Výroba skla je veľmi starodávny proces, pričom archeologické dôkazy o výrobe skla siahajú až do roku 2500 pred n. L. Kedysi vzácne a cenené umenie, výroba skla sa stala bežným priemyslom. Sklenené výrobky sa používajú komerčne aj v domácnosti ako nádoby, izolátory, vystužujúce vlákna, šošovky a dekoratívne umenie. Aj keď sa materiály použité na ich výrobu môžu líšiť, všeobecný postup výroby skla je rovnaký a je popísaný nižšie.
Kroky
Metóda 1 z 2: Použitie pece alebo pece
Krok 1. Získajte kremičitý piesok
Kremičitý piesok, nazývaný aj kremenný piesok, je primárnou zložkou výroby skla. Sklo bez prímesí železa sa hľadá pre kusy číreho skla, pretože železo spôsobí, že sklo bude v prítomnosti prítomné nazelenalé.
- Pri manipulácii s extrémne jemnozrnným kremičitým pieskom noste tvárovú masku. Pri vdýchnutí môže podráždiť hrdlo a pľúca.
- Kremičitý piesok je dostupný u online predajcov. Je to dosť lacné - malé množstvá by nemali stáť viac ako 20 dolárov. Ak chcete pôsobiť v priemyselnom meradle, špecializovaní maloobchodníci môžu pri veľkých objednávkach ponúkať konkurencieschopné ceny - niekedy nižšie ako 100 dolárov za tonu.
- Ak nie je možné nájsť piesok dostatočne zbavený nečistôt železa, je možné ich tónovaciemu účinku zabrániť pridaním malého množstva oxidu manganičitého. Alebo, ak chcete nazelenalé sklo, nechajte žehličku!
Krok 2. Do piesku pridajte uhličitan sodný a oxid vápenatý
Uhličitan sodný (bežne nazývaný sóda na pranie) znižuje teplotu potrebnú na komerčné použitie skla. Umožňuje však vode prejsť sklom, preto sa pridáva oxid vápenatý alebo vápno, ktoré túto vlastnosť vyvracia. Na zvýšenie odolnosti skla je možné tiež pridať oxidy horčíka a/alebo hliníka. Tieto prísady spravidla zaberajú najviac 26 až 30 percent sklenej zmesi.
Krok 3. Pridajte ďalšie chemikálie, v závislosti od účelu určenia skla
Najbežnejším doplnkom dekoratívneho skla je oxid olovnatý, ktorý dodáva lesk krištáľovému sklu a mäkkosť, ktoré uľahčuje rezanie, a tiež znižuje teplotu topenia. Šošovky môžu kvôli svojim refrakčným vlastnostiam obsahovať oxid lantanitý, zatiaľ čo železo pomáha sklu absorbovať teplo.
Olovnatý kryštál môže obsahovať až 33 percent oxidu olovnatého; čím viac oxidu olovnatého, tým viac zručností je potrebných na tvarovanie roztaveného skla, preto sa mnoho výrobcov olovnatých kryštálov rozhodne pre menší obsah olova
Krok 4. Pridajte chemikálie, aby sa v skle vytvorila požadovaná farba, ak existuje
Ako je uvedené vyššie, nečistoty železa v kremennom piesku spôsobujú, že sklo vyrobené z neho vyzerá nazelenalé, takže sa na zvýšenie zelenkastého odtieňa pridáva oxid železitý, rovnako ako oxid meďnatý. Zlúčeniny síry produkujú žltkastý, jantárový, hnedastý alebo dokonca načernalý odtieň v závislosti od toho, koľko uhlíka alebo železa sa do zmesi tiež pridáva.
Krok 5. Zmes umiestnite do dobrého žiaruvzdorného téglika alebo držiaka
Nádoba by mala odolávať extrémne vysokým teplotám v peci - v závislosti od vašich prísad sa vaša sklenená zmes môže roztaviť v rozmedzí teplôt od 1 500 do 2 500 stupňov Celzia. Váš kontajner by mal byť tiež ľahko uchopiteľný kovovými háčikmi a stĺpmi.
Krok 6. Roztopte zmes na kvapalinu
V prípade komerčného kremičitého skla sa to robí v plynovej peci, zatiaľ čo špeciálne sklá je možné vytvoriť pomocou elektrickej taviacej pece, hrncovej pece alebo pece.
Kremenný piesok bez prísad sa stáva sklom pri teplote 2 300 stupňov Celzia (4 172 stupňov Fahrenheita). Pridanie uhličitanu sodného (sódy) zníži teplotu potrebnú na výrobu skla na 1 500 stupňov Celzia (2 732 stupňov Fahrenheita)
Krok 7. Homogenizujte a odstráňte bubliny z roztaveného skla
To znamená miešať zmes na konzistentnú hrúbku a pridávať chemikálie, ako je síran sodný, chlorid sodný alebo oxid antimónu.
