Как сделать кварцевое стекло
Как и из чего делают стекло? Описание, фото и видео
Человек ежедневно сталкивается со стеклянными изделиями. Стекло почти волшебный предмет – с одной стороны прозрачное, с другой материальный объект. Вещество будет прозрачным, когда фотоны (кванты света) проходят сквозь него, не поглощаясь. Но почему-то далеко не каждому приходит в голову мысль – как и из чего делают стекло? Как происходит процесс?
Интересные факты:
Из чего делают стекло?
Для изготовления стекла мастера берут: кварцевый песок (основная составляющая); известь; сода;
Как делают стекло?
Вначале кварцевый песок, соду и известь нагревают в специальной печи до температуры 1700 градусов выше нуля. Песчинки соединяются между собой, после гомогенизируются (превращается в однородную субстанцию), газ удаляется. Масса «окунается» в расплавленное олово с температурой выше 1000 градусов, которая плавает на поверхности из-за более низкой плотности. Чем меньше масса, попадающая в ванну с оловом, тем тоньше будет стекло на выходе.
Изготовление стекла
Завершающим штрихом является постепенное охлаждение. Субстанцию помещают в специальный конвейер, где охлаждают до температуры 250 градусов выше нуля. Почему стекло прозрачное можно прочитать тут.
Интересные факты:
Какие функции выполняют сода и известь в процессе производства?
Сода помогает уменьшить температуру плавления в 2 раза. Если ее не добавить, песок будет очень сложно расплавить, и соответственно – соединить отдельные песчинки между собой. Известь нужна, что бы масса стойко переносила воду. Если бы ее не было в составе, окно, например, растворилось бы сразу после первого дождя, а стакан лопнул после соприкосновения с водой.
Интересные факты:
Как получается цветное стекло?
Стекло производят не только бесцветное. Чтобы получить цветное изделие, в печь для плавления, помимо основных компонентов, добавляют химические соединения:
Какими характеристиками и свойствами обладает стекло?
Пропорции компонентов для изготовления стеклянных товаров подбирают в зависимости от их назначения. Выделяют: бытовое стекло – то, из чего после делают посуду, очки, украшения; строительное – витрины, окна, витражи;
Техническое стекло – наиболее плотное. Используется в тяжелой промышленности. Основное свойство стекла – «умение» пропускать через себя солнечный свет. Но не полностью. Так, стандартное оконное стекло пропускает лишь 85 % солнечного света. Стекло имеет малую теплопроводность, проще говоря – оно не слишком нагревается от других продуктов. Это свойство широко используется для использования стекла в каминах (бытовой техники – плитах и духовках).
Стекло – удивительный материал. Процесс его создания сложный и травмоопасный, но интересный и очень нужный.
Как и из чего делают стекло – интересное видео
Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Кварцевое стекло
Кварцевое стекло – вид стекла на основе оксида кремния. Двуокись кремния находится в аморфном состоянии. Это не приводит к разрушению стекла при температурных перепадах, чем не может похвастаться кристаллический кварц.
Силикатное стекло производится путем плавки кремнезема (двуокись кремния), который может быть представлен в виде кварцевого песка, синтетического сырья, горного хрусталя или жилистого кварца.
В производстве силикатное стекло часто называется сокращенно – кварц. Данный вид оптического материала имеет наибольший показатель светопропускания. Так, стекло из оксида кремния толщиной в 100м пропускает столько же света, как и обычное оконное стекло.
В основе структуры материала лежат кремний-кислородные тетраэдры, которые взаимодействуют и связываются между собой благодаря ионам кислорода. Строгого порядка в размещении тетраэдров нет, хотя они создают трехмерные сетки. Такое свойство говорит об аморфности силикатного стекла.
Свойства кварцевого стекла
Материалу свойственен целый ряд уникальных характеристик:
Благодаря тому, что кварцевое стекло не взаимодействует с кислотами и другими реактивами, оно широко применяется в процессе производства чистых материалов (реакторы, ампулы и пр.)
