如何制作玻璃

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作者: Louise Ward
创建日期: 11 二月 2021
更新日期: 1 七月 2024
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沙子是怎么变成透明玻璃的?两千度高温炼化,详解玻璃制作全过程
视频: 沙子是怎么变成透明玻璃的?两千度高温炼化,详解玻璃制作全过程

内容

在本文中:使用烤箱使用木炭烧烤文章摘要6参考文献

玻璃的制造是一个非常古老的过程,考古证据使我们可以追溯到公元前2500年。 J.-C.在过去,稀有且昂贵的技术诀窍使玻璃制造如今已成为与其他行业一样的行业。玻璃产品是商业产品,在家中用作容器,绝缘材料,纤维增强材料,还用于制造光学镜片和装饰艺术品。尽管使用的原料可能有所不同,但制造玻璃的一般过程保持不变。


阶段

方法1:使用烤箱



  1. 得到一些硅质的沙子。 硅砂也称为石英砂,是玻璃制造中的基本成分。不含铁杂质的玻璃用于制造透明玻璃物体。的确,铁颗粒使玻璃呈绿色。
    • 如果要处理极细的硅砂,请戴上口罩。如果吸入,会刺激喉咙和肺部。
    • 硅砂可在在线商家处找到。它不是很昂贵,少量的价格不应该超过20欧元。如果您想以工业规模生产玻璃,专业的经销商可以为您提供具有竞争力的大批量价格,有时每吨不到100欧元。
    • 如果找不到含铁量足够的沙子,可以通过添加少量二氧化锰来绕过它们对玻璃颜色的影响。而且,如果您想要带有绿色色调的玻璃,请将其留在铁颗粒中!


  2. 将碳酸钠和氧化钙添加到沙子中。 碳酸钠也对应于“苏打晶体”,可以降低工业生产玻璃所需的温度水平。但是,它会使水通过玻璃,然后必须添加氧化钙或石灰来抵消这种性能。还可以添加镁和/或铝的氧化物以使玻璃更耐久。通常,这些添加剂的含量不超过玻璃组成的26%至30%。


  3. 根据所需结果添加其他化学品。 拥有装饰玻璃时,最常见的添加剂是氧化铅,氧化铅可提供水晶玻璃的光彩,以及能够切割玻璃或降低其熔融温度所需的柔韧性。光学透镜可能包含具有折射特性的氧化镧,而铁会吸收热量。
    • 铅晶体最多可包含33%的氧化铅。但是,氧化铅越多,能够使熔融玻璃成形的知识就越多。因此,大多数铅晶体制造商选择较低比例的氧化铅。



  4. 添加化学药品以获得特定的颜色。 如上所述,石英砂中的铁颗粒使玻璃具有绿色外观,因此要获得真实的绿色色调,请添加氧化铁或氧化铜。取决于还添加到混合物中的碳或铁的量,硫化合物使得可以获得黄色,琥珀色,棕色或什至​​黑色的颜色。


  5. 将混合物放在坩埚中。 您也可以使用耐热容器。它必须能够承受烤箱内部的极高温度。取决于混合物中存在的添加剂,它可能在1500至2500°C的温度下熔化。还必须用钩子和金属杆抓住容器。


  6. 熔化混合物直至变成液体。 对于商用石英玻璃,此操作在燃气烤箱中进行。但是可以使用电熔炉或锅式炉来制造特定的玻璃。
    • 没有添加剂的石英砂在2300°C的温度下转化为玻璃。添加碳酸钠(氢氧化钠)可降低在1500°C转变为玻璃所需的温度。


  7. 均质化并去除融化玻璃中的气泡。 为此,请搅拌混合物直至达到均匀的稠度,然后添加硫酸钠,氯化钠或氧化锑等化学物质。


  8. 塑造融化的玻璃。 这可以通过不同的方式来完成。
    • 可以将熔融玻璃倒入模具中并使其冷却。这种方法被埃及人使用,这也是当今许多光学眼镜的制造方法。
    • 大量的熔融玻璃可以放在空心管的末端。然后,我们通过转动管子吹入管子。玻璃是通过进入管子的空气,重力在熔融玻璃上的拉力以及吹玻璃机用来加工熔融玻璃的各种工具而成形的。
    • 可以将熔融玻璃倒入将要携带的熔融浴中,然后喷射加压氮气以进行成形和抛光。如此获得的玻璃称为浮法玻璃,是自1950年代以来用于制造玻璃板的技术。



