Cam kuvarstan yapılmıştır. Cam nasıl yapılır: üretim özellikleri

Her gün cam ürünlerle karşılaştığımızda çok azımız camın neyden yapıldığını düşünür? Üretim süreci nedir? Görünüyor Antik Mısır 5 bin yıl önce camlar çok bulanıktı ve çirkin bir görünüme sahipti. Şu anda karşı karşıya olduğumuz malzeme çok daha sonra elde edildi.

Cam bileşimi.

Cam eritmek için saf kullanın kuvars kumu(yaklaşık %75), kireç Ve soda. Spesifik özelliklere sahip bir ürün elde etmek için bileşim oksitler ve metaller içerebilir.

• Oksit borik asit . Ortaya çıkan ürünlerin termal genleşme katsayısını azaltır ve bitmiş ürünlerin parlaklığını ve şeffaflığını arttırır.
• Yol göstermek. Bu bileşen kristal üretimi sırasında eklenir. Kristalden üretilen ürünler dokunulduğunda daha serindir ve bu malzemenin parlaklık ve çınlama özelliğine sahiptir.
• Manganez. Bu ağır metalin eklenmesi, yeşil renkte ürünler üretilmesine yardımcı olur. Manganezin yanı sıra nikel, krom veya Colt kullanarak başka renkteki ürünler de elde edebilirsiniz.

Fiziki ozellikleri.

Camın en önemli özellikleri:

• Yoğunluk. Bu özellik kimyasal bileşime bağlıdır ve 2200 ila 6500 kg/m³ arasında değişir. Sıcaklık arttıkça camın yoğunluğu azalır ve özellikle kırılgan hale gelir.
• Kuvvet. Camın türüne bağlı olarak mukavemeti 50 ila 210 kgf/mm² arasında değişir. Malzemenin yüzeyindeki hafif hasar bu göstergeyi 3-4 kat azaltır.
• Kırılganlık B. Camın kırılganlığı ve darbelere dayanamaması, yaşamın bazı alanlarında kullanımını sınırlamaktadır. Malzemeye belirli kimyasal elementler eklendiğinde, bu karakteristik artışlar.
• Isı dayanıklılığı. Isı direnci, bir malzemenin büyük sıcaklık değişimlerine dayanma yeteneğidir. Normal pencere camı 90°C'ye kadar sıcaklıklara dayanabilir. Sanayide ise bu rakamlar ciddi oranda artıyor.

Cam türleri.

Sokaklarda camdan yapılmış pek çok ürün görüyoruz ve bunları kullanıyoruz. Gündelik Yaşam. Bunlar cam eşyalar, ampuller, camlar, pencerelerdir. Fiziksel ve duruma bağlı olarak kimyasal özellikler Vitrin, ayna ve lamba üretiminde de cam kullanılmaktadır. Bu homojen amorf cismin ne türleri var ve ondan ne yapılıyor?

• Kristal cam. Kurşun oksit içerir. Yüksek şeffaflık ve parlaklık bu cama çekici ve estetik bir görünüm kazandırır. Çoğunlukla yemek ve hediyelik eşya yapımında kullanılırlar.
• Kuvars camı. Bileşim en saf kuvars kumunu içerir. Ürünlerin olması nedeniyle kuvars cam büyük sıcaklık değişimlerine dayanabilir; laboratuvar cam eşyaları, yalıtkanlar, optik aletler ve pencereler bundan yapılır.
• Köpük cam. Çok sayıda boşluk içeren bir cam kütlesidir. Mükemmel ısı ve ses yalıtımı özellikleri onu belirledi geniş uygulama yapım aşamasında.
• Cam yünü. Yüksek çekme mukavemetine sahip ince cam ipliklere benzer. Hem inşaatta hem de inşaatta kullanılır kimyasal endüstri. Cam yünü yangına dayanıklıdır. Bu nedenle kaynakçılar ve itfaiyeciler için kıyafet dikiminde malzeme olarak kullanılır.

Bu listeye aşağıdaki camları ekleyebilirsiniz: belirli özellikler :

• Yangına dayanıklı. Açık alevlere ve yüksek sıcaklıklara dayanıklıdır.
• Isıya dayanıklı. Düşük termal genleşme katsayısına sahiptir ve ani sıcaklık değişikliklerine dayanabilir
• Kurşun geçirmez. Güçlü darbelere dayanabilen darbeye dayanıklı cam.

Cam nasıl yapılır?

