Kaca silikat: produksi dan penggunaan

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-02 13:57

Kaca adalah salah satu bahan paling populer yang diminati di berbagai bidang kehidupan. Ini digunakan dalam pekerjaan konstruksi dan finishing, karya seni terapan dan seni tinggi dibuat darinya, dan digunakan dalam industri luar angkasa. Ini adalah salah satu bahan komposisi yang tersedia dan sederhana. Jenis yang paling sering kita jumpai dan menggunakan produk darinya adalah kaca silikat.

Apa ini?

Potongan kaca tertua adalah manik-manik yang ditemukan selama penggalian di Mesir, para ilmuwan percaya bahwa temuan itu berusia lebih dari lima ribu tahun. Sejak itu, komposisi kaca telah berubah sedikit. Elemen utama bahan adalah pasir kuarsa (Si0_{2) - silikat. Soda, kalium, batu kapur, dan beberapa elemen lainnya ditambahkan ke dalamnya.}

Dalam industri, untuk mendapatkan massa gelas, oksida bahan dasar dicampur dan dilebur dalam tungku. Titik leleh tergantung pada aditif yang mengubah sifat kaca. Massa yang dihasilkan dicetak dengan beberapa cara: dengan membuat kaca lembaran, memberikannya berbagai bentuk (piring, peneduh untuk lampu gantung, kaca untuk jam, dll.), membuat blanko untuk pemrosesan selanjutnya dengan blower kaca, dan banyak lagi.

BLomonosov M. V., Kitaygorodsky N. I. memberikan kontribusi yang signifikan terhadap pengembangan pembuatan kaca, Mendeleev D. I. dan yang lainnya tertarik pada sisi praktis dari masalah ini. Sangat mudah untuk mendefinisikan bahan "kaca silikat". Apa itu? Bahan yang memiliki struktur struktur kristal amorf, diperoleh dengan melebur oksida campuran dengan pendinginan berikutnya.

Pembuatan kaca

Elemen utama untuk produksi kaca adalah pasir kuarsa, yang setidaknya ditambahkan lima bahan secara proporsional. Tergantung pada tujuan lebih lanjut dari penggunaan bahan yang diperoleh, aditif dibuat untuk resep utama: zat pengoksidasi, zat peredam, penghilang warna, pewarna, akselerator, dan sebagainya. Oksida logam digunakan sebagai pewarna. Misalnya, tembaga akan mewarnai massa kaca menjadi merah, besi akan memberi warna biru atau kuning, kob alt oksida akan memberi warna biru, dan koloid perak akan memberi warna kuning.

Campuran kering yang disiapkan dimasukkan ke dalam tungku peleburan kaca, di mana bahan baku dilebur pada suhu 1200-1600 °C, prosesnya memakan waktu 12 hingga 96 jam. Produksi kaca diselesaikan dengan proses pendinginan yang cepat, hanya dalam kondisi ini massa kaca akan menerima semua kualitas yang diperlukan: transparansi, ketahanan mekanis, dan sifat tambahan yang ditetapkan dalam proses pencampuran oksida.

Jenis kaca silikat

Produksi material adalah proses intensif energi, dan ditangani oleh industri silikat. Produksi kaca di industri berlangsung ditungku jenis terowongan dengan pemeliharaan terus menerus dari suhu yang disetel. Campuran kering dimuat dari salah satu ujung kiln, bahan jadi diturunkan di pintu keluar.

Karena aplikasinya yang luas di berbagai industri, kaca silikat dapat dibagi menjadi beberapa jenis:

• Kuarsa tanpa pengotor oksida natrium, kalium adalah kaca bebas alkali. Ini memiliki ketahanan yang tinggi terhadap panas dan sifat listrik yang sangat baik. Dari kekurangannya - sulit untuk diproses.
• Soda, kalium, natrium-kalium - gelas alkali. Jenis bahan yang paling umum cocok untuk penggunaan umum. Digunakan untuk membuat kaca untuk akuarium, kaca jendela, piring, dan lainnya.
• Alkaline dengan kandungan oksida logam berat yang tinggi. Misalnya, penambahan timbal diperlukan untuk mendapatkan kristal, kaca optik.

Penggunaan serbaguna

Kaca silikat memiliki sejumlah sifat yang memungkinkannya untuk digunakan dalam rentang yang luas. Masing-masing kualitasnya dapat ditingkatkan, sehubungan dengan itu peluang tambahan terbuka. Misalnya, kaca berlapis amalgam berfungsi sebagai cermin dan juga dapat digunakan sebagai panel surya dalam kondisi tertentu.

Sifat higienis dan praktis barang pecah belah tidak dapat disangkal. Bahannya tidak memiliki porositas, yang berarti bakteri patogen tidak berkembang biak di dalamnya, mudah dibersihkan, tahan terhadap produk makanan apa pun. Piring tahan panas darinya multi-tugas: Anda dapat memanggang pada suhu tinggi di oven atau dimasukkanfreezer tanpa kerusakan.

Lapisan dan ketebalan

Bahan memiliki ketebalan yang berbeda, yang menentukan kemampuannya. Lembaran, tebal 2 mm, cocok untuk jendela. Kaca untuk akuarium digunakan setidaknya 5 mm, tergantung pada volume air yang dituangkan ke dalam wadah. Namun, aquarists semakin sampai pada kesimpulan bahwa penggunaan analog akrilik jauh lebih nyaman, terutama jika diperlukan kapasitas 500 liter atau lebih.

