Душа в стекле: как превратить битые стёкла и бутылки — в шедевры

Душа в стекле: как превратить битые стёкла и бутылки — в шедевры

Петропавловск-Камчатский, 22 мая — АиФ-Камчатка. Когда основоположник микроскопии Антонио Левенгук корпел над своими линзами и рассматривал в них прежде никем не виданные микроорганизмы, он даже и представить себе не мог, что через 300 лет его научные опыты могут стать для кого-то толчком к творчеству.

…Ученик 8 класса средней школы № 35 в Петропавловске Сергей САМОХИН, прочитав о выдающемся исследователе в учебнике по химии, взял горелку, «поджарил» битое стекло и… превратил его в каплю. Восхищению не было предела. Так, один за другим, из различных осколков стали появляться цветы, рыбы, птицы, животные… И, конечно же, один из первых скорпионов в благодарность был подарен учителю химии Светлане Ребровой.

Можно ли расплавить стекло и что для этого нужно

Плавка стекла осуществляется при больших температурах. Нет точного значения, его определяют экспериментальным путем. От того, какие примеси и в каком количестве содержатся в стекле, зависит время нагрева. Обычно для каждого конкретного вида определены средние значения температуры плавления стекла, которые были получены при их изучении и тестировании в лабораториях. Наиболее распространенные виды плавятся при следующих температурах:

• Простое стекло – 700-750 о С.
• Стекло для изготовления посуды и тары – 1200-1400 о С.
• Ампульное – 1500-1800 о С.
• Кварцевое – 1650 о С.

На предприятиях, которые работают со стеклом, температура в печах поддерживается на уровне 1600 о С.

Бутылочное стекло

Есть два метода плавления стекла – литье и моллирование. При литье оно расплавляется до жидкого состояния и им заполняются необходимые формы (молды). Моллирование – процесс, при котором стекло нагревается до тягучего состояния и становится гнущимся и податливым. В таком состоянии с ним работают стеклодувы, изгибая и вытягивая материал.

Моллирование стекла

Как видно, температура расплавленного стекла имеет большие значения, достичь которых можно, если использовать качественную муфельную печь.

Плавка стекла

Расплавить такой материал дома очень просто. Надо только приобрести специальную печь, которая обойдется примерно в 7 тысяч рублей. Однако расходы быстро себя окупят, ведь у вас практически не будет конкурентов.

Печь может работать почти с любой моделью микроволновки. Предварительно нужно вынуть оттуда специальную тарелку для подогрева и прогреть печку.

При помощи стеклореза нужно нарезать стекло на кусочки. Из фазовой бумаги вырежьте кусок, чуть больше, чем предполагаемое готовое изделие. На бумаге выкладываем желаемый узор и помещаем его на дно печи. Закрываем крышку и включаем микроволновку на самой высокую мощность на 2 минуты.

Когда внутри печи увидите оранжевое свечение, значит, стекло начало плавиться. Теперь наденьте перчатки и осторожно проверьте состояние изделия, приоткрыв печь. Если оно еще не готово, продолжайте запекание, но не более 5 минут, так как это может навредить печи.

Когда закончите выпекание, извлекайте печь, не открывайте ее до полного остывания для предотвращения повреждения изделия.

После остывания материал приобретет такой же вид, каким был до плавления.

Плавка стекла

Расплавить такой материал дома очень просто. Надо только приобрести специальную печь, которая обойдется примерно в 7 тысяч рублей. Однако расходы быстро себя окупят, ведь у вас практически не будет конкурентов.

Печь может работать почти с любой моделью микроволновки. Предварительно нужно вынуть оттуда специальную тарелку для подогрева и прогреть печку.

При помощи стеклореза нужно нарезать стекло на кусочки. Из фазовой бумаги вырежьте кусок, чуть больше, чем предполагаемое готовое изделие. На бумаге выкладываем желаемый узор и помещаем его на дно печи. Закрываем крышку и включаем микроволновку на самой высокую мощность на 2 минуты.