Cam üretimi, sürecinde aşağıdaki aşamaları içerir:

1. Hazırlık gerekli malzemeler . Hazırlanan hammaddeler özel işlem gerektirir. Kuvars kumu zenginleştirilir ve bileşimindeki demir safsızlıkları giderilir. Kireçtaşı ve dolomit dikkatlice ezilir.
2. Malzemenin belirli oranlarda karıştırılması. Belirli bir malzemenin miktarı ve yüzde Hazırlanan katkının miktarı cam ürünlerin istenilen fiziksel ve kimyasal özelliklerine bağlıdır.
3. Cam fırınlarında eritme. Pişirme aşaması, 800°C ile 1400°C arasında değişen yüksek sıcaklıklarda gerçekleşir. Aktif bir kuvars kumu eritme süreci vardır ve cam eriyiği viskoz ve şeffaf hale gelir.

Homojen bir cam karışımı elde edildikten sonra gelecekteki ürünler oluşturulur, ürün keskin bir şekilde soğutulur, ardından termal ve fiziksel işlemlere tabi tutulur.

Endüstriyel Uygulamalar

Pürüzsüz bir yüzeye sahip şeffaf, aşınmaya dayanıklı ve dayanıklı bir malzemenin kullanılması şaşırtıcıdır. Cam çok kırılgan bir malzeme olmasına rağmen yaygın olarak kullanılmaktadır. Çeşitli bölgeler endüstri ve günlük yaşam.

• Makine Mühendisliği- Araçların işlenmesinde kullanılan yapışmaz boyaların bir parçasıdır.
• Kağıt endüstrisi- bitmiş kağıt hamurunun emprenye edilmesi.
• Yapı- Aside dayanıklı malzemelere ve ısıya dayanıklı beton yapılara eklenir.
• Kimyasal endüstri- deterjan üretimi.

Bu fonksiyonel malzeme bükülebilir, kesilebilir, eritilebilir ve benzersiz ve güzel ürünlere dönüştürülebilir. Bu yüzden renkli cam için aktif olarak kullanıldı dekoratif işler Inşaat sırasında kamu binaları ve her türlü hediyelik eşyayı yapın.

Cam kategorileri

Amacına göre cam aşağıdakilere ayrılır: kategoriler:

• Ev camı. Bu grup mutfak eşyaları, ev eşyaları, lamba ürünleri, sanat ürünleri ve ev eşyaları olmak üzere beş alt gruptan oluşmaktadır.
• İnşaat camı- cam levha, mağaza vitrinleri, çift camlı pencereler, ısı yalıtımlı çift camlı pencereler, güçlendirilmiş cam.
• Bardak teknik amaçlar - laboratuvar aletleri, sanayiye yönelik koruyucu ürünler, cam yünü, optik.

Cam, evimizi rüzgardan, yağmurdan ve soğuktan korumanın yanı sıra kişiye yaratıcılık için geniş bir alan sağlar. Onu yaratma süreci, malzemenin kendisi kadar güzel ve gizemlidir. Cam şeffaf, sert, asitlere dayanıklı olup mimaride ve günlük yaşamda vazgeçilmez bir malzeme haline gelmiştir.

Bu yazımızda camın neyden yapıldığına detaylı bir şekilde baktık. Bu malzeme insan yaşamında özel ve önemli bir yer işgal etti; o olmasaydı birçok günlük şey çok daha zor olurdu.

Video: maddeyi yapma süreci

Cam neyden yapılır?

1. Bir mağazadan satın almak ve endişelenmemek daha iyidir.
2. Cam neyden yapılır?

   Paradoksal olarak CAM, donmuş haldeki bir sıvıdır.
   İçinde bulunan camın ana bileşeni en büyük sayı(hacmin %60-70'i) ve tipik özelliklerini belirleyen SİLİKA SiO2'dir (kum, kuvars, ince taneli kumtaşı).
   Silika, örneğin kuvars kumu formunda camın bileşimine dahil edilir.
   Cam yapımında yalnızca toplam safsızlık miktarının (kil, kireç, mika safsızlıkları)% 2-3'ü aşmadığı EN TEMİZ kuvars kumu çeşitleri kullanılır.
   Kumda küçük miktarlarda bile bulunduğunda camı hoş olmayan yeşilimsi bir renge boyayan demirin varlığı özellikle istenmeyen bir durumdur.

   Cam, başka hiçbir madde eklenmeden tek başına kumdan kaynak yapılabilir, ancak bu çok yüksek bir sıcaklık gerektirir (1700 derece C'nin üzerinde).
   Katı, sıvı veya ısıya dayanıklı kil tuğlalarla kaplı geleneksel modern fırınlar gazlı yakıt, buna uygun değil: Kullanımı çok pahalı olan elektrikli fırınlara başvurmanız gerekiyor.
   Bu nedenle kumun erime noktasını düşürmek için çeşitli katkı maddeleri kullanılır...

