21. Материалы из стекла: основы технологии.

Основные технологические операции при производстве материалов из стекла — варка и формование.

Варка стекла производится в печах различного типа. Листовое светопрозрачное стекло варят в ванных печах непрерывного действия. При этом выделяют пять стадий стекловарения:

• силикатообразование при температуре 800 — 900 °С,

• стеклообразование (1100...1200 °С),

• осветление и гомогенизация (1400...1600 °С),

• студка(1100...1200 °С).

Этап формования стекломассы. При производстве материалов из стекла применяют следующие способы формования:

• прессование,

• прокат,

• вытягивание,

• формование на расплаве металла (флоат-способ).

Принцип вертикального вытягивания состоит в транспортировании снизу вверх с помощью валков машины ленты стекломассы (после студки) шириной до 3 м.

Флоат-способ— наиболее производителен и эффективен. Поверхность ленты стекла получается гладкой, не требующей шлифовки и полировки, нижняя — за счет контакта с предельно ровной поверхностью расплавленного металла, а верхняя — поверхностного натяжения.

После формования материал подвергают отжигу. В результате снижаются полученные при формовании внутренние температурные напряжения, возникающие при более высокой скорости остывания наружных слоев стекла по сравнению с внутренними. Наружные слои стремятся к сжатию, а более нагретые внутренние препятствуют этому.

Отделку лицевой поверхности стекла производят

• механическим,

• химическим способами

• путем нанесения различных покрытий.

Механическая обработка включает

• пескоструйную,

• ультразвуковую отделку,

• резку,

• шлифование,

• гравирование и др.

Химическая обработка включает

• травление и матирование (обработку поверхности парами фтористого водорода, плавиковой кислотой, матирующими пастами или другими веществами),

• химическое полирование,

• выщелачивание (для повышения светопропускания и получения «радужного» эффекта), декорирование цветными протравами (диффузия) и др.

Покрытия на поверхность стекол наносят в виде слоев керамических и других красок, эмалей, фактурных посыпок, люстров, силиконовых растворов, солей и оксидов металлов и др. В результате воздействия нагревом ниже температуры размягчения стекла происходит сплавление поверхностного слоя с нанесенным покрытием (пиролитический процесс).

22. Номенклатура материалов из стекла

Материалы из стекла и других минеральных расплавов можно разделить на две основные группы: светопрозрачные и непрозрачные (облицовочные, специального назначения: теплоизоляционные, звукопоглощающие, кислотоупорные).

Светопрозрачные материалы и изделия

• Витринное стекло представляет собой крупногабаритные бесцветные листы, как правило, полированные. Один из наименьших размеров 1700 х 1250 мм, наибольших — 3500 х 6000 мм при толщине 5,5...10 мм.

• Флоат-стекло толщиной от 3 до 25 мм и с наибольшим размером 3,2 х 6 м, получаемое формованием на расплаве металла, не имеет оптических дефектов.

• Узорчатое, матовое и матово-узорчатое стекла отличаются оригинальными эстетическими характеристиками. Узорчатое стекло имеет на одной или обеих поверхностях четкий рельефный рисунок глубиной 0,5...1,5 мм. Узорчатое стекло может быть бесцветным, цветным и армированным.

• Матовое стекло получают из оконного стекла толщиной 3...6 мм при помощи пескоструйной или химической обработки одной или обеих сторон.

• Матово-узорчатое стекло изготавливают аналогичной обработкой одной поверхности по трафарету с определенным рисунком.

• Цветное стекло может быть однослойным, окрашенным в массе и двухслойным из бесцветной стекломассы с цветным накладным слоем толщиной 1 мм.

• Армированное стекло имеет внутри параллельно поверхностям сварную светлую металлическую сетку из термообработанной стальной проволоки диаметром 0,35—0,45 мм. Стекломасса армируется в процессе формования способом проката. Прочность стекла при этом не увеличивается и даже снижается, но такое стекло безопасно.

• Закаленное стекло имеет сравнительно высокую механическую прочность и термостойкость. Это достигается обработкой листового стекла толщиной 4,5...6,5 мм — нагреванием до +640 ± 10 °С и последующим резким, но равномерным охлаждением поверхностей потоком воздуха, реже жидкостью.

• Многослойные стекла, среди которых выделяют стекла повышенной безопасности — триплекс — из двух листов, склеенных полимерной пленкой; повышенной безопасности и прочности, в т.ч. пуленепробиваемые — из склеенных листов закаленного стекла.

К светонепрозрачным облицовочным материалам из стекла относятся

• Стемалит — листы плоского стекла, внутренняя сторона которых окрашена керамической краской.

• Марблит — материал в виде плоских прямоугольных или квадратных плит с полированной лицевой и рифленой внутренней поверхностью. Его производят из глушеной цветной стекломассы. Выделяют две разновидности марблита — стекломрамор и декоративный марблит.

• Эмалированные плитки — изготавливают из отходов оконного или витринного стекла, разрезая его по заданным размерам и покрывая с одной стороны слоем эмали, закрепляемой при термообработке.

• Смальта — куски глушеного цветного стекла неправильной формы толщиной до 10 мм, полученные из стекломассы отливкой или прессованием.

• Ситаллы получают путем полной или частичной кристаллизации стеклянных расплавов. Используют также шлакоситаллы — плотный тонкозернистый материал, получаемый при кристаллизации стекла на основе металлургических шлаков, кварцeвого песка и специальных добавок.

• Пеностекло — высокопористый материал (пористость до 94 %), получаемый при спекании порошка стеклянного боя с газообразователями