Когда внутри печи увидите оранжевое свечение, значит, стекло начало плавиться. Теперь наденьте перчатки и осторожно проверьте состояние изделия, приоткрыв печь. Если оно еще не готово, продолжайте запекание, но не более 5 минут, так как это может навредить печи.

Когда закончите выпекание, извлекайте печь, не открывайте ее до полного остывания для предотвращения повреждения изделия.

После остывания материал приобретет такой же вид, каким был до плавления.

Материал, из которого делают стекло

Чтобы изготовить стекло понадобится кремнистый песок, который иначе называют кварцевым. Этот элемент – основа производства стеклянного полотна. Для получения прозрачного стекла необходимо брать кремнистый песок без присутствия железа. Примесь железа в кварцевом песке приводит к тому, что итоговое полотно приобретает некоторый зеленоватый оттенок, интенсивность которого зависит от количества металла.

Когда найти кремнистый песок без большого объема примеси железа возможности нет, для нейтрализации зеленоватого оттенка в будущем стеклянном изделии нужно добавить незначительное количество диоксида марганца.

В кварцевый песок добавляют кальциевую окись и карбонат натрия. Сода (карбонат натрия) понижает температуру, необходимую для производства стеклянного полотна. Карбонат натрия и гидроокись кальция также препятствуют воде проникать сквозь стекло – их добавляют специально для нейтрализации этого свойства. Чтобы ликвидировать водопроницаемость и увеличить прочность стекла также применяют оксиды алюминия либо магния. Но, такие примеси составляют 26-30% стекольной шихты, не больше. При изготовлении цветного стекла используют некоторые «побочные» свойства химических элементов:

1. Чтобы получить зеленое стекло добавляют большой объем оксида меди, хрома либо железа.
2. Для желтого, черного, коричневого либо янтарного цвета в стекольную шихту вносят серу. Степень насыщенности цвета зависит от объема добавленного железа либо углерода.
3. Совмещение серы и бора приводит к синему тону.
4. Добавление марганца придает фиолетовый оттенок.
5. Соединения никеля позволяют получить красно-фиолетовый цвет.
6. При использовании окиси неодима стекло приобретает красный тон.
7. Розовый цвет получают при помощи оксида эрбия.

Для улучшения характеристик стеклянного изделия, в зависимости от итогового предназначения, добавляют и другие химические примеси. Наиболее применяемой добавкой в производстве декоративного стекла выступает оксид свинца, придающий блеск. Он приводит к повышению пластичности материала, что упрощает процесс резки и понижает температуру плавления. В случае линз для оптики привносят оксид лантана, повышающий преломляющие характеристики изделия. Железо применяют как добавку – когда необходимо повысить степень поглощения тепла стеклом.

Как делают стекло из песка

Скорее всего, вы знаете, что для изготовления стекла необходим песок, и действительно, он является самым главным ингредиентом. Чтобы стеклянное изделие получилось прозрачным, применяют кварцевый песок без примесей металлов, которые придают материалу цветные оттенки.

Чтобы изготовить стекло понадобится кремнистый песок, который иначе называют кварцевым.

Так как у кварцевого песка температура плавления 2300⁰С, то необходимы компоненты, которые помогут снизить ее, чтобы сделать процесс изготовления проще и доступнее. Таким ингредиентом стал карбонат натрия или обыкновенная кальцинированная сода, благодаря которой температуру плавки удалось понизить практически вдвое.

Сода (карбонат натрия) понижает температуру, необходимую для производства стеклянного полотна.

Из-за соды стекло получается водопроницаемым, что делает его непрактичным в быту и на производстве. Чтобы придать материалу прочности в сплав добавляют оксид кальция или известь. Дополнительно в составе могут присутствовать оксиды магния или алюминия для максимальной устойчивости к физическим и химическим факторам.

Для производства тонкого декоративного стекла, например, хрусталя в качестве добавки используют оксид свинца, которые придает изделиям блеск и хрупкость. В линзах очков обычно присутствует оксид лантана из-за способности преломлять лучи света.

Наиболее применяемой добавкой в производстве декоративного стекла выступает оксид свинца, придающий блеск.