3. Kumdan yapılmıştır Yüksek sıcaklık ve belli bir basınç
4. Cam yapmak için ustalar şunları alır: kuvars kumu (ana bileşen); kireç; soda; Cam nasıl yapılır Öncelikle kuvars kumu, soda ve kireç özel bir fırında sıfırın üzerinde 1700 derece sıcaklığa kadar ısıtılır. Kum taneleri birbirine bağlanarak homojenleşir (homojen bir maddeye dönüşür) ve gaz uzaklaştırılır. Kütle, düşük yoğunluğu nedeniyle yüzeyde yüzen, 1000 derecenin üzerindeki sıcaklıktaki erimiş kalay içine daldırılır. Kalay banyosuna giren kütle ne kadar ince olursa, çıkan cam da o kadar ince olur. Cam yapmak Son dokunuş, kademeli soğutmadır.

   Kabartma tozu erime noktasının 2 kat azaltılmasına yardımcı olur. Eklemezseniz kumu eritmek ve buna bağlı olarak tek tek kum tanelerini birbirine bağlamak çok zor olacaktır. Kütlenin suya dayanabilmesi için kireç gereklidir.

5. Kuvars kumu, kireç ve soda
6. Aslında kuvars kumundan yapılmış
7. Cam, camın markasına bağlı olarak kum ve diğer mineral bileşenlerin karışımının eritilmesiyle üretilir. Örneğin dekoratif cam eşya yapımında kullanılan kristal cam önemli miktarda kurşun içerir. Saf kuvars kumu eritildiğinde kuvars camı elde edilir - eriyik içinde çok refrakter ve viskozdur, bu nedenle içinde kalan hava kabarcıkları nedeniyle şeffaf bile olmaz. Küçük bir termal genleşme katsayısına sahiptir; kırmızıya kadar ısıtırsanız ve suya koyarsanız çatlamaz. Laboratuvar cam eşyaları, laboratuvarlar ve endüstri için cam ısıtma elemanları vb. üretiminde kullanılır. Ultraviyole ışığı ileten optik kuvars camı elde etmek için kaya kristali eritilir - bu kuvars kumu, saf SiO2 ile aynıdır, ancak kaba kristallidir doğada nadir görülen bir şey.

   Vasilchenko'nun cevabına. Daha önce dekoratif tabaklar yapmak için uranyum camı yapılıyordu - inanılmaz sarımsı yeşil bir renk, ondan elde edilen ürünler Moskova'da Kuskovo Müzesi'nde görülebilir. Radyoaktivitenin keşfedilmesiyle bu tür camların üretimi durduruldu.
   Radyoaktif radyasyona karşı koruma sağlamak için kurşun camdan yapılmış ekranlar kullanılır - dekoratif kristal camdan daha fazla kurşun içerir ve sarımsı bir renk tonuna sahiptir. Monitörlerin resim tüpleri, PC kullanıcısını resim tüpünün "elektron tabancasından" gelen elektron akışından korumak için aynı camdan yapılmıştır.

8. Sıradan cam, kuvarsla aynı formda ve kumda çok kristalli formda bulunan yaklaşık %70 silikon dioksit içerir. Cam bileşimi

   Saf silika (SiO2), yaklaşık 2000 derecelik bir erime noktasına sahiptir ve öncelikle özel cihazlar için cam yapımında kullanılır. Tipik olarak üretim sürecini basitleştirmek için karışıma iki madde daha eklenir. Birincisi, karışımın erime noktasını 1000 dereceye kadar düşüren sodyum karbonat (Na2CO3) veya potasyum karbonattır. Ancak bu bileşenler camın suda çözünmesine katkıda bulunur ki bu da son derece istenmeyen bir durumdur. Bu nedenle, bileşimi çözünmez hale getirmek için karışıma başka bir bileşen olan kireç (kalsiyum oksit, CaO) eklenir. Bu cam yaklaşık %70 oranında silika içerir ve soda-kireç camı olarak adlandırılır. Bu tür camların toplam üretim hacmindeki payı yaklaşık %90'dır.

   Kireç ve sodyum karbonat gibi normal camın fiziksel özelliklerini değiştirmek için başka bileşenler de eklenir. Cama kurşun eklenmesi ışığın kırılma indisini arttırır ve parlaklığı gözle görülür şekilde artırır; karışıma bor eklemek camın termal ve elektriksel özelliklerini değiştirir. Toryum oksit, cama yüksek kaliteli lenslerin üretiminde ihtiyaç duyulan yüksek kırılma indeksini ve düşük dağılımı sağladı, ancak radyoaktivitesi nedeniyle modern ürünlerde yerini lantan oksit aldı. Kızılötesi radyasyonu (ısıyı) absorbe etmek için camdaki demir katkı maddeleri kullanılır.