  9. 让玻璃冷却。 小心不要将玻璃杯放在可能引起搅动或灰尘,树叶或水落在玻璃上的地方。将冷的材料放在热的玻璃上可能会使玻璃破裂。


  10. 对玻璃进行热处理以增强强度。 此过程称为退火,它消除了冷却过程中可能形成的所有应力点。如果不对玻璃进行退火处理,则电阻会大大降低。一旦完成该过程,就可以覆盖,层压或重新加工玻璃以提高其强度和耐用性。
    • 确切的退火温度可以根据玻璃的组成而变化。温度范围从400到600°C(华氏750到1,000华氏度)。冷却速率也可以变化。通常,大块玻璃必须比小块玻璃冷却更长的时间。开始之前寻找合适的退火温度。
    • 玻璃钢化是一个相关的过程,其中将预制和抛光的玻璃放入加热到至少600°C的烤箱中,然后用高压空气快速冷却(“淬火”)。退火玻璃在414 bar的压力下会破碎,而钢化玻璃在655 bar的压力下会破碎。

方法2:使用木炭烧烤



  1. 用木炭烤架准备一个临时烤箱。 该方法利用大火产生的热量熔化二氧化硅,然后将其变成玻璃。使用的材料不是很昂贵,并且很容易找到。从理论上讲,您需要的所有东西都可以在DIY商店中找到,您可以迅速准备好自己制作杯子。使用大型木炭烧烤架。带有标准尺寸盖子的圆形烧烤非常好用。使用最厚最坚固的烧烤。大多数木炭烧烤炉的背面都有一个开口,必须将其打开。
    • 尽管使用这种方法可以达到很高的温度,但仍然难以在烧烤炉上融化硅砂。在开始之前,向您的沙子中添加少量(约占沙子体积的1/3或1/4)苏打,石灰或硼砂。这些添加剂降低了沙子的熔化温度。
    • 如果要吹玻璃,请在附近放置一根长的空心金属管。如果打算将其倒入模具中,请准备模具。应当注意,模具不会因熔融玻璃的热量而熔化或燃烧。石墨模具工作良好。


  2. 小心点 您应该意识到这种方法的危险,因为它将使您的家用烧烤炉超出其温度极限,从而可能使烧烤炉本身融化。这种方法会导致 重伤或死亡 如果您的尝试不明智。所以要非常小心。如有必要,请靠近沙子或高温灭火器进行灭火。


  3. 采取所有可能的预防措施。 您将必须保护自己并保护高温附近的物体。在室外,水泥地面和较大空间中使用此方法。请勿使用任何不可更换的设备。 远离 加热玻璃杯时烧烤。您还必须穿戴最多的防护服,包括:
    • 高防护手套
    • 焊工的面具,
    • 高防护围裙
    • 耐热服装。


  4. 用长软管抽真空。 使用胶带或其他方法引导软管,以使软管直接吹入格栅背面的开口中,而不触及格栅的主体。您也可以将软管连接到一只脚或一个烧烤轮上。真空吸尘器本身应尽可能远离烤架。
    • 确保软管牢固并且不会移动。制作玻璃时,如果它开始移动,请不要靠近它 烧烤,因为它会非常热。
    • 启动真空吸尘器以测试其位置。正确放置的管道将直接吹向烧烤口。


  5. 将木炭烤架的内部排成一行。 使用比烧烤肉更多的木炭。通过将烤肉几乎填满,已经取得了良好的效果。将装有沙子的铸铁锅或坩埚放在烧烤炉的中央,周围放满木炭。
    • 木炭比煤球加热更快。因此,如果可能的话,优选使用。


  6. 点燃木炭。 检查木炭包装是否可以直接点燃或使用液体打火机。火焰必须均匀传播。


  7. 等到煤变热。 当煤灰变成橙色并发出橙色光时,表明煤已准备就绪。当您靠近烧烤炉时,您应该感到高温。


  8. 启动真空吸尘器,将空气引入余烬。 当从下面用空气燃烧煤炭时,煤炭可能变得非常热(最高1100°C或2,000华氏度)。注意,可能会出现大的上升火焰。
    • 如果仍然无法达到足够高的温度,则在将空气引入开口时尝试更换盖子。


  9. 知道如何从火上移开玻璃。 当玻璃熔化时,请格外小心地使用金属仪器将其从火中移出并成型。由于烧烤方法的低温,与烤箱中的熔融玻璃相比,熔融玻璃可能更坚硬且更难以加工。像平时一样,用管子,模具或其他工具将其成形。