Одним из основных свойств кварцевого стекла считается стойкость к любым температурным перепадам.Так, силикатные трубы легко справляются с резким нагреванием до 900ᵒ С и охлаждением в воде.
А брусья из материала, охлаждаемые частично, сохраняют с другой стороны температуру нагревания. Это дает полное право использовать их в качестве огнеупорного материала. А тонкие изделия из кварца применяются в оптических системах, работающих с интенсивными источниками теплового излучения.
Кварцевое стекло, свойства которого ценятся практически в любом производстве, считается одним из лучших традиционных материалов. Особую любовь к силикатному стеклу питают полупроводниковая промышленность и производство оптических приборов.
Принято считать, что силикатное стекло – прекрасный диэлектрик. Кварц практически не проводит электрический ток, что также широко используется в промышленности. Стекло из кварца может применяться в изготовлении солнечных и бактерицидных ламп, специальных электротехнических аппаратах.
Применение кварцевого стекла
Область применения кварцевого стекла настолько широка, что, кажется, нет отрасли, в которой бы оно не использовалось. Все лабораторное оборудование для исследований изготовлено из силикатного стекла. Оптические приборы, изоляторы, космические оборудование – все это тоже производится из кварца.
В видимой инфракрасной области спектра кварцевое стекло полностью прозрачное. Это делает из него ценный оптический материал.
Из кварца производят:
В современном производстве оптических линз силикатное стекло считается незаменимым материалом в изготовлении продукции различной сложности. Широкий диапазон прозрачности способствовал применению стекла в сегменте телекоммуникаций (оптоволокно).
Стоит различать прозрачное и непрозрачное кварцевое стекло. Непрозрачное содержит в своей структуре небольшие пузырьки газа. Ними определяется цвет стекла. Прозрачное стекло делится на техническое и оптическое. Силикатное стекло, используемое в оптике, обладает гомогенностью.
Однородность (гомогенность) – один из главных показателей для оптических материалов. Именно этот параметр определяет характеристики будущего продукта. Так, если в нем будут пузырьки газа или иные включения, сложно гарантировать прозрачность и высокое преломление.
Бесцветное силикатное стекло для оптических целей производится в трех сериях:
Несмотря на серию, состав кварцевого стекла может быть разным. Для обозначения каждого вида стекла на производстве было предложено использовать свой шифр, который значится как маркировка. Наименование продукции состоит из букв и цифр, что упрощает разделение материалов на типы оптического стекла.
Состав кварцевого стекла во многом определяет свойства материала. В зависимости от состава стекло относится либо к техническому, либо к оптическому (общего назначения).
Существует также силикатное стекло прозрачное в инфракрасной области, стекло из кремния, не темнеющее от радиоактивных излучений, и особо чистый материал. На производстве есть еще и увиолевое стекло – специальный материал, который остается прозрачным при воздействии коротких ультрафиолетовых лучей.
Кварц нашел применение в производстве трубок для уровня жидкостей. Такие змеевики и трубочки используются в металлургии, котельных установках, другом промышленном оборудовании. Трубы из кварца используются в электронагревающих агрегатах, химических установках, полупроводниковых системах и светотехнической индустрии.
Изделия из кварцевого стекла могут исполняться из прозрачного и непрозрачного силикатного стекла.
Так, прозрачные колбы из кварца характеризуются:
Непрозрачные трубки из кварцевого стекла обладают следующими характеристиками:
Силикатное стекло используется в судостроении (морском и космическом), при производстве смотровых фонарей, устройств, обеспечивающих визуальный контроль процесса производства, в химической и нефтеперерабатывающей индустрии.
В авиационном строении кварцевое стекло также нашло свое применение. Силикатное стекло в несколько слоев играет роль остекления кабин авиационного транспорта. В летательных аппаратах помимо остекления кабин из силикатного стекла обустраиваются системы обогрева этого же остекления.
Кроме прозрачного и непрозрачного кварца существует и цветное стекло. Цвет ему придается в процессе варки с добавлением оксидов цветных металлов (золота, меди и др.) При добавлении оксида железа получается стекло синего цвета, а при добавлении свинца – хрусталь. Он относится к уникальному подвиду декоративного силикатного стекла. В советское время наличие хрустальной посуды свидетельствовало о высоком статусе хозяина.