Krok 8. Vyformujte roztavené sklo
Tvarovanie skla je možné vykonať jedným z niekoľkých spôsobov:
- Roztavené sklo je možné naliať do formy a nechať vychladnúť. Túto metódu používali Egypťania a je to aj to, koľko šošoviek je dnes vytvorených.
- Na konci dutej trubice sa môže zhromaždiť veľké množstvo roztaveného skla, do ktorého sa vháňa, zatiaľ čo sa rúrka otáča. Sklo je tvarované vzduchom vstupujúcim do trubice, gravitáciou sa ťahá roztavené sklo a akékoľvek nástroje, ktoré fúkač skla používa na spracovanie roztaveného skla.
- Roztavené sklo je možné naliať do kúpeľa s roztaveným cínom na podporu a otryskať stlačeným dusíkom, aby sa vytvarovalo a vyleštilo. Sklo vyrobené touto metódou sa nazýva plavené sklo a takto sa sklenené tabule vyrábajú od päťdesiatych rokov minulého storočia.
Krok 9. Pomaly schlaďte pohár v peci
Tento proces sa nazýva žíhanie a odstraňuje všetky body napätia, ktoré sa mohli v skle vytvoriť počas chladenia. Sklo, ktoré nebolo žíhané, je výrazne slabšie. Akonáhle je tento proces dokončený, sklo môže byť potom potiahnuté, laminované alebo inak upravené, aby sa zlepšila jeho pevnosť a trvanlivosť.
- Presná teplota žíhania sa môže líšiť v závislosti od presného zloženia skla od najnižších 750 stupňov Fahrenheita až po 1000 stupňov Fahrenheita. Rýchlosť, ktorou sa sklo musí ochladzovať, sa môže tiež meniť - spravidla sa väčšie kusy skla musia ochladzovať pomalšie ako menšie kusy. Pred začiatkom si preštudujte správne metódy žíhania.
- Súvisiacim procesom je temperovanie, pri ktorom sa tvarované a leštené sklo vloží do pece vyhriatej na najmenej 600 stupňov Celzia (1, 112 stupňov Fahrenheita) a potom sa rýchlo ochladí („uhasí“) výbuchmi vzduchu pod vysokým tlakom. Žíhané sklo sa rozpadá na črepy pri tlaku 6 000 libier na štvorcový palec (psi), zatiaľ čo tvrdené sklo sa rozpadá na malé kúsky pri tlaku najmenej 10 000 psi a zvyčajne pri tlaku asi 24 000 psi.
Metóda 2 z 2: Použitie grilu na drevené uhlie
Krok 1. Pripravte si provizórnu pec z grilu na drevené uhlie
Táto metóda využíva teplo generované veľkým ohňom na roztavenie kremičitého piesku na sklo. Použité materiály sú relatívne lacné a bežné - teoreticky vám bude stačiť krátka cesta do železiarstva, aby ste boli pripravení vyrobiť si vlastné sklo. Použite veľký gril na drevené uhlie - dobre fungujú „kupolovité“modely štandardnej veľkosti. Použite najhrubší a najsilnejší dostupný gril. Väčšina grilov na drevené uhlie bude mať v spodnej časti otvor - tento otvor otvorte.
- Aj pri extrémne vysokých teplotách dosiahnutých pri tejto metóde môže byť ťažké rozpustiť kremičitý piesok v grile. Predtým, ako začnete, pridajte do piesku malé množstvo (asi 1/3 až 1/4 objemu piesku) sódy na pranie, vápna a/alebo boraxu. Tieto prísady znižujú teplotu topenia piesku.
- Ak sa chystáte fúkať do skla, majte poruke dlhú dutú kovovú trubicu. Ak ho chcete naliať do formy, pripravte si formu vopred. Chcete formu, ktorá sa nespáli ani neroztopí z tepla roztaveného skla - dobre funguje grafit.
Krok 2. Poznáte nebezpečenstvá tejto metódy
Táto metóda posunie konvenčný gril nad normálne teplotné limity - taký horúci, že je dokonca možné roztopiť aj samotný gril. Táto metóda môže spôsobiť ťažké zranenie alebo smrť ak sa to pokúsi bezohľadne. Postupujte opatrne. Majte poruke veľké množstvo nečistôt alebo piesku alebo hasiaci prístroj určený na vysoké teploty, aby v prípade potreby oheň uhasil.
