Из чего состоит стекло
Основу стекла составляет один из самых распространенных материалов – кварцевый песок. Кажется удивительным и непостижимым, каким образом из этой сыпучей массы, не отличающейся прозрачностью, в итоге получается бесцветное монолитное стекло, через которое человек ежедневно смотрит на окружающий его мир.
Секрет заключается в температурном воздействии. Песок подвергают специальной обработке, нагреваясь до критических температур. При этом отдельные частички сыпучего вещества спекаются и сплавляются между собой. Затем следует быстрое охлаждение получившейся массы, в ходе которого песчинки просто не успевают вернуться в первоначальное состояние.
Песок – главный, но не единственный компонент, используемый при изготовлении стекла. Кроме него в состав массы добавляют известняк, воду и соду. А как сделать стекло цветным? И здесь имеются свои технологические и химические тонкости. Чтобы придать стеклу нужный оттенок, в расплавленную массу добавляют оксиды различных металлов.
Смесь оксидов меди и хрома, к примеру, даст зеленый цвет. Оксид кобальта способен придать стеклу синий оттенок.
Технология изготовления стекла
Процесс производства стекла начинается с тщательного дозирования компонентов. Для этой цели используют очень точные электронные весы. Отмеренные вещества помещают в массивную печь, где при высокой температуре смесь превращается в однородную массу. При этом из будущего стекла удаляются вредные газовые пузырьки.
Особенно широкое применение получило листовое стекло. Основная тонкость при его изготовлении состоит в том, чтобы придать прозрачному листу идеальную гладкость. Несколько десятилетий назад для этой цели использовали длинные конвейеры, снабженные очень тонкими роликами.
Раньше стекло перемещалось по роликовой поверхности и одновременно остывало. Но в итоге лист получался не вполне ровным и требовал тщательной полировки.
На помощь технологам пришли изобретатели. Они отыскали остроумный способ, позволяющий справиться с техническим противоречием, присущим описанной выше задаче. Изготовленный стеклянный лист решили окунать в ванну, наполненную расплавленным оловом, имеющим определенную температуру. Плотность стекла ниже, чем у этого металла. Поэтому лист плавал по поверхности олова, охлаждаясь и становясь почти идеально гладким. Надобность в дополнительном полировании готового изделия отпала («Найти идею», Г.С. Альтшуллер, 1986).
На последнем этапе технологического процесса происходит автоматический контроль качества стекла. Точная аппаратура выявляет возможные дефекты в материале, а сканер маркирует проблемные места. После этого большие полотна стекла режутся на стандартные листы, а дефектные участки при этом удаляются. Отходы производства, впрочем, тут же идут в дело – их добавляют к очередной порции стеклянной массы.