   Camın rengini değiştirmek için metaller ve bunların oksitleri eklenir. Örneğin, cam elde etmek için küçük miktarlarda manganez eklenir. yeşil renk tonu veya daha yüksek konsantrasyonlarda ametist rengi. Manganez gibi selenyum da camın rengini gidermek için küçük dozlarda veya kırmızımsı bir renk vermek için büyük konsantrasyonlarda kullanılır. Küçük kobalt konsantrasyonları cama mavimsi bir renk verir. Bakır oksit turkuaz bir ışık verir. Nikel, konsantrasyonuna bağlı olarak cama mavi, mor veya siyah renk verebilir. Camın bileşimine bağlı olarak rengi ısıtma veya soğutmadan etkilenebilir. #9679; Kimyasal bileşim, % :
   SiO2 - 72,2
   Al2O3 - 1,7
   CaO+MgO 12.0
   Na2O+K2O 13,7
   SO3 - 0,3
   Fe2O3 - 0,1

9. Kuvars kumundan yapılmıştır.
10. Elektroliz kullanılarak silikondan yapılmıştır.

Camın nereden geldiğini merak ediyorsanız sahile gidin. Neredeyse tüm camlar aslında öğütülmüş kuvars olan kumdan yapılır.

Kum az miktarda demir içerir. Sıradan kumdan yapılan camlara yeşilimsi rengini veren demirdir. Cam yünü, kesinlikle renksiz şeffaf cam üretmek için selenyum kullanır. Bu mineral, cama hafif kırmızımsı bir renk verir, bu renk yeşilimsi bir renkle dengelenir ve camın renksiz görünmesine neden olur. (Başka renklerde cam üretmek için cam üfleyiciler başka maddeler de eklerler: kobalt - derin camlar için) mavi renkli; manganez - menekşe için; krom veya demir - yeşil için.)

Cam yapmak için kumun eritilmesi gerekir. Muhtemelen güneşli bir günde sıcak kumun üzerinde yürüdünüz ve bunu yapmak için kumun çok yüksek sıcaklıklara ısıtılması gerektiğini tahmin ediyorsunuz. Bir buz küpü yaklaşık 0 C sıcaklıkta erir. Kum, en az 1710 C sıcaklıkta erimeye başlar; Maksimum sıcaklık her zamanki fırınımız neredeyse yedi kat. Herhangi bir maddeyi böyle bir sıcaklığa ısıtmak çok fazla enerji ve dolayısıyla para gerektirir. Bu nedenle camcılar, günlük ihtiyaçlara yönelik cam üretirken kumun içine, kumun daha yüksek sıcaklıklarda erimesini sağlayan bir madde eklerler. Düşük sıcaklık- yaklaşık 815 C. Genellikle bu madde soda külüdür.

Bununla birlikte, eritirken yalnızca kum ve soda külü karışımı kullanırsanız, şaşırtıcı bir tür cam elde edebilirsiniz - suda çözünen cam (açıkçası, en çok değil) en iyi seçim gözlükler için).

Camın erimesini önlemek için üçüncü bir madde eklemeniz gerekir. Cam yapımcıları kum ve sodaya kırılmış kireçtaşı ekler (muhtemelen bu güzel beyaz taşı görmüşsünüzdür).

Pencere, ayna, cam, şişe ve ampul yapımında yaygın olarak kullanılan cama soda-kireç silikat camı denir. Bu cam çok dayanıklıdır ve eritildiğinde istenilen şekle kolayca şekillendirilebilir. Bu karışım (uzmanlar buna “karışım” diyor) kum, soda külü ve kireçtaşının yanı sıra bir miktar magnezyum oksit, alüminyum oksit, borik asit ve bu karışımda hava kabarcığı oluşumunu engelleyen maddeler de içeriyor.

Tüm bu bileşenler birleştirilir ve karışım dev bir fırına yerleştirilir (bu fırınların en büyüğü neredeyse 1.110.000 kg sıvı cam alabilmektedir).

Fırının yüksek ısısı, karışımı erimeye başlayana ve katı halden yapışkan bir sıvıya dönüşene kadar ısıtır. Sıvı cam ısıtılmaya devam ediyor yüksek sıcaklıklar ondan yapılan bir şeyin kesinlikle şeffaf olması gerektiğinden, içindeki tüm kabarcıklar ve damarlar kaybolana kadar. Cam kütlesi homojen ve temiz hale geldiğinde, ısıyı azaltın ve camın sıcak iris gibi viskoz bir kütleye dönüşmesini bekleyin. Cam daha sonra fırından kalıplara döküldüğü ve şekillendirildiği bir döküm makinesine dökülür.

