Izrada stakla vrlo je drevan proces, s arheološkim dokazima o proizvodnji stakla koji datiraju prije 2500 godina prije Krista. Nekada rijetka i cijenjena umjetnost, proizvodnja stakla postala je uobičajena industrija. Stakleni proizvodi se komercijalno koriste u kući kao spremnici, izolatori, armirajuća vlakna, leće i ukrasna umjetnost. Iako se materijali koji se koriste za njihovu izradu mogu razlikovati, opći postupak izrade stakla je isti i opisan je u nastavku.
Koraci
Metoda 1 od 2: Korištenje peći ili peći
Korak 1. Nabavite silikatni pijesak
Također nazvan kvarcni pijesak, silicijev pijesak primarni je sastojak u proizvodnji stakla. Staklo bez nečistoća željeza traži se za prozirne komade stakla, jer će željezo uzrokovati da staklo izgleda zelenkasto.
- Nosite masku za lice ako rukujete izuzetno sitnozrnatim silicijevim pijeskom. Ako se udiše, može nadražiti grlo i pluća.
- Silikatni pijesak dostupan je u mrežnim maloprodajama. Prilično je jeftino - male količine ne bi trebale koštati više od 20 dolara. Ako želite raditi u industrijskim razmjerima, specijalizirani trgovci mogu ponuditi konkurentne cijene za velike narudžbe - ponekad niže od 100 USD po toni.
- Ako nije moguće pronaći pijesak dovoljno slobodan od nečistoća željeza, njihov učinak nijansiranja može se suprotstaviti dodavanjem malih količina manganovog dioksida. Ili, ako želite zelenkasto staklo, ostavite glačalo unutra!
Korak 2. Dodajte natrij karbonat i kalcijev oksid u pijesak
Natrijev karbonat (obično se naziva soda za pranje) snižava temperaturu potrebnu za komercijalnu izradu stakla. Međutim, dopušta prolaz vode kroz staklo, pa se dodaje kalcijev oksid ili vapno da poništi ovo svojstvo. Također se mogu dodati oksidi magnezija i/ili aluminija kako bi staklo bilo izdržljivije. Općenito, ti dodaci zauzimaju najviše 26 do 30 posto staklene smjese.
Korak 3. Dodajte druge kemikalije, ovisno o namjeni stakla
Najčešći dodatak ukrasnom staklu je olovni oksid, koji daje sjaj u kristalnom staklenom posuđu, kao i mekoću koja olakšava rezanje, a također snižava točku taljenja. Leće za naočale mogu sadržavati lantanov oksid zbog njegovih lomnih svojstava, dok željezo pomaže staklu da apsorbira toplinu.
Olovni kristal može sadržavati do 33 posto olovnog oksida; međutim, što je više olovnog oksida, potrebno je više vještine za oblikovanje staljenog stakla, pa se mnogi proizvođači olovnih kristala odlučuju za manji sadržaj olova
Korak 4. Dodajte kemikalije za proizvodnju željene boje u staklu, ako ga ima
Kao što je gore navedeno, nečistoće željeza u kvarcnom pijesku čine da staklo napravljeno s njim izgleda zelenkasto, pa se dodaje željezov oksid kako bi se povećala zelenkasta nijansa, kao i oksid bakra. Spojevi sumpora proizvode žućkastu, jantarnu, smećkastu ili čak crnu boju, ovisno o tome koliko je smjese također dodano ugljika ili željeza.
Korak 5. Smjesu stavite u dobar lonac ili držač otporan na toplinu
Spremnik bi trebao podnijeti iznimno visoke temperature u peći - ovisno o vašim aditivima, vaša se staklena smjesa može otopiti na rasponu temperatura između 1, 500 i 2, 500 stupnjeva Celzijusa. Vaš se spremnik također treba lako uhvatiti metalnim kukama i motkama.
Korak 6. Otopite smjesu u tekućinu
Za komercijalno staklo od silicijevog dioksida to se radi u peći na plin, dok se posebna stakla mogu stvoriti pomoću električne tališta, lončane peći ili peći.
Kvarcni pijesak bez dodataka postaje staklo na temperaturi od 2, 300 stupnjeva Celzijusa (4, 172 stupnja Fahrenheita). Dodavanjem natrijevog karbonata (sode) smanjuje se temperatura potrebna za izradu stakla na 1,500 stupnjeva Celzijusa (2,732 stupnjeva Fahrenheita)
Korak 7. Homogenizirajte i uklonite mjehuriće iz rastopljenog stakla
To znači miješanje smjese do konzistentne gustoće i dodavanje kemikalija poput natrijevog sulfata, natrijevog klorida ili antimonovog oksida.