Krok 3. Vykonajte všetky možné opatrenia na ochranu seba a svojho majetku pred vysokými teplotami
Skúste túto metódu na špinavom alebo piesočnatom povrchu vonku s dostatkom miesta. Ak to vykonáte na holom betónovom povrchu, ktorý nie je pokrytý pieskom alebo špinou, môže to mať za následok výbuch betónu, keď naňho spadne horúce roztavené sklo. Nepoužívajte žiadne nenahraditeľné zariadenia. Postavte sa jasne grilu, zatiaľ čo ohrievate sklo. Mali by ste tiež nosiť čo najviac ochranného oblečenia vrátane:
- Odolné rukavice alebo rukavice do rúry
- Maska zvárača
- Odolná zástera
- Tepelne odolné oblečenie
Krok 4. Získajte vákuum v obchode s dlhým nástavcom na hadicu
Pomocou lepiacej pásky alebo iným spôsobom nakloňte hadicu tak, aby vháňala priamo do spodného otvoru bez toho, aby ste sa dotkli hlavného tela grilu. Možno budete chcieť hadicu pripevniť k jednému z kolies alebo kolies grilu. Hlavnú vákuovú jednotku držte čo najďalej od grilu.
- Uistite sa, že je hadica zaistená a nepohybuje sa - ak sa uvoľní počas výroby skla, mali by ste nie priblížte sa k grilu, ak je extrémne horúci.
- Zapnite vákuum a vyskúšajte si polohu hadice. Presná hadica bude fúkať priamo do vetracieho otvoru.
Krok 5. Vnútro grilu vyložte dreveným uhlím
Na grilovanie mäsa použite viac dreveného uhlia, ako by ste použili. Úspešné výsledky sa dosiahli naplnením grilu takmer po okraj. Do stredu grilu obklopeného dreveným uhlím umiestnite liatinový hrniec alebo téglik s pieskom.
Drevené uhlie z tvrdého dreva (alebo „hrudky“) horí rýchlejšie a rýchlejšie ako briketové uhlie, takže je lepšou voľbou, ak je k dispozícii
Krok 6. Zapáľte drevené uhlie
V obaloch dreveného uhlia zistíte, či je možné uhlie zapáliť priamo alebo či vyžaduje ľahšiu kvapalinu. Nechajte plamene rovnomerne šíriť.
Krok 7. Počkajte, kým sa drevené uhlie neroztopí
Keď sú uhlie sivasté a vyžarujú oranžovú žiaru, sú pripravené. Teplo by ste mali cítiť už len z toho, že stojíte blízko grilu.
Krok 8. Zapnite obchodný vysávač, aby sa do dreveného uhlia priviedol vzduch
Uhlie napájané vzduchom zospodu môže horieť extrémne horúco (až do 2 000 stupňov Fahrenheita.) Dávajte si pozor - môže dôjsť k veľkému vzplanutiu.
Ak sa vám stále nedarí dosiahnuť dostatočne vysoké teploty, experimentujte s výmenou veka za súčasného prívodu vzduchu cez prieduch
Krok 9. Keď je vaše sklo roztavené, veľmi opatrne ho vyberte a vytvarujte pomocou kovových nástrojov
Vzhľadom na nízku teplotu grilovacej metódy môže byť roztavené sklo tuhšie a ťažšie spracovateľné ako sklo z pece. Vytvarujte ho trubicou, formičkou alebo iným nástrojom ako obvykle.
Tipy
- Niektoré plážové piesky je možné použiť namiesto čistého kremičitého piesku, hoci výsledné sklo môže byť nepriehľadné, bez farby alebo môže mať menšiu kvalitu. Používajte najbielší, najjemnejší a najjednotnejší piesok, aký je k dispozícii.
- Ak je váš piesok alebo prísady hrubozrnný, rozdrvte ich na kašu pomocou mažiara alebo mechanického mlynčeka. Častice jemnejších zŕn sa topia rýchlejšie.
-
Rozomleté kúsky starého skla je možné pred roztavením pridať do piesku, aby sa recyklovalo do nového skla. Staré sklo alebo „črepy“je potrebné najskôr skontrolovať, či neobsahujú nečistoty, ktoré by oslabili nové sklo vyrobené s ním - hľadajte bubliny.
Pri brúsení skla noste tvárovú masku, aby ste predišli náhodnému vdýchnutiu
- Na horenie alebo rezanie malých kúskov, tyčí alebo prameňov používajte vysokoteplotnú fúkačku.
Varovania
- Vždy buďte opatrní v blízkosti zdrojov tepla. Nikdy sa nepokúšajte vyrábať sklo okolo detí alebo domácich zvierat.
-
Hasenie extrémne horúcich požiarov vodou ich môže ešte zhoršiť. Napríklad oheň, ktorý horí pri 2 000 stupňoch Celzia, je dostatočne horúci na to, aby rozdelil vodu (H2O) na svoje zložky atómy vodíka a kyslíka a uvoľnil obrovské množstvo tepelnej energie. Pri veľmi horúcich požiaroch je najlepšie mať poruke veľké vedro špiny alebo piesku.
Hasiace prístroje triedy D obsahujú chlorid sodný (kuchynská soľ) a používajú sa na hasenie kovových požiarov
