Декоративное стекло своими руками

Как сделать стекло своими руками: подготовка материала

До того, как приступить к самому процессу изготовления стекла, следует определиться с выбором материала для шихты.

Шихта — смесь компонентов для изготовления стекла, которую впоследствии предстоит расплавить. Для домашних опытов должна быть максимально мелкой.

Начинать экспериментировать лучше с шихтой из буры (тетраборат натрия) и оксида свинца в соотношении 1 к 2. Изделие из нее не будет отличаться высокой прочностью, но зато его можно приготовить и при низкой температуре (до 900°С). Впрочем, полученное из такой шихты стекло можно с успехом использовать для изготовления различных

декоративных элементов или нанесения эмали на них.

Шихту же для классического стекла, с температурой плавления 1500-1800°С, следует готовить из кварцевого песка (диоксид кремния), которого в смеси должно быть 70-75%. Для придания будущему стеклу прочности и снижению тугоплавкости необходимо также добавить 10-12% извести (оксид кальция), 10-12% соды (карбонат натрия) и 5-6% жженой магнезии (оксид магния).

Если хочется самому сделать цветное стекло, то в шихту следует включить до 3% других солей:

• синий оттенок даст оксид кобальта;
• зеленый — оксид меди;
• коричневый — оксид железа.

Следовательно, варьирование и смешивание различных оксидов позволяет получить любой желаемый тон.

Изготовим декоративное стекло

А как сделать стекло декоративное ? Для получения декоративного стекла в смесь добавляется до 33% окиси свинца, которая обеспечивает искристось кристаллической структуры стеклянной посуды, а так же ее мягкость, и понижение точки плавления. Однако, чем больше в смести окиси свинца, тем труднее сделать литое стекло.

Цвет зависит от специальных примесей в нем. Как уже отмечалось, зеленоватый оттенок придает примесь к песку из кварца железа, сера придает желтоватый оттенок, янтарный, коричневатый или даже черноватый оттенок, в зависимости от того, сколько углерода или железа также добавлено к смеси вместе с серой. Мышьяк придает стеклу молочный цвет, бура- улучшает зеркальность, свинец придает желтый оттенок, который можно устранить добавлением селитры.

ЧИТАТЬ ТАКЖЕ: Советы бывалых водителей начинающим по предотвращению аварий

Эту смесь расплавляют, при промышленном производстве в печи на газе, в ряде случаев в электрических печах или горшках.

Кварцевый песок без добавок становится стеклом при температуре 2300 градусов Цельсия. Добавление карбоната натрия (соды) уменьшает температуру до 1500 градусов Цельсия.

В стекле будут присутствовать пузыри. Чтобы их удалить в состав добавляют, размешивая, сульфат натрия, поваренную соль или окись сурьмы.

Как сделать стекло своими руками: подготовка оборудования

Ключевую роль в производстве стекла играет печь. Хорошо, если удается найти ту, что способна при помощи электричества или газа стабильно поддерживать температуру не ниже 1500°С, но и без нее с такой задачей, как изготовление стекла своими руками, можно обойтись.

Достаточно приобрести в хозяйственном магазине большой толстостенный мангал круглой формы, рассчитанный для работы не на один сезон. Для увеличения температуры в нем

пассивной вентиляции будет мало. Ее предстоит увеличить с помощью компрессора или пылесоса (реверс режим), которые посредством металлической трубы следует разместить максимально близко к поддувалу жаровни.

Для плавки стекла потребуется также запас древесного угля, металлические щипцы с длинными ручками, противень и тигель.

Тигель — огнеупорная емкость. В домашних опытах ее функцию может заменить толстостенный стальной стакан, изготовленный из трубы. Больших объемов лучше избегать, так как ресурс печи для шашлыков не рассчитан на длительные высокотемпературные нагрузки.

Как производят стекло

Зачем вообще для стекловарения нужны печи? Дело в том, что чтобы из стекла сделать что-нибудь полезное, нужно его сначала расплавить, а плавится оно при температурах ни много, ни мало, 1400-1600 °С.

Сырьем для изготовления стекла служит, главным образом, кварцевый песок (оксид кремния SiO2)

Кварцевый песок

Чтобы придать стеклу необходимые свойства, кварцевый песок смешивают с разными добавками, в основном, это известняк (тот, который ракушечник, с фасадов зданий), полевой шпат, доломит, сода и красители (оксиды металлов)

Известняк

Полевой Шпат

Доломит

Таких добавок в стекле бывает до 20-30%. Вообще-то, чем больше добавок, тем ниже вязкость расплава (грубо говоря, он «текучее») и ниже температура плавления, т.е. его обрабатывать проще, например, выдувать бутылки и пр. можно уже при 800 °С. Но может быть и по-другому: если, например, в смесь оксид бора добавить, выйдет борсиликатное стекло, жаростойкое и устойчивое к перепадам температур — на радость домохозяйкам. Стекло же из чистого оксида кремния получится тугоплавким, из него чтобы что-нибудь выдуть, придется до 1600 °С разогреть.

В общем, с сырьем разобрались. Всё, что надо, тщательно очищают, измельчают (этим обычно специальные обогатительные фабрики/производства занимаются), перемешивают и засыпают в стекловаренную печь через специальное окно. Внутри печи в огромном бассейне за дело берется практически инфернальный огонь и превращает за несколько часов песок в жидкость.

Пламя внутри печи.

Кстати, раскочегаривание такой печи до нужной температуры — непростой, долгий, а главное, дорогой процесс (сколько топлива надо, чтоб такую огромную дуру на 2-9 тыс. тонн стекла разогреть!), поэтому, разжегши её единожды, стараются больше не гасить: процесс варки стекла за 10-15 лет службы печи прерывают только пару раз для холодного ремонта.

Естественно, смесь расплавляется не сразу вся, а постепенно; по мере расплавления она перемешивается, из нее выходят пузырьки воздуха. То, что уже хорошо расплавилось, собирается на дне бассейна (плотность-то у расплава выше) и по закону сообщающихся сосудов перетекает под стенкой, проходящей через бассейн, в другую его часть, подальше от пламени и еще не расплавленной смеси.

Тут температура немного ниже, и жидкое стекло отсюда поступает уже в следующую, рабочую ванну за пределами печи, а оттуда уходит на обработку. Чтобы получить, например, листовое стекло для окон и зеркал, его отливают и прокатывают почти как металл.

Чтобы получить идеально ровную поверхность, на современных заводах расплавленное стекло сначала выливают в бассейн, полный расплавленным оловом, и оно, стекло, плавая на поверхности олова, распределяется по нему равномерным тонким слоем и остывает примерно с 1000 до 600 °С, так получают так называемое флоат-стекло (float-glas).

Как я уже говорил, процесс этот непрерывный, и на выходе после охлаждения получается бесконечная стеклянная лента. Но прежде, чем её на куски разрезать, поверхность вновь нагревают газовыми горелками: таким образом запаиваются микротрещины, которые все равно образуются даже несмотря на постепенное охлаждение из-за разности напряжений внутри стекла при твердении. В результате стекло выходит особенно прозрачным.

Производство флоат-стекла

Старая технология, применявшаяся на советских заводах, предусматривала вертикальное вытягивание стеклянной ленты при интенсивном охлаждении поступающей из печи