З чого роблять скло :: Наука

Зі склом та виробами з нього сучасна людина стикається практично кожен день. Цей матеріал настільки міцно увійшов у повсякденне життя, що рідко хто замислюється про те, як і з чого його виробляють. А адже технологія виготовлення скла дуже цікава і сповнена самих різних хитрощів.

З чого складається скло

Основу скла складає один з найпоширеніших матеріалів - кварцовий пісок. Здається дивним і незбагненним, яким чином з цієї сипучої маси, що не відрізняється прозорістю, в підсумку виходить безбарвне монолітне скло, через яке людина щодня дивиться на навколишній світ.

Секрет полягає в температурному впливі. Пісок піддають спеціальній обробці, нагріваючись до критичних температур. При цьому окремі частинки сипучої речовини спекаются і сплавляються між собою. Потім слід швидке охолодження отриманої маси, в ході якого піщинки просто не встигають повернутися в первісний стан.

Пісок - головний, але не єдиний компонент, використовуваний при виготовленні скла. Крім нього до складу маси додають вапняк, воду і соду. А як зробити скло кольоровим? І тут є свої технологічні та хімічні тонкощі. Щоб додати склу потрібний відтінок, в розплавлену масу додають оксиди різних металів.

Суміш оксидів міді та хрому, наприклад, дасть зелений колір. Оксид кобальту здатний додати склу синій відтінок.

Технологія виготовлення скла

Процес виробництва скла починається з ретельного дозування компонентів. Для цієї мети використовують дуже точні електронні ваги. Відміряні речовини поміщають в масивну піч, де при високій температурі суміш перетворюється в однорідну масу. При цьому з майбутнього скла віддаляються шкідливі газові бульбашки.

Особливо широке застосування отримало листове скло. Основна тонкість при його виготовленні полягає в тому, щоб надати прозорому листу ідеальну гладкість. Кілька десятиліть тому для цієї мети використовували довгі конвеєри, забезпечені дуже тонкими роликами.

Раніше скло переміщалася по роликовій поверхні і одночасно остигало. Але в підсумку лист виходив не цілком рівним і вимагав ретельної полірування.

На допомогу технологам прийшли винахідники. Вони відшукали дотепний спосіб, що дозволяє впоратися з технічним протиріччям, властивим описаної вище задачі. Виготовлений скляний лист вирішили занурювати у ванну, наповнену розплавленим оловом, які мають певну температуру. Щільність скла нижче, ніж у цього металу. Тому лист плавав по поверхні олова, охолоджуючись і стаючи майже ідеально гладким. Потреба в додатковому полировании готового виробу відпала («Знайти ідею», Г.С. Альтшуллер, 1986).

На останньому етапі технологічного процесу відбувається автоматичний контроль якості скла. Точна апаратура виявляє можливі дефекти в матеріалі, а сканер маркує проблемні місця. Після цього великі полотна скла ріжуться на стандартні аркуші, а дефектні ділянки при цьому віддаляються. Відходи виробництва, втім, тут же йдуть у справу - їх додають до чергової порції скляної маси.