Ancak şişe gibi içi boş nesneler üretilirken camın üflenmesi gerekir. balon. Daha önce fuar ve karnavallarda cam üfleme görülürken artık bu süreç televizyonlarda da sıklıkla gösteriliyor. Muhtemelen cam üfleyicilerin harika şekiller oluşturmak için bir tüpün ucundaki sıcak camı üflediğini görmüşsünüzdür. Ancak cam makineler kullanılarak da üflenebilir. Cam üflemenin temel prensibi, ortada bir hava kabarcığı oluşana kadar bir cam damlacığına üflemektir, bu da bitmiş parçada bir boşluk haline gelir.

Cama istenilen şekil verildikten sonra onu yeni bir tehlike beklemektedir - oda sıcaklığına soğutulduğunda çatlayabilir. Bunu önlemek için ustalar sertleşen camı ısıl işleme tabi tutarak soğutma işlemini kontrol etmeye çalışırlar. Son aşama işleme - bardakların veya cilalama plakalarının saplarından fazla cam damlacıklarının, onları mükemmel şekilde pürüzsüz hale getiren özel kimyasallar kullanılarak çıkarılması.

Bilim adamları hala camın katı mı yoksa çok viskoz (şurup benzeri) bir sıvı mı olarak kabul edilmesi gerektiğini tartışıyorlar. Eski evlerin pencerelerindeki camların alt kısmı daha kalın, üst kısmı daha ince olduğundan, camın zamanla damladığı iddia ediliyor. Ancak daha erken olduğu söylenebilir. pencere camı Tamamen düz yapılmamışlardı ve insanlar onları daha kalın kenarları aşağıya gelecek şekilde çerçevelere yerleştirdiler. Zamanın cam eşyaları bile Antik Roma herhangi bir "akışkanlık" belirtisi göstermez. Bu nedenle eski pencere camı örneği, camın gerçekten yüksek viskoziteye sahip bir sıvı olup olmadığı sorusunun çözümüne yardımcı olmayacaktır.

Mezopotamya'da bulunan cam parçacıklarının da gösterdiği gibi, cam üretimi en azından MÖ 3. binyıl kadar erken bir tarihte başlamıştır. Bir zamanlar nadir bir sanat olan cam yapımı, cam kaplar, yalıtım malzemesi, elyaf takviyesi, mercekler ve cam gibi cam ürünlerinin hem ticari hem de evsel uygulamalarda kullanıldığı yaygın bir endüstri haline geldi. uygulamalı Sanatlar. Cam yapımında kullanılan malzemeler farklılık gösterse de camın nasıl yapıldığına ilişkin temel süreç aynı kalır ve aşağıda açıklanmaktadır.

Yeterince silisli kum alın. Kuvars kumu olarak da adlandırılan silis kumu, cam üretiminde ana bileşendir. Berrak cam yapmak için demir yabancı maddeleri içermeyen cam kullanılır, çünkü demir mevcut olduğunda cama yeşilimsi bir renk verir. Demir kirliliği olmayan kum bulamazsanız, az miktarda manganez dioksit eklenerek renk tonu etkisi ortadan kaldırılabilir.

Kumun içine sodyum karbonat ve kalsiyum oksit ekleyin. Sodyum karbonat (veya soda), endüstriyel ölçekte cam üretmek için gereken sıcaklığı azaltır. Ancak suyun camdan geçmesine izin verir, dolayısıyla bu özelliği nötralize etmek için sodyum karbonat veya kalsiyum hidroksit eklenir. Camın daha dayanıklı olması için magnezyum ve/veya alüminyum oksit de eklenebilir. Kural olarak, bu katkı maddeleri cam partisinin yüzde 26-30'undan fazlasını oluşturmaz.

Cam kalitesini artırmak için başkalarını ekleyin kimyasal elementler Kullanım amacına uygun olarak. Dekoratif cam üretimi için en yaygın katkı maddesi, şeffaf cam ürünlere parlaklık katan, aynı zamanda cam kesme işlemini kolaylaştıran ve ayrıca erime noktasını azaltan süneklik katan kurşun oksittir. Gözlük camları kırılma özellikleri nedeniyle lantan oksit içerebilir, demir ise camın ısıyı emmesine yardımcı olur.

