14. Охарактеризовать основные виды стекол, применяемые сырье и материалы для производства стекла.

Стекло – аморфное тело, получаемое переохлаждением расплава независимо от состава и температурной области затвердевания.

Основными сырьевыми материалами являются кварцевый песок, известняк, сода и другие минеральные вещества.

Общие требования ко всем стеклообразующим материалам:

- чистота, определяемая количеством красящих примесей;

- однородность (критерием является содержание основного вещества и степень зернистости);

Кварцевый песок используется для введения основного стеклообразующего окисла – кремнезема; он белый или светло-серого цвета.

Карбонатные материалы (доломит, известняки, мел).

Полевые шпаты и пегматит эти материалы неоднородны по химическому составу, но значительно легче очищаются от примесей железа. Лучшие полевые шпаты используют для производства изоляторов. В производстве стеклянной посуды применяют полевые шпаты и пегматиты проросшие кристаллами кварца.

Сода и поташ являются наиболее дорогим сырьем в стекольной промышленности. Поэтому применяют в производстве наиболее ценных стекол – хрустальных, оптических.

Бура и борная кислота придают стеклу легкоплавкость, ускоряют варку, облегчают очистку стекла, понижают вязкость стекломассы, увеличивает показатель преломления.

Свинцовый сурик используют при варке хрусталя. Стекло становится более легкоплавким, поддающимся механической обработке – гранению, шлифованию, полированию.

Стекольный бой для ускорения варки стекла (используют 20-40%).

Вспомогательные материалы:

- осветлители – способствуют удалению из стекломассы видимых газовых пузырей;

- обесцвечиватели – для устранения нежелательных зеленоватых или желтоватых оттенков, сообщаемых стекломассе примесями;

- глушители – применяют для получения молочно-белого, непрозрачного, полупрозрачного стекла;

- красители – соединения различных металлов, которые при варке стекла либо растворяются в нем, либо равномерно распределяются в стекломассе.

Состав стекла является важным фактором, обусловливающим свойства и назначение изделий. Для изготовления посуды и художественно-декоративных изделий применяется силикатные стекла, которые по особенностям состава подразделяются на два вида: бессвинцовые (обыкновенные) и свинцовые (хрустальные).

Основными видами обыкновенных стекол являются известково-натриевые,, известково- калиевые, известково-натриево-калиевые стеклообразующие оксиды.

Хрустальные стекла (в зависимости от содержания оксида свинца) вырабатывают трех видов: тяжелый хрусталь, легкий хрусталь и полухрусталь.

Фосфатные и боратные стекла используют главным образом в технических и специальных целях.

Смешанные стекла, например боросиликатные, применяются для получения термически устойчивых изделий (кухонная посуда), в оптике и для других целей.

Одной из разновидностей специальных стекол является ситалл – новый класс материалов, обладающий рядом специфических свойств.

Обыкновенные стекла – наиболее легкие, хрупкие, достаточно твердые и термостойкие, имеют средние показатели оптических свойств (пропускание, поглощение, преломление и отражение света), высокую химическую стойкость.

Хрустальные стекла значительно плотнее, а следовательно, тяжелее, мягче обыкновенных, термически и химически менее устойчивы, однако по оптическим свойствам они значительно превосходят обыкновенные.

Боросиликатные стекла по плотности и массе занимают промежуточное положение: из-за зеленоватого оттенка по оптическим свойствам значительно уступают первым двум, однако превосходят их по твердости, термической и химической устойчивости.

Ситаллы по многим показателям свойств схожи с боросиликатными стеклами, однако более термически, механически и химически устойчивы. По сравнению с обыкновенными стеклами они в 4-10 раз прочнее, способны выдерживать перепады температуры до 1000 ºС. Ситаллы имеют бело-молочный цвет, поэтому прозрачность, лучепреломление и другие оптические свойства у них ниже.