampur dengan oksida logam tertentu. Bahkan definisi tersebut memberikan gambaran tentang metode produksi bahan ini. Tapi kita akan beralih ke topik ini nanti.

Pastinya semua orang sudah terbiasa dengan kenyataan bahwa kaca merupakan bahan yang transparan. Namun harap dicatat bahwa kamus Ozhegov tidak memberikan klarifikasi seperti itu. Kaca tidak hanya transparan, tetapi juga berwarna atau buram. Namun komposisi bahannya tidak jauh berbeda.

Kaca terbuat dari apa?

Komposisi standar kaca adalah campuran kapur murni dan soda. Berbagai bahan aditif dapat digunakan untuk mengubah sifat material. Tapi tetap saja komponen utamanya adalah pasir sungai yang murni. Jumlahnya kurang lebih 75% dari keseluruhan campuran. Soda memungkinkan Anda mengurangi pasir hampir 2 kali lipat. Jeruk nipis melindungi kaca dari pengaruh sebagian besar zat kimia, dan juga menambah kekuatan dan kilau.

Kotoran tambahan:

• mangan. Itu ditambahkan ke kaca untuk mendapatkan warna hijau tertentu. Nikel atau krom dapat digunakan untuk mendapatkan warna lain.
• Timbal memberi kaca tambahan kilau dan suara dering yang khas. Bahannya menjadi lebih dingin saat disentuh. Kaca yang dicampur dengan timbal disebut kristal.
• Oksida asam borat juga memberikan kilau dan transparansi tambahan pada material, sekaligus mengurangi koefisien muai panas produk.

Sejarah produksi kaca

Bahkan 6.000 tahun yang lalu, orang sudah mengetahui cara membuat bahan yang indah dan rapuh ini. Tentu saja, penampilannya agak berbeda kaca masa kini, karena di Mesir Kuno dan Mesopotamia belum ada peralatan pembersih pasir berkualitas tinggi dan peralatan lainnya. Meskipun demikian, produksi kaca dimulai di sana. Karena ketahanannya terhadap dampak lingkungan materi ini memberi para sejarawan gambaran tentang budaya dan kemampuan teknis masyarakat kuno.

Pabrik produksi kaca pertama di Rusia muncul pada tahun 1636. Itu terletak di dekat Moskow. Hidangan diciptakan di sana dan cabang industri ini mengalami perkembangan pesat di bawah Peter I.

Baru pada tahun 1859 pompa ditemukan tekanan tinggi memungkinkan pembuatan kaca tanpa partisipasi peniup kaca. Hal ini penting. Dan pada awal abad ke-19, sifat menarik dari bahan tersebut ditemukan - jika produk jadi dipanaskan hingga suhu tertentu, peralatan mekanis kaca akan meningkat sebesar 400%.

Produksi masa kini

Teknologi telah melangkah maju, memungkinkan terciptanya material apa pun dalam jumlah besar dan dengan sedikit usaha manusia. Saat ini, terdapat banyak pabrik yang membuat kaca dengan menggunakan teknologi standar yang sudah ada. Apa yang terjadi bahan modern, diperoleh dari lelehan pasir kuarsit, kita akan mengetahuinya dengan membiasakan diri dengan teknologinya. Mari kita ambil bahan lembaran sebagai contoh.

Produksi kaca secara bertahap:

1. Semua bahan yang diperlukan dimasukkan ke dalam oven dan dipanaskan sampai terbentuk massa cair yang homogen.
2. Dalam homogenizer khusus, paduan ini dicampur hingga homogen.
3. Massa yang dihasilkan dituangkan ke dalam wadah datar, di bagian bawahnya terdapat timah cair. Di sana kaca didistribusikan, membentuk lapisan tipis yang seragam.
4. Bahan yang didinginkan dan dikeraskan dikirim ke konveyor. Di sana, ketebalan kaca dikontrol dan dipotong. Bahan yang tidak lulus pengujian, serta bagian yang rusak, dikirim untuk dilebur kembali.
5. Pemeriksaan kualitas akhir dilakukan, setelah itu kaca tiba di gudang produk jadi.