В наше время посуда из хрусталя утратила свое значение, а материал стал использоваться в изготовлении люстр, бра, настенных и настольных светильников.
Производители изготавливают кварцевое стекло по ГОСТ. Нормативный документ упрощает производственные процессы путем их урегулирования. Так, общие технические условия находятся в ГОСТ 15130-86. Оптическое кварцевое стекло по ГОСТу предназначено для изделий, которые работают в условиях прохождения однонаправленного света. Нормативный документ предусматривает выпуск продукции и заготовок в диаметре до 1200мм.
Современный рынок диктует свои правила производителям кварцевого стекла, не оставляя им выбора. Нынешнее производство должно больше внимания уделять высокотехнологичному оборудованию, новым методам обработки сырья и постоянно повышать требования к качеству изделий из силикатного стекла. Поэтому качество продукции, выпускаемой заводами, постоянно улучшается с модернизацией оборудования.
Производство (изготовление) кварцевого стекла
Оптические стекла играют важную роль на современном этапе развития человечества. Кварц – одна из разновидностей оптического стекла. Силикатное стекло производится на основе двуокиси кремния путем плавления. Оксид может быть представлен в виде синтетического кварца, кварцевого песка или жильного кварца.
Плавится сырье для стекла при температуре 1700 градусов Цельсия. Изготовление кварцевого стекла – распространенный в наше время бизнес. Это выгодное направление производства, поскольку данный материал применятся в различных сферах бытового и специализированного производства.
Основное отличие силикатного стекла от других видов в том, что оно не поддается резке в процессе приготовления и эксплуатации. В это же время распространена практика обработки стекла из двуокиси кремния с помощью алмазных дисков. При обработке также применяется карборунд. Также стоит отметить, что кварцевое стекло хорошо сверлится, отлично поддается шлифовке и полировке.
При полировке и шлифовке не должно быть никаких биений. Это чревато растрескиванием стекла или некачественной обработкой. При обработке для последующего охлаждения материал обрабатывается сильным напором воды. Это обеспечивает максимально эффективную обработку материала, что больше всего устраивает заказчика и конечного потребителя.
Производство кварцевого стекла довольно востребовано, потому что это один из лучших материалов для изоляции. Силикатное стекло широко используется в электротехнической отрасли, оптике, светотехнике и медицине.
В силу того, что кварц – превосходный диэлектрик, производство кварцевого стекла высоко ценится в электротехнике и радиоэлектронной индустрии. В этих сферах широко используется и подвид силикатного стекла – электровакуумное стекло.
Краткое описание производства кварцевого стекла в зависимости от его вида:
Кроме массового производства, многие заводы берутся за индивидуальные небольшие заказы. В таком случае заказчик приводит индивидуальные параметры, которые ему нужны от изделий из силикатного стекла.
Заготовки из кварцевого стекла могут быть в форме плит, дисков (круглой или овальной формы) и пластин. Заводы выпускают только качественный продукт, качество которого отвечает всем требованиям ГОСТ и другой нормативной литературы.
masterok
masterokМастерок.жж.рф
Хочу все знать
Если вы работали в лаборатории, то скорее всего привыкли к тому, что лабораторное стекло сделано из кварца. Однако, вероятно вы даже не догадывались о причине того, почему это стекло настолько прочное, что делает его не менее сложным для производства. Поэтому взгляните на эти чудесные gif от Global Research, которые демонстрируют очарование кварца.
данное лабораторное стекло может выдерживать безумную температуру и химические реакции именно потому, что состоит из чистого кварца. Это значит, что оно не содержит всех тех примесей, которые есть в обычном стекле, что делает его легким для формирования при более низких температурах. Вместо этого, лабораторные стекляшки являются чем-то вроде кристалла кварца, которому придали определенную форму. А значит, чтобы сформировать его, требуется температура более 1600 градусов Цельсия.
