Dodaj do listy

Szkło

Szkłem nazywa się amorficzne ciało stało stałe, które powstaje przez stopienie, a następnie przechłodzenie surowców używanych do wyrobu szkła. Do surowców niezbędnych, używanych zawsze w produkcji szkła zalicza się:

- piasek Piasek luźna skała osadowa, okruchowa. Zbudowana głównie z kwarcu, o średnicy ziarna od 0,1 do 2 mm. W procesie skałotwórczym w wyniku związania ziaren piasku (scementowania) powstaje piaskowiec. Piasek ma... Czytaj dalej Słownik geograficzny kwarcowy (szklarski), stanowiący niemal 70 % masy całego zestawu surowcowego. Piasek szklarski musi być bardzo czysty i drobnoziarnisty. Wprowadza on krzemionkę, czyli tlenek krzemu (IV) - SiO2 .

- soda kalcynowa, jest następnym niezwykle ważnym substratem w produkcji szkła. Wprowadza do mieszanki surowcowej sód w postaci węglanu wapnia (Na2CO3).

- mączka wapienna, czyli rozdrobnione kamienie wapienne, głównie kredy i wapienie, są źródłem węglanu wapnia (CaCO3).

- dolomity Dolomity pasmo górskie w Włoszech należące do Alp. Najwyższym szczytem jest Marmolada (3342 m n.p.m.). Zbudowane są głównie z dolomitów i wapieni triasowych.
Czytaj dalej Słownik geograficzny
- skały, których głównym składnikiem są sole węglanowe wapnia i magnezu (MgCO3∙ CaCO3).

- stłuczka szklana, czyli potłuczone kawałki szkła, będące odpadami w produkcji przemysłowej tego tworzywa.

Bardzo ważną cechą z punktu widzenie fizyko-chemicznego jest brak uporządkowania dalekiego zasięgu w szkle. Oznacza to, że atomy, cząsteczki, budujące szkło, nie tworzą żadnej regularnej struktury, w przeciwieństwie np. do minerałów.

Kolejną charakterystyczną cechą szkła jest niemożliwość określenia stałej temperatury topnienia i krzepnięcia dla szkła. Zarówno krzepniecie, jak i topnienie zachodzi powoli i płynnie. Szkło podczas ogrzewania stopniowo mięknie stając się plastyczna masą , łatwo formującą się, natomiast w czasie oziębiania powoli traci tą plastyczność, aż do zastygnięcia w postaci twardego i sztywnego materiału.

Zastosowanie:

Szkło znamy bardzo dobrze z życia codziennego, jest tworzywem niezwykle popularnym i chętnie wykorzystywanym. Warto przedstawić asortyment wyrobów szklanych, by zobaczyć, jak wiele zastosowań znajduje to tworzywo:

- Szkło opakowaniowe:

W szklanych opakowaniach przechowuje się żywność, napoje (np. butelki, słoiki), kosmetyki, a także farmaceutyki (np. ampułki, fiolki), czy odczynniki chemiczne.

- Szkło gospodarcze:

Do szkła gospodarczego zalicza się wszelkie naczynia szklane - talerze, szklanki, kufle, kieliszki; szkło ozdobne i dekoracyjne, czyli różnego rodzaju wazony, klosze lamp, kryształy i inne przedmioty, a także szkło niezbędne do wyrobu żarówek.

- Szkło budowlane:

Budownictwo jest działem techniki o dużym zapotrzebowaniu na materiały szklarskie. Do szkła budowlanego możemy zaliczyć znane z życia codziennego szkło płaskie, z którego wykonuje się szyby okienne, a także inne materiały, takie jak: włókna szklane, wata szklane, izolacje szklane, szkło piankowe.

- Szkło techniczne:

Oprócz wyżej wymienionych popularnych i znanych nam zastosowań szkła, tworzywo to używa się także w nowoczesnej technice. Służy do wyrobu soczewek i pryzmatów w optyce, wytwarza się także specjalne szkło elektrotechniczne oraz szkła dla optoelektroniki. Włókna szklane wykorzystuje się do projektowania nowoczesnych tworzyw i kompozytów. Wyrabia się z niego także szkło laboratoryjne.

Właściwości szkła:

Szkło jest materiałem często wykorzystywanym w przemyśle, warto zastanowić się, co sprawia, że jest ono tak chętnie stosowane. Poniżej przedstawione najważniejsze zalety szkła:

- Materiał odporny na działanie czynników atmosferycznych, może chronić przed deszczem, wiatrem i in.

- Szkło wykazuje dużą odporność na działanie odczynników chemicznych, można w nim swobodnie trzymać kwasy (wyjątek stanowi kwas fluorowodorowy, który roztwarza szkło - ta właściwość znalazła zastosowanie do grawerowanie wzorów na szkle za pomocą kwasu fluorowodorowego) oraz większość zasad.

- Wykazuje małą przewodność elektryczną i cieplną, przez co szkło jest stosowane jako materiał izolacyjny.