Penggunaan bahan laminasi (tripleks) memperluas kemungkinan: kain yang direkatkan dengan film polimer praktis tidak dapat dihancurkan, aman, karena tidak hancur. Praktis tidak mungkin untuk memecahkan dua gelas silikat dengan ketebalan 10 mm dengan lapisan film dengan palu. Triplex digunakan untuk membuat jembatan transparan, kelongsong fasad bangunan, pagar kolam, dll.

Properti

Penggunaan bahan berbasis silikat menemukan tempatnya dalam konstruksi. Mereka digunakan tidak hanya untuk pembuatan jendela, tetapi juga sebagai perlindungan tambahan dan pengikat. Jadi, blok pondasi diperlakukan dengan kaca cair, yang membuatnya tahan terhadap kelembaban, jamur, fluktuasi suhu, dll.

Bahan tembus cahaya atau matte yang melengkung digunakan dalam kehidupan sehari-hari, pintu furnitur, kabin shower, fasad bangunan dan sebagainya dibuat darinya.

Kaca silikat memiliki sifat sebagai berikut:

• Transparansi.
• Reflektif.
• Berkelanjutan.
• Tahan panas.
• Tahan terhadap lingkungan kimia yang agresif.
• Tahan terhadap lingkungan agresif alami.
• Daya tahan.
• Konduktivitas termal rendah.

Kualitas tambahan, seperti ketahanan terhadap stres dan kerusakan mekanis, diberikan pada material dengan pengerasan. Inti dari proses ini adalah pemanasan cepat dan pendinginan cepat yang sama dalam waktu singkat. Kekuatan meningkat 4-5 kali lipat. Digunakan untuk membuat kaca arloji, daun pintu, furniture, partisi interior.

Pembuatan produk

Gelas silikat dan barang-barang rumah tangga diproduksi dalam beberapa cara utama:

• Menekan. Massa kental dituangkan ke dalam cetakan tetap, setelah itu parameter tertentu diatur menggunakan bagian cetakan yang dapat digerakkan (pukulan). Cetakan di permukaan bagian dalam mungkin memiliki pola yang dipindahkan ke bagian luar produk selama proses stamping.
• Meniup. Berbeda dalam mekanik dan manual. Ketebalan dinding produk bervariasi dari 1 mm hingga 10 mm. Vas, botol, gelas anggur, gelas dibuat dengan cara ini. Meniup tangan adalah seni. Peniup kaca master menciptakan karya unik dengan menggabungkan massa transparan dan berwarna, termasuk logam, bahan baku alami, emas, dan sebagainya di dalam badan karya. Tidak ada produk buatan tangan yang identik.
• Casting. Ini terutama digunakan untuk membuat patung-patung, patung-patung. Dalam industri, dengan casting, opticalkaca.
• Artikulasi multi-tahap. Bagian yang diproduksi oleh dua teknologi digunakan: bertiup dan menekan. Misalnya wadah kaca ditiup dan batangnya ditekan, bagian yang sudah jadi disambung.

Perawatan dekoratif

Kaca silikat adalah bahan yang subur untuk berbagai jenis dekorasi. Bedakan antara desain panas dan dingin.

Makanan panas meliputi:

• Pewarnaan massal dengan oksida logam.
• Mencampur massa warna yang berbeda dengan pembentukan lebih lanjut (kaca Venesia dengan noda).
• Kerek. Massa dicetak menjadi produk, didinginkan dengan tajam, akibatnya retakan permukaan muncul, dan produk dilebur untuk memperbaikinya.
• Fusing.
• Pembentukan kabel panas, benang dengan aditif berikutnya ke produk.
• Pembentukan bentuk tepi tambahan selama blowing. Dicapai dengan menggunakan alat.

Bentuk dekorasi dingin:

• Mekanis: penggilingan, pengukiran, pemotongan berlian, peledakan pasir.
• Kimia: etsa dengan asam fluorida.
• Terapan: lukisan, gambar stiker, sablon sutra, metalisasi, penyemprotan plasma, lukisan dengan cat kilap.

Jenis kaca lainnya

Teknologi modern telah memungkinkan untuk memberikan kualitas tambahan pada kaca silikat. Dari jumlah tersebut, yang paling menarik dan dicari adalah:

Kaca pintar: jenis bahan yang berubahproperti mereka di bawah pengaruh kondisi eksternal. Misalnya, di bawah pengaruh arus listrik, produk menjadi tumpul, ketika rangkaian diputus, ia kembali ke keadaan transparan.

Fiberglass (fiberglass): diperoleh dengan menggambar bahan menjadi benang tipis (diukur dalam mikron). Mereka membuat bahan yang cukup fleksibel. Digunakan untuk produksi serat optik, bahan isolasi, dll.

Kaca yang diperjelas: kaca silikat biasa memiliki warna kehijauan atau keabu-abuan yang terlihat jelas jika dilihat melalui potongannya. Akibatnya, kanvas menjadi sedikit berwarna. Untuk menghindari efek ini, pencerah ditambahkan selama proses pembuatan untuk menetralkan warna yang tidak diinginkan. Ini berbeda dari bahan biasa dalam peningkatan transmisi cahaya, transfer warna tanpa perubahan warna.