Jenis kaca

Saat ini, bahan ini adalah salah satu yang paling umum. Tidak heran ada Berbagai jenis kacamata yang berbeda baik dalam penampilan maupun dalam properti fisik. Berikut beberapa di antaranya:

1. Kaca kristal. Ini adalah bahan yang mengandung timbal. Kami membicarakannya di atas.
2. Mengandung pasir paling murni, sehingga sangat tahan lama. Mampu menahan fluktuasi suhu, oleh karena itu digunakan untuk membuat instrumen optik, peralatan gelas laboratorium, dan jendela.
3. Kaca busa. Mudah bahan konstruksi, yang dapat digunakan baik untuk finishing maupun untuk peletakan dinding dan lantai. Ini berisi sejumlah besar rongga, karena itu memiliki sifat insulasi panas dan suara yang tinggi.
4. Benang halus dari kaca. Bahan lapang yang banyak terdiri dari benang tipis dan sangat kuat. Tahan api, oleh karena itu digunakan tidak hanya dalam konstruksi, tetapi juga dalam menjahit pakaian untuk petugas pemadam kebakaran dan tukang las.

Penerapan kaca

Tergantung pada properti dan penampilan Bahan ini dapat digunakan untuk hampir semua tujuan. Konsumen utama kaca yang diproduksi saat ini adalah industri konstruksi. Ini menggunakan lebih dari setengah bahan yang diproduksi. Tujuannya bisa sangat beragam - pelapis dinding, kaca jendela, konstruksi dinding dari batu bata berlubang, isolasi termal, dll. Bidang konstruksi juga mencakup apa itu jendela Gotik, semua orang mungkin tahu. Biasanya, itu ditata dari jumlah besar kaca berwarna. Saat ini, jendela kaca patri tidak kehilangan relevansinya dan digunakan baik dalam konstruksi maupun produksi furnitur.

Yang paling populer kedua adalah bejana kaca untuk berbagai keperluan. Peralatan makan yang diproduksi sedikit lebih sedikit. Perlu dicatat bahwa dalam industri kimia, kaca merupakan bahan yang sangat diperlukan karena tahan terhadap sebagian besar reagen.

Properti fisik

Seperti bahan lainnya, kaca memiliki sejumlah kualitas yang perlu Anda ketahui sebelum menggunakannya di area tertentu.

1. Kepadatan. Dapat bervariasi tergantung pada komposisi campuran dan metode pembuatannya. Kepadatan kaca dapat bervariasi dari 220 hingga 650 kg/m3.
2. Kerapuhan. Karakteristik ini adalah ciri khas kaca dan membatasi penggunaannya dalam bidang konstruksi. Saat ini, para ilmuwan sedang menciptakan paduan yang lebih kompleks yang memaksimalkan kekuatan material.
3. Tahan panas. Kaca biasa dapat menahan suhu hingga 90 o C. Setelah diolah sifat termal bahan meningkat secara signifikan. Misalnya, kaca industri mampu menahan suhu lebih dari 200 o C.

Kami belajar banyak tentang kaca - apa itu kaca, cara pembuatannya, dan sifat apa yang dimilikinya. Saatnya istirahat sejenak dan mengenal lebih jauh fakta Menarik tentang materi yang sangat umum ini. Hanya sedikit orang yang tahu bahwa:

• Kecepatan retakannya adalah 4828 km/jam.
• Waktu penguraian bahan ini kira-kira satu juta tahun.
• Kaca dapat dicairkan berulang kali tanpa kehilangan kualitas. Dalam hal ini, hampir tidak ada analognya.
• Karena merupakan bahan amorf, kaca cair tidak akan mengeras jika didinginkan dengan cepat. Hal ini memerlukan kondisi khusus.

Bukan tanpa alasan kaca begitu aktif digunakan dalam konstruksi dan bidang kehidupan manusia lainnya. Tentunya itu akan tetap menjadi salah satu bahan terpopuler untuk waktu yang lama. Pernyataan ini didukung oleh kekuatan, daya tahan dan relatif mudahnya pembuatan kaca, karena komponen pembuatannya terdapat di Bumi dalam jumlah besar.