Сапфировое стекло для очков изготавливают с добавлением оксида алюминия благодаря чему оно обретает максимальную твердость и устойчивость к физическим повреждениям. Чтобы изготовить цветное стекло, в сплав добавляют оксид железа для получения красного цвета, никель для коричневого и фиолетового оттенка, медь и хром для зеленого, кобальт для синего и другие металлы.

На производстве стекло изготавливают в несколько этапов: на первом ключевые компоненты плавят вместе в печи до получения однородного сплава, затем отправляют в емкость из олова, которое не смешивается со стеклом, сохраняя его однородность. Уже на этом этапе стекло постепенно охлаждается, становится гладким и тонким.

Для получения однородной массы надо удалить пузырьки – чтобы получить такой эффект стекловары делают постоянные помешивания, пока расплавленная стекольная масса не загустеет.

Полностью остывает сплав при движении по конвейеру, длина которого может достигать 100 м, это необходимо для предотвращения образования избыточного давления внутри сплава, что может привести к будущему браку. После конвейера стекло подвергается дальнейшей обработке для создания различных изделий.

Различаются стекла лишь составляющим материалом, которое используется для изготовления. А вот сам процесс практически одинаковый.

Принципы расчета

Произвести расчет температуры плавления стекла в домашних условиях – очень сложная задача. Она будет связана со многими трудностями, среди которых стоит выделить:

• 1. Необходимость обеспечения поэтапного повышения температуры расплавляемого тела строго на один градус. В противном случае невозможно будет достоверно установить, при каком именно показателе начинается процесс перехода из твердого состояния в жидкое, то есть эксперимент завершится неудачей.
• 2. Нужно найти очень точный термометр, способный замерять температуру до 2 тысяч градусов по Цельсию с минимальной погрешностью. Лучше всего подойдет электронный прибор, который будет стоит слишком дорого для бытовых опытов.
• 3. Проведение эксперимента дома в принципе не самая удачная идея, потому что придется искать посуду, в которой можно плавить стекло, раздобыть устойчивый источник огня, способный обеспечить нужный уровень подогрева, купить дорогостоящее оборудование.

Кратко о безопасности

Безопасность в деле с плавкой алюминия стоит на первом месте, ведь это достаточно опасное мероприятие, особенно если оно проводится кустарными методами. Что может пойти не так? Давайте посмотрим:

• Взрыв при попадании воды в расплав;
• Разлив высокотемпературного сырья, возможность получения ожогов;
• Опасность выхода огня из-под контроля;
• Попадание химически активных веществ в дыхательные пути, на роговицу глаз.

В связи с этим настоятельно рекомендуем не одевать синтетическую одежду во избежание её расплавления, использовать очки, респиратор, и желательно рукавицы сварщика. Если плавку алюминия планируется осуществлять на постоянной основе, было бы неплохо подыскать огнезащитный костюм.

Рынок

В 2019 году мировой рынок производства стекла оценивался в 127 миллиардов долларов, и, по прогнозам, в период с 2020 по 2027 год он будет расти на 4,1%.

Основными факторами, способными стимулировать рост рынка, являются постоянно растущий спрос на бытовую электронику и проникновение искусственного интеллекта в потребительские и бизнес-приложения.

Плоское стекло, как ожидается, будет играть ключевую роль в архитектурных решениях в течение ближайшего года.

Недавняя тенденция предполагает быстрый переход в архитектуре зданий, который максимизирует естественный дневной свет за счет интеграции плоского стекла в крыши и фасады. Поскольку плоское низкоэмиссионное стекло с тройной изоляцией из серебра способствует значительной экономии энергии, его можно широко использовать в экологичных зданиях по всему миру. Солнечное плоское стекло, вероятно, также значительно вырастет в ближайшие несколько лет.

В настоящее время Китай является ведущим мировым экспортером стекла и изделий из него, на его экспорт приходится более 23% мирового экспорта стекла и изделий из него на сумму около 18 миллиардов долларов. На долю Германии и США приходится примерно 9% и 7% мирового экспорта стекла.