- Jest substancja niepalna, więc nie stanowi zagrożenia pożarowego.

- Ze stopionej masy szklarskiej łatwo formuje się różne kształty produktów.

- Jest tworzywem przeźroczystym, przepuszcza niemal 90 % promieni słonecznych, wykazując jednocześnie zdolność do selektywnej absorpcji

- Poza tym jest nieprzenikalny dla gazów oraz cieczy.

Niestety, jak każde tworzywo posiada wady. Największa wadą szkła jest jego kruchość i mała wytrzymałość na naprężenia cieplne.

Szkło produkuje się w hutach szkła. Są to zakłady produkcyjne, w których z przygotowanych mieszanek surowców wytapia się masę szklaną. Z niej następnie formuje się odpowiednio pożądane kształty dla wyrobów. Proces topienia zachodzi w bardzo wysokich temperaturach dochodzących nawet do 1500 - 1600 ºC. W tym czasie zachodzi wiele skomplikowanych przemian fizyko - chemicznych surowców, doprowadzających do roztworzenia ziaren kwarcu, wydzielenia się gazów odpadowych (głównie dwutlenku węgla) i w efekcie utworzenia jednorodnej stopionej masy. Masę taką dalej klaruje się - pozbywa się z niej pęcherzyków gazu oraz powoli studzi się. Kolejnym etapem jest formowanie pożądanych kształtów wyrobów szklarskich. Istnieje wiele metod formowania szkła m.in. wydmuchiwanie, prasowanie, ciągnięcie szkła lub jego walcowanie. Często w celu wzmocnienie szkła hartuje się go, czyli ponownie ogrzewa się do temperatury ok. 700ºC i gwałtownie chłodzi.

Historia:

Historia szkła jest historia, pochodząca jeszcze z czasów starożytnych. Szacuje się, że pierwsze ośrodki szklarskie znajdowały się w Babilonii i Egipcie ok. 3 000 lat p.n.e. W czasach nowożytnych pierwsze huty szkła powstały we Włoszech, w okolicach Wenecji. Znalezione na terenach Polski najstarsze wyroby ze szkła szacuje się na ok. X wiek. Dziś do najbardziej rozwiniętych pod względem produkcji szkła państw należą: USA, Japonia, Rosja, Niemcy, Francja Francja Republika Francuska. Członek Unii Europejskiej. Państwo położone w zachodniej Europie nad Oceanem Atlantyckim i Morzem Śródziemnym. Powierzchnia 551 500 km2. Liczba ludności 59 191 tys. (2001 r.).... Czytaj dalej Słownik geograficzny i Wielka Brytania. W Polsce największe huty szkła znajdują się w Szklarskiej Porębie, Krośnie , Wałbrzych i Sandomierzu.

Właściwości szkła można łatwo modyfikować, dodając do masy szklanej odpowiednie substancje. Pożądany kolor szkła uzyskuje się przez dodanie zazwyczaj kationów metali. Jony metali grup przejściowych posiadają właściwości barwiące. Przykładowo:

- chrom (Cr) i żelazo (Fe) - barwi szkło na zielono

- mangan (Mn) i nikiel (Ni) - na fioletowo

- kobalt (Co) - na niebiesko

W celu uzyskania odpowiedniej intensywności barwy stosuje się biel cynkową (ZnO), mającą właściwości odbarwiające.

Oprócz koloru możemy tez modyfikować inne właściwości szkła. Dodatek glinu, czy boru sprawia, że szkło wykazuje wyższą odporność mechaniczną i termiczną. Dodatek, z kolei tlenku ołowiu zmienia współczynnik załamania tego szkła. Właściwość ta jest wykorzystywana w optyce.

W zależności od składu surowcowego możemy wyróżnić kilka rodzajów szkła.

Szkło potasowe - oprócz podstawowego składu surowcowego zawiera jeszcze tlenek potasu. Dodatek tej substancji sprawia, że szkło topi się w temperaturze wyższej niż zwykle szkło. Ten rodzaj Rodzaj jednostka systematyczna - jedna z kategorii w systemie klasyfikacji roślin i zwierząt, wyższa od gatunku, a niższa od rodziny, np. rodzaj szczur obejmuje gatunki: szczur śniady, szczur wędrowny; rodzaj... Czytaj dalej Słownik biologiczny szkła jest stosowany do wyrobu naczyń żaroodpornych ora szkła laboratoryjnego. Łatwo można go poznać, po lekko zielonym zabarwieniu.

Szkło sodowe - szkło, z którym najczęściej spotykamy się w życiu codziennym, jest stosowane do wyrobu butelek, naczyń stołowych i szyb okiennych. Zawiera wysoką zawartość tlenku sodu. Jest szkłem dość kruchym.

Szkło hartowane - szkło o dużej odporności mechanicznej. Szkło takie, w przeciwieństwie do tradycyjnego szkła rozbija się na małe kawałki o zaokrąglonych brzegach. Jest stosowane coraz częściej do wyrobów codziennego użytku, ponieważ jest bezpieczniejsze.