Kristal yüzde 33'e kadar kurşun oksit içerebilir; ancak kurşun oksit ne kadar fazla olursa, erimiş camı şekillendirmek o kadar fazla beceri gerektirir; bu nedenle birçok kristal üreticisi camda daha az kurşun kullanmayı tercih eder.

Belirli bir renkte cam yapmanız gerekiyorsa ona kimyasallar ekleyin. Yukarıda belirtildiği gibi, kuvars kumundaki demir yabancı maddeleri cama yeşilimsi bir renk verir, bu nedenle yeşil tonu arttırmak için bakır oksit gibi demir oksit eklenir. Kükürt bileşikleri, karışıma ne kadar karbon veya demir eklendiğine bağlı olarak cama sarımsı, kehribar, kahverengimsi ve hatta siyahımsı bir renk verir.

Karışımı ısıya dayanıklı iyi bir pota veya kaba yerleştirin.

Karışımı sıvı hale gelene kadar eritin. Endüstriyel kuvars camı yapmak için eritme bir gaz fırınında gerçekleştirilirken, özel cam bir elektrikli eritme fırını, kazan fırını veya fırın kullanılarak üretilebilir.

Katkı maddesi içermeyen kuvars kumu, 2.300 santigrat derece (4.174 Fahrenheit derece) sıcaklıkta cama dönüşür. Sodyum karbonat (soda) eklenerek sıcaklık, cam yapımı için gerekli olan 1.500 santigrat dereceye (2.732 Fahrenheit derece) düşürülür.

Kabarcıkları çıkarın ve erimiş cam kütlesinin homojenliğini sağlayın. Bu, karışımın koyulaşana kadar karıştırılması ve sodyum sülfat, sodyum klorür veya antimon trioksit gibi kimyasalların eklenmesi anlamına gelir.

Erimiş camın şekli. Camın şekillendirilmesi birkaç yoldan biriyle yapılabilir: erimiş cam bir kalıba dökülür ve içinde soğutulur. Bu yöntem Mısırlılar tarafından kullanılmış ve günümüzde mercek yapımında kullanılmaktadır.

Erimiş camın çoğu, içi boş bir tüpün ucunda birikebilir ve daha sonra tüp döndürülürken içine hava üflenir. Camın şekli tüpten giren hava tarafından verilir, yerçekimi kuvveti erimiş camı çeker ve cam üfleyici erimiş camla çalışmak için çeşitli aletler kullanır.

Erimiş cam, bir baz olarak erimiş kalay banyosuna dökülebilir ve camı şekillendirmek ve parlatmak için nitrojen ile basınçlandırılabilir. Bu yöntemle yapılan camlara cilalı düz cam denir ve 1950'li yıllardan bu yana pencere camı da bu yöntemle yapılmaktadır.

Camı soğumaya bırakın.

Camın mukavemetini arttırmak için ısıl işleme başvurmanız gerekir. Bu süreç Pişirme denir ve camın soğuması sırasında oluşan hasarı gidermek için kullanılır. Bu işlem tamamlandıktan sonra cam kaplanabilir, lamine edilebilir veya gücünü ve dayanıklılığını artırmak için başka şekilde işlemden geçirilebilir.

Tavlama, belirli bir şekle sahip cilalı camın en az 600 santigrat dereceye (1.112 derece Fahrenheit) ısıtılan bir fırına yerleştirildiği ve ardından güçlü bir yüksek basınçlı hava akımı kullanılarak hızla soğutulduğu ("temperlenmiş") ileri bir üretim sürecidir. . Tavlanmış cam kırılır küçük parçalarİnç kare başına 6.000 pound-kuvvet (psi), temperli cam ise 10.000 psi'den az olmayan ve tipik olarak 24.000 psi civarında küçük parçalara ayrılır.

Ezilmiş eski cam parçaları, cam eritilmeden önce cam karışımına eklenerek yeni cama dönüştürülebilir. Eski cam veya "cam hurdası", öncelikle yeni camın içine sokulması durumunda özelliklerini zayıflatabilecek yabancı maddelerin varlığı açısından test edilmelidir.

İhtiyacınız olacak bileşenler:

• kuvars kumu (silikon dioksit);
• sodyum karbonat (soda);
• kalsiyum oksit (kalsiyum hidroksit);
• diğer oksitler ve tuzlar: (örneğin, magnezyum oksit, alüminyum oksit, demir oksit, magnezyum veya sodyum oksit veya isteğe göre kalsiyum tuzları);
• kurşun oksit (isteğe bağlı);
• ısıya dayanıklı pota, şekilli veya içi boş tüp;
• fırın veya cam ısıtma kabini - bu, cam üretimini tamamlar.