Стекло кварцевое — однокомпонентное силикатное стекло, изготавливаемое путем плавления горного хрусталя, жильного или оптического кварца, кварцевого песка, а также синтетической двуокиси кремния
Кварцевая стекломасса демонстрирует крайне узкий интервал размягчения и отличается высокой вязкостью, за счет чего и показатели вязкости готового кварцевого стекла даже при температуре порядка 2000º С более чем в 100 раз превышают показатели вязкости многокомпонентных стекол. Помимо вязкости, стекло кварцевое характеризуется:
— высокой пробивной напряженностью и практически не имеет потерь в широком диапазоне частот;
— малой диэлектрической проводимостью;
— высоким уровнем светопропускания в широкой области спектра, начиная с короткой УФ области до середины ИК (от 160 до 3500 мм).
Кварцевое стекло является одним из лучших изоляционных материалов, благодаря чему изделия из кварцевого стекла находят широкое применение в электротехнической, светотехнической, оптической, медицинской и других отраслях. Особого внимания заслуживают превосходные электроизоляционные свойства кварцевого стекла при повышенной температуре, что обуславливает востребованность в радиоэлектронной промышленности такого типа стекла как электровакуумное стекло.
Стекло кварцевое: виды кварцевого стекла и области его применения
Величину электропроводности и другие свойства кварцевого стекла определяют имеющиеся в нам примеси (Na+, К+, Li+)., за счет чего стекло кварцевое делится на следующие виды:
Непрозрачное кварцевое стекло — изготовление ведется из чистого кварцевого или жильного песков. Изделия из непрозрачного кварцевого стекла используются для комплектации термостойкой лабораторной аппаратуры, муфелей для электрических печей, чехлов для термопар и стеклобруса.
Прозрачное техническое стекло получают путем плавления горного хрусталя или синтетического диоксида кремния. Данный вид стекло обладает высокой прозрачностью и минимальным коэффициентом светопреломления, за счет чего прозрачное техническое кварцевое стекло применяется для комплектации лабораторного оборудования, радиоаппаратуры и получения стекловолокна.
Оптическое кварцевое стекло, изготовление которого осуществляется из специального оптического кварца. Оптический кварц обладает высокой степенью химической чистоты, что в свою очередь обеспечивает оптическому стеклу уникально высокую степень светопропускания;
Особо чистое стекло — кварцевое стекло с минимальным содержанием пузырьков, включений и повышенным светопропусканием, включая ИК область спектра. Столь уникальные свойства обуславливают возможность использования особо чистого кварцевого стекла в оптоволоконной технике, микроэлектронике, системах аэрокосмической навигации и высококачественных оптических приборах.
Керамическое стекло, обладающее высокой термической и радиационной стойкостью, кислотоустойчивостью и радиопрозрачностью, используется для производства широкого ассортимента огнеупорных изделий.
Легированное стекло — кварцевое стекло с легирующими добавками в составе.
Кварцевое стекло
Всем известно, что песок имеет желтоватый или красноватый оттенок. Это происходит потому, что к нему примешано около одного процента окислов железа. И, хотя в нашей стране разработано несколько способов очистки песка от этой неприятной примеси, работы профессора В. В. Варгина показали, что гораздо лучшие результаты можно получить, если вместо песка брать природный кварц.
Кварц — бесцветный минерал, представляющий собой двуокись кремния. В природе кварц встречается в виде кристаллов горного хрусталя, белых кварцевых жил, мельчайшего белого кварцевого песка. Ничтожные посторонние примеси вызывают разнообразную окраску кварца: дымчатый кварц, желтый кварц — цитрин, фиолетовый — аметист. Разновидностями кварца являются также агат и халцедон.
Для получения кварцевого стекла применяют молотый кварц. Кристаллы кварца дробят на шаровых мельницах и засыпают в особую электрическую печь, сложенную из высокоогнеупорных материалов. Через середину печи проходит графитовый стержень, который накаляется до 2 000°. Кварц плавится только около стержня, и, так как он моментально застывает, из него чрезвычайно трудно получать стеклянные изделия. Обыкновенную стеклянную трубку можно разогреть на газовой горелке и руками растянуть в тонкий волосок. Если же взять трубку из кварцевого стекла, то разогревать ее необходимо на кислородной горелке, дающей значительно более высокую температуру.