Korak 8. Oblikujte staljeno staklo
Oblikovanje stakla može se izvršiti na jedan od nekoliko načina:
- Rastopljeno staklo može se uliti u kalup i ostaviti da se ohladi. Ovu su metodu koristili Egipćani, a to je i koliko je leća danas stvoreno.
- Velika količina rastopljenog stakla može se skupiti na kraju šuplje cijevi, koja se zatim upuhuje dok se cijev okreće. Staklo je oblikovano zrakom koji ulazi u cijev, gravitacijom povlačeći rastopljeno staklo i bilo koji alat koji puhač koristi za obradu rastopljenog stakla.
- Rastopljeno staklo može se uliti u kupelj rastopljenog lima radi potpore i minirati dušikom pod tlakom kako bi se oblikovalo i poliralo. Staklo izrađeno ovom metodom naziva se float staklo, a tako se izrađuju staklena stakla od 1950 -ih.
Korak 9. Polako ohladite čašu u peći
Taj se postupak naziva žarenje i uklanja sve naponske točke koje su se mogle stvoriti u staklu tijekom hlađenja. Staklo koje nije žareno znatno je slabije. Nakon što je ovaj proces dovršen, staklo se tada može premazati, laminirati ili na drugi način obraditi kako bi se poboljšala njegova čvrstoća i izdržljivost.
- Precizna temperatura žarenja može varirati ovisno o preciznom sastavu stakla od čak 750 stupnjeva Celzijusa do čak 1000 stupnjeva Fahrenheita. Brzina kojom se staklo mora ohladiti također se može promijeniti - općenito, veći komadi stakla moraju se hladiti sporije od manjih komada. Prije početka istražite odgovarajuće metode žarenja.
- Srodan proces je kaljenje, pri čemu se oblikovano i polirano staklo stavlja u pećnicu zagrijanu na najmanje 600 stupnjeva Celzijusa (1, 112 stupnjeva Fahrenheita), a zatim se brzo hladi ("gasi") mlazovima zraka pri visokom tlaku. Žareno staklo lomi se u krhotine pri 6 000 funti po kvadratnom inču (psi), dok se kaljeno staklo lomi na male komade na najmanje 10 000 psi i obično na oko 24 000 psi.
Metoda 2 od 2: Korištenje roštilja na ugljen
Korak 1. Pripremite improviziranu peć s roštilja na ugljen
Ova metoda koristi toplinu nastalu velikom vatrom ugljena za otapanje silicijevog pijeska u staklo. Korišteni materijali relativno su jeftini i uobičajeni - teoretski, sve što vam je potrebno je kratki odlazak u željezaru kako biste bili spremni za izradu vlastitog stakla. Koristite veliki roštilj na ugljen - modeli "kupole" standardne veličine dobro rade. Upotrijebite najdeblji i najtvrđi roštilj na raspolaganju. Većina roštilja na ugljen imat će otvor na dnu - otvorite ovaj otvor.
- Čak i pri izuzetno visokim temperaturama postignutima ovom metodom, može biti teško otopiti silicijev pijesak u roštilju. Dodajte malu količinu (otprilike 1/3 do 1/4 volumena vašeg pijeska) sode za pranje rublja, vapna i/ili boraksa prije nego počnete. Ovi aditivi snižavaju temperaturu taljenja pijeska.
- Ako ćete puhati u čašu, neka vam pri ruci bude duga, šuplja metalna cijev. Ako ćete ga uliti u kalup, prethodno ga pripremite. Želite kalup koji neće izgorjeti ili se rastopiti od topline rastopljenog stakla - grafit dobro radi.
Korak 2. Upoznajte opasnosti ove metode
Ova metoda će konvencionalni roštilj gurnuti preko granica normalne temperature - toliko vruće da je čak moguće i otopiti sam roštilj. Ova metoda može uzrokovati teške ozljede ili smrt ako se pokuša nesmotreno. Pažljivo nastavi. Imajte pri ruci veliku količinu prljavštine ili pijeska ili aparata za gašenje požara za visoke temperature kako biste ugasili vatru ako je potrebno.
Korak 3. Poduzmite sve moguće mjere kako biste zaštitili sebe i svoju imovinu od velike vrućine
Pokušajte ovu metodu na prljavoj ili pješčanoj površini na otvorenom s puno prostora. Ako to učinite na goloj betonskoj površini koja nije prekrivena pijeskom ili prljavštinom, može doći do eksplozije eksplozije betona ako se na njega ispusti vruće rastopljeno staklo. Nemojte koristiti nikakvu nezamjenjivu opremu. Stojte čisto roštilja dok zagrijavate čašu. Također biste trebali nositi što je moguće više zaštitne odjeće, uključujući:
- Teške rukavice ili rukavice za pećnicu
- Maska zavarivača
- Pregača za velike terete
- Odjeća otporna na toplinu
Korak 4. Nabavite vakuum u trgovini s dugim nastavkom za crijevo
Ljepljivom trakom ili drugom metodom, nagnite crijevo tako da puše izravno u donji otvor bez dodirivanja glavnog tijela roštilja. Možda biste željeli pričvrstiti crijevo na jednu od nogu ili kotača roštilja. Držite glavnu vakuumsku jedinicu što dalje od roštilja.
- Uvjerite se da je crijevo čvrsto i da se neće pomaknuti - ako se olabavi dok pravite čašu, trebali biste ne priđite roštilju ako je izuzetno vruće.
- Uključite usisavač kako biste provjerili položaj crijeva. Točno crijevo puhat će izravno u ventilacijski otvor.
Korak 5. Unutrašnjost roštilja obložite ugljenom
Za pečenje mesa koristite više ugljena nego što biste to učinili. Uspješni rezultati postignuti su punjenjem roštilja gotovo do ruba. Stavite lonac ili lončić od lijevanog željeza u središte roštilja, okruženi ugljenom.
Drveni ugljen od tvrdog drva (ili "paušalnog") sagorijeva brže i brže od drvenog ugljena od briketa, što ga čini boljim izborom ako je dostupan
Korak 6. Zapalite ugljen
Posavjetujte se s pakiranjem drvenog ugljena kako biste saznali može li se vaš ugljen izravno zapaliti ili mu je potrebna upaljačka tekućina. Dopustite da se plamen ravnomjerno širi.
Korak 7. Pričekajte da se ugljen zagrije
Kad ugljen postane sivkast i odiše narančastim sjajem, spremni su. Trebali biste moći osjetiti toplinu jednostavno stojeći kraj roštilja.
Korak 8. Uključite usisavač u trgovini kako biste unijeli zrak u ugljen
Ugljen koji se sa dna hrani zrakom može gorjeti izuzetno vruće (do 2 000 stupnjeva celzijusa.) Pazite - može doći do velikih plamena.
Ako još uvijek ne možete postići dovoljno visoke temperature, eksperimentirajte sa zamjenom poklopca dok unosite zrak kroz otvor za ventilaciju
Korak 9. Kad se vaše staklo otopi, vrlo pažljivo upotrijebite metalne alate da biste ga uklonili i oblikovali
Zbog niske temperature metode roštilja, rastaljeno staklo može biti tvrđe i teže za rad od stakla iz peći. Oblikujte ga cijevi, kalupom ili drugim alatom kao što biste to inače učinili.
Savjeti
- Neki pijesak za plažu mogu se koristiti umjesto čistog silicijevog pijeska, iako rezultirajuće staklo može biti neprozirno, bez boje ili slabije kvalitete. Koristite najbjelji, najfiniji i najujednačeniji pijesak koji je dostupan.
- Ako su vaš pijesak ili dodaci krupnozrnati, usitnite ih žbukom ili tučkom ili mehaničkom brusilicom. Čestice sitnijeg zrna brže se tope.
-
Izmrvljeni komadi starog stakla mogu se dodati u pijesak prije taljenja kako bi se reciklirali u novo staklo. Staro staklo, ili "čaša", prvo se mora provjeriti na nečistoće koje bi oslabile novo staklo napravljeno s njim - potražite mjehuriće.
Prilikom brušenja stakla nosite masku za lice kako biste spriječili slučajno udisanje
- Za spajanje ili rezanje malih komada, šipki ili niti upotrijebite visokotemperaturnu gorionicu.
Upozorenja
- Stalno Budite oprezni u blizini izvora visoke topline. Nikada ne pokušavajte stvarati staklo oko djece ili kućnih ljubimaca.
-
Gašenje izuzetno vrućih požara vodom može ih pogoršati. Na primjer, vatra koja izgara na 2 000 stupnjeva Celzijusa dovoljno je vruća da razdvoji vodu (H2O) na sastavne dijelove atome vodika i kisika, oslobađajući ogromnu količinu toplinske energije. Za jako vruće požare najbolje je držati veliku kantu prljavštine ili pijeska pri ruci.
Aparati za gašenje požara klase D sadrže natrijev klorid (kuhinjska sol) i koriste se za gašenje metalnih požara