Her birimiz birden fazla kez camla karşılaştık. Herhangi bir okul çocuğu bu kırılgan ve şeffaf malzemenin ne olduğunu bilir. Her gün aynalarda, pencerelerde, tabaklarda ve mobilyalarda görüyoruz ama buna aşina mıyız? Nasıl üretilir, nedir ve camın özellikleri nelerdir?

Bu kelimenin anlamı nedir

Oldukça fazla var referans malzemeleri bu konuda yardımcı olabilir. En popüler kaynaklardan birine göre “cam” kelimesinin anlamı nedir? Ozhegov'un sözlüğü bu maddeyi, belirli metallerin oksitleriyle karıştırılmış kuvars kumundan elde edilen katı bir malzeme olarak nitelendiriyor. Tanım bile bu malzemenin üretim yöntemi hakkında fikir veriyor. Ancak bu konuya daha sonra geçeceğiz.

Elbette herkes camın şeffaf bir malzeme olduğuna alışıktır. Ancak Ozhegov'un sözlüğünün böyle bir açıklama sağlamadığını lütfen unutmayın. Cam sadece şeffaf değil aynı zamanda renkli veya buzlu da olabilir. Ancak malzemenin bileşimi önemsiz derecede farklıdır.

Cam neyden yapılır?

Standart cam bileşimi saf kireç ve soda karışımıdır. Malzemenin özelliklerini değiştirmek için çeşitli katkı maddeleri kullanılabilir. Ancak yine de ana bileşen saf nehir kumudur. Miktarı tüm karışımın yaklaşık% 75'idir. Soda kumu neredeyse 2 kat azaltmanıza olanak sağlar. Kireç, camı çoğu etkiden korur kimyasal maddeler ve aynı zamanda güç ve parlaklık katar.

Ek kirlilikler:

• Manganez. Belirli bir yeşil renk tonu elde etmek için cama eklenir. Diğer renkleri elde etmek için nikel veya krom kullanılabilir.
• Kurşun, cama ilave parlaklık ve karakteristik bir çınlama sesi verir. Malzeme dokunulduğunda soğur. Kurşunla karıştırılan cama kristal denir.
• Borik asit oksit ayrıca malzemeye ilave parlaklık ve şeffaflık kazandırırken ürünün termal genleşme katsayısını da azaltır.

Cam üretiminin tarihçesi

6000 yıl önce bile insanlar bu güzel ve kırılgan malzemenin nasıl yaratılacağını biliyorlardı. Elbette görünüşü biraz farklıydı. modern camÇünkü Eski Mısır ve Mezopotamya'da yüksek kaliteli kum temizleme ekipmanı ve diğer aletler yoktu. Ancak orada cam üretimi başladı. Darbelere karşı dayanıklılığı nedeniyle çevre bu materyal tarihçilere eski halkların kültürü ve teknik yetenekleri hakkında fikir verdi.

Rusya'daki ilk cam üretim tesisi 1636'da ortaya çıktı. Moskova yakınlarında bulunuyordu. Yemekler burada yaratıldı ve bu sanayi dalı Peter I döneminde büyük gelişme gösterdi.

Pompanın icat edilmesi ancak 1859 yılında mümkün olmuştur. yüksek basınç cam üfleyicilerin katılımı olmadan cam yaratılmasını mümkün kıldı. Bu çok önemli ve 19. yüzyılın başında malzemenin ilginç bir özelliği keşfedildi: eğer bitmiş ürün belirli bir sıcaklığa ısıtılırsa, Mekanik özellikler cam %400 artacak.

Modern üretim

Teknolojiler çok ileri adım attı ve her türlü malzemenin büyük miktarlarda ve en az insan çabasıyla yaratılmasını mümkün kıldı. Şu anda, standart yerleşik teknoloji kullanılarak camın oluşturulduğu birçok fabrika bulunmaktadır. Ne oldu modern malzeme Erimiş kuvarsit kumundan elde edilen teknolojiyi öğrenerek öğreneceğiz. Örnek olarak sac malzemeyi ele alalım.

Aşamalara göre cam üretimi:

1. Gerekli tüm bileşenler fırına yüklenir ve sıvı homojen bir kütle oluşana kadar ısıtılır.
2. Özel bir homojenleştiricide bu alaşım homojen hale gelinceye kadar karıştırılır.
3. Ortaya çıkan kütle, dibinde erimiş kalay bulunan düz bir kaba dökülür. Orada cam dağıtılarak tek tip ince bir tabaka oluşturulur.
4. Soğuyan ve sertleşen malzeme konveyöre gönderilir. Orada cam kalınlığı kontrol ediliyor ve kesiliyor. Testi geçemeyen malzemeler ve arızalı parçalar yeniden eritilmeye gönderilir.
5. Son bir kalite kontrolü gerçekleştirilir ve ardından cam, bitmiş ürün deposuna ulaşır.

