Интересные факты о стекле для витражного мастерства
Изготовление стекла считалось прежде большим искусством. Дошел рассказ, что во времена римского императора Тиберия (42 г. до н. э.) некто открыл небьющееся стекло. Тиберий приказал казнить этого человека, чтобы его открытие не привело к обесцениванию стекла. Сегодня изобретатели, работающие в области стеклянной индустрии, могут не опасаться подобной участи. Напротив, все усилия сводятся к тому, чтобы сделать стекло возможно дешевле.
Другое дело стекло. В нем не найти кристаллов. Не существует в нем и резкого перехода при какой-то определенной температуре от жидкого состояния к твердому (или обратно). Расплавленное стекло (стекломасса) в большом интервале температур остается твердым. Если мы примем вязкость воды за 1, то вязкость расплавленного стекла при 1400°С составляет 13 500. Если охладить стекло до 1000°С, оно станет тягучим и в 2 млн. раз более вязким, чем вода. (Например, нагруженная стеклянная трубка или лист со временем прогибаются.) При еще более низкой температуре стекло превращается в жидкость с бесконечно высокой вязкостью.
Главная составляющая стекол — диоксид кремния, или кремнезем, -SiO2.’ В наиболее чистом виде он представлен в природе белым кварцевым песком. Диоксид кремния кристаллизуется при переходе от расплава к твердому состоянию сравнительно постепенно. Кварцевый расплав можно охладить ниже его температуры затвердения, и он при этом не станет твердым. Существует немало и других жидкостей и растворов, которые также можно переохладить. Но только кварц поддается переохлаждению настолько, что теряет способность к образованию кристаллов. Диоксид кремния остается тогда «свободным от кристаллов», то есть «жидкообразным».
Перерабатывать чистый кварц было бы слишком дорого, прежде всего из-за его сравнительно высокой температуры плавления. Поэтому технические стекла содержат лишь от 50 до 80% диоксида кремния. Для понижения точки плавления в состав таких стекол вводятся добавки оксида натрия, глинозема и извести. Получения определенных свойств достигают добавками еще некоторых химических веществ. Знаменитое свинцовое стекло, которое тщательно шлифуется при изготовлении чаш или ваз, обязано своим блеском присутствию в нем около 18% свинца.
Стекло для зеркал содержит преимущественно дешевые компоненты, снижающие температуру плавления. В больших ваннах (как называют их стекловары), вмещающих более 1000 т стекла, сначала расплавляют легкоплавкие вещества. Расплавленная сода и другие химические вещества растворяют кварц (как вода поваренную соль). Таким простым средством удается перевести диоксид кремния в жидкое состояние уже при температуре около 1000° С (хотя в чистом виде он начинает плавиться лишь при гораздо более высоких температурах). К большой досаде стекловаров из стекломассы выделяются газы. При 1000°С расплав еще слишком вязок для свободного выхода газовых пузырьков. Для дегазации его следует довести до температуры 1400-1600°С. Столь высоких температур достигают в так называемых регенеративных стекловаренных печах, изобретенных в 1856 г. Фридрихом Сименсом. В них отработанные газы подогревают камеры предварительного нагрева, облицованные огнеупорными материалами. Как только эти камеры достаточно раскалятся, в них подают горючие газы и необходимый для их сгорания воздух. Возникающие при горении газы равномерно перемешивают расплавленное стекло, иначе перемешать тысячу тонн вязкого расплава было бы далеко не просто.
Современная стекловаренная печь — это печь непрерывного действия. С одной стороны в нее подаются исходные вещества, которые благодаря легкому наклону пода движутся, постепенно превращаясь в расплавленное стекло, к противоположной стороне (расстояние между стенками печи около 50 м). Там точно отмеренная порция готового стекла поступает на охлаждаемые валки. На всю длину стометрового участка охлаждения тянется стеклянная лента шириной в несколько метров. В конце этого участка машины режут ее на листы нужного формата и размера для зеркал или оконного стекла.
Сегодня листовое стекло движется по конвейеру, где на его поверхность последовательно наносится из пульверизаторов раствор соли серебра и восстановитель, который осаждает из раствора чистое серебро в тонкодисперсной (коллоидальной) форме; после этого на тонкий слой серебра наносится слой меди, защищающий пленку серебра, и в заключение оба металла покрываются лаком. Конвейерная лента движется со скоростью около 2,5 м/мин. Месячная продукция такого агрегата около 40 000 м2 зеркала.
Температура плавления стекла от 300 до 2500 ⁰С, в зависимости от компонентов входящих в его состав
В состав стекла входят кварцевый песок (около 70%), известь и сода.
Трещина разбитого стекла движется со скоростью 5000 км/ч
Стекло является рекордсменом по времени разложения, которое составляет порядка 1 миллиона лет.
Стекло, это материал, который перерабатывается на 100%, при этом, не теряя качества.
Переплавка стекла на 40% дешевле, чем его производство из первичных компонентов.
Из стекла можно сделать нити, гибкости которых будет достаточно для пошива ткани.
Красят стекло с помощью оксидов металлов, например, чтобы придать стеклу голубоватый или темно-красный оттенок используют окись железа, светло-желтого оттенка добиваются с помощью окиси урана, а фиолетового и коричневого с помощью никеля.
Для создания бронированного (пуленепробиваемого) стекла, накладывают несколько слоев стекол друг на друга, связывая полимерной пленкой, затем получившийся «бутерброд» нагревают в печи и под высоким давлением прокатывают станком.
Ветровое стекло автомобиля не рассыпается на кусочки из-за полимерной пленки, как и в случае с бронированным стеклом.
Чтобы сделать матовое стекло прозрачным, нужно просто наклеить на него прозрачный скотч, клей скотча сглаживает неровности, в результате свет не рассеивается, а проходит как через обыкновенное стекло.
Небьющееся стекло случайно изобрел Эдуард Бенедиктус французский химик в 1903 г., уронив колбу с нитроцеллюлозой.
К его удивлению стекло не разлетелось на осколки, а лишь немного треснуло. Так Бенедиктус воплотил в жизнь первые лобовые стекла. Первое пуленепробиваемое стекло было установлено в 1941 году в окна Овального кабинета Белого дома США. Самым древним образцом стеклоделия является зеленоватая бусина диметром 9 мм, найденная Флиндерсом Питри близ Фив, по мнению ученых ее возраст составляет порядка пяти с половиной тысяч лет. Хранится она в Берлинском музее.
В Европе в средние века, широкое распространение имело психическое расстройство, при котором больной утверждал, что сделан из стекла и может в любой момент разбиться. Страдали таким расстройством, почему то преимущественно вельможи, одним из которых был французский король Шарль VI. Он категорически запрещал дотрагиваться до себя и носил только мягкую толстую одежду, что бы ненароком «не разбиться».