Несмотря на эти трудности, сейчас вводится новый способ получения изделий из чистого кварца. Оказалось, что, если прибавить к чистому кварцевому песку одну шестую часть борной кислоты и одну двадцатую соды, кварцевое стекло можно варить при 1500°. Если полученное стекло затем положить в соляную кислоту, то сода и борная кислота перейдут в раствор и останется только кварцевое пористое стекло. Чтобы поры заполнились, это стекло нагревают до размягчения, Поры заплывают, стекло уплотняется, и получается совершенно однородное, прозрачное кварцевое стекло, из которого изготовляют самые разнообразные изделия. Из него делают кислотоупорную посуду, в которой можно сохранять любые реактивы. К тому же она самая устойчивая при нагревании, — выдерживает полторы тысячи градусов.
Из кварцевого стекла делают трубы, змеевики и различное оборудование.
Кварцевое стекло употребляется также в качестве различного рода электроизоляторов.
Ко всем его качествам надо присоединить еще одно: кварцевое стекло пропускает ультрафиолетовые лучи, которые обыкновенное стекло задерживает.
Одним из обновленных модов, установленных на серверах Hi-Tech 1.7.10, является Applied Energistics 2. Он был сильно изменен, и часто у игроков возникают вопросы по созданию и использованию отдельных его элементов. Представляю вам первую часть гайда по этой модификации.
Имеет довольно обширные функции : от компактного хранения ресурсов, до автоматического крафта и создания необходимых вещей, без участия пользователя; мод предоставляет много возможностей, и ограничивается лишь фантазией игрока в сфере его использования.
В первой части мы рассмотрим способы создания необходимых для крафта базовых ресурсов. Для эффективного использования вам необходим стабильный источник энергии и достаточное количество ресурсов.
Одними из главных составляющих, которые используются практически у всех рецептов, являются кварц и его кристаллы. Всего их есть три типа:
Для всех характерны три состояния: обычное, пыль (измельченное в любом дробящем механизме), чистое (выращенное из семени, об этом чуть позже).
Для создания изменчивого кристалла, необходимо кинуть в воду заряженный кристалл истинного кварца, кварц нижнего мира и красную пыль. Спустя несколько секунд ресурсы превратятся в два изменчивых кристалла.
Нажатие ПКМ с кварцем в руке, поместит его внутрь зарядника. Далее его можно запитать любым типом доступной вам энергии, вход находится наверху прибора, либо вовсе использовать деревянную ручку, устанавливается она туда же. После зарядки кварц поменяет текстуру на более светлую, еще одно нажатие ПКМ извлечет его оттуда.
Практически все рецепты с обычными кристаллами заменяются чистыми. Выращиваются они с семя кристалла. Крафт довольно прост, в сетке соединяем пыль и песок; таким образом, из одного обычного кристалла получается два истинных, поэтому их использование намного выгоднее.
Теперь, семя необходимо вырастить. Бросаем его в воду, расти оно будет около часа, прогресс роста всегда можно посмотреть подобрав его, после строчки «этот предмет не будет исчезать» можно узнать, на сколько % кристалл уже вырос.
Ускорители роста кристаллов значительно упростят этот процесс: при использовании 4 штук, чистый получается спустя полторы минуты. Каждый ускоритель потребляет 8 АЕ/тик. Рассмотрим их крафт.
Таким образом, на создание 4 ускорителей нам понадобится:
Пока у вас нет МЭ контроллера, можно использовать приёмщик энергии. Он превращает другие её типы в АЕ.
Приёмщик энергии: 4 железа, 4 кварцевого стекла, 1 (чистый/) изменчивый кристалл.
Устанавливаем ускорители, и запитываем АЕ энергией. Осталось разлить воду, и можно выращивать чистые кристаллы.
На этом пока все, в следующем гайде рассмотрим создание процессоров и основы МЭ сети для компактного хранения предметов.