Cam türleri

Şu anda, bu malzeme en yaygın olanlardan biridir. Şaşılacak bir şey yok Çeşitli türler hem görünüm hem de özellik bakımından farklılık gösteren gözlükler fiziki ozellikleri. Bunlardan bazıları:

1. Kristal cam. Bu kurşun içeren bir malzemedir. Yukarıda bahsetmiştik.
2. En saf kumu içerdiğinden son derece dayanıklıdır. Sıcaklık dalgalanmalarına dayanabilir, bu nedenle optik aletler, laboratuvar cam eşyaları ve pencereler oluşturmak için kullanılır.
3. Köpük cam. Kolay inşaat malzemesi hem duvarları hem de zeminleri bitirmek ve döşemek için kullanılabilir. Yüksek ısı ve ses yalıtım özelliklerine sahip olması nedeniyle çok sayıda boşluk içerir.
4. Cam yünü. İnce ve çok sağlam ipliklerden oluşan hacimli, havadar bir malzeme. Ateşe dayanıklıdır, bu nedenle sadece inşaatta değil aynı zamanda itfaiyeciler ve kaynakçılar için kıyafetlerin dikilmesinde de kullanılır.

Cam uygulaması

Özelliklere bağlı olarak ve dış görünüş Bu malzeme hemen hemen her amaç için kullanılabilir. Günümüzde üretilen camın ana tüketicisi inşaat sektörüdür. Üretilen malzemenin yarısından fazlasını kullanır. Amacı çok çeşitli olabilir - duvar kaplaması, pencere camı, içi boş tuğladan duvar yapımı, ısı yalıtımı vb. İnşaat alanı aynı zamanda Gotik pencerenin ne olduğunu da içeriyor, muhtemelen herkes biliyor. Kural olarak, büyük miktar renkli cam. Günümüzde vitray pencereler alaka düzeyini kaybetmemiş ve hem inşaatta hem de mobilya üretiminde kullanılmaktadır.

Popülerlik açısından ikinci sırada çeşitli amaçlara yönelik cam kaplar yer almaktadır. Biraz daha az sofra takımı üretiliyor. Camın kimya endüstrisinde vazgeçilmez bir malzeme olduğunu, çünkü çoğu reaktife karşı dayanıklı olduğunu belirtmekte fayda var.

Fiziki ozellikleri

Diğer malzemeler gibi camın da belirli bir alanda kullanmadan önce bilmeniz gereken bir takım nitelikleri vardır.

1. Yoğunluk. Karışımın bileşimine ve üretim yöntemine bağlı olarak değişiklik gösterebilir. Camın yoğunluğu 220 ila 650 kg/m3 arasında değişebilir.
2. Kırılganlık. Bu özellik ayırt edici özellik camdır ve inşaat alanında kullanımını sınırlar. Şu anda bilim insanları malzemenin gücünü en üst düzeye çıkaran daha karmaşık alaşımlar yaratıyor.
3. Isı dayanıklılığı. Sıradan cam 90 o C'ye kadar sıcaklıklara dayanabilir. İşlemden sonra termal özellikler Malzemeler önemli ölçüde artırıldı. Örneğin, endüstriyel cam 200 o C'nin üzerindeki sıcaklıklara dayanabilir.

Cam hakkında çok şey öğrendik; ne olduğu, nasıl üretildiği ve hangi özelliklere sahip olduğu. Biraz ara vermenin ve en çok tanımanın zamanı geldi ilginç gerçekler Bu çok yaygın malzeme hakkında. Çok az kişi şunu biliyor:

• Çatlağın hızı 4828 km/saattir.
• Bu malzemenin bozunma süresi yaklaşık bir milyon yıldır.
• Cam neredeyse hiç kalite kaybı olmadan tekrar tekrar eritilebilir. Bu bakımdan neredeyse hiç analogu yoktur.
• Amorf bir malzeme olduğundan erimiş cam hızla soğutulduğunda katılaşmaz. Bu özel koşullar gerektirir.

Camın inşaatta ve insan yaşamının diğer alanlarında bu kadar aktif kullanılması boşuna değildir. Elbette uzun süre en popüler malzemelerden biri olmaya devam edecek. Bu ifade, camın yaratılmasına yönelik bileşenlerin Dünya'da büyük miktarlarda mevcut olması nedeniyle cam imalatının gücü, dayanıklılığı ve göreceli kolaylığı ile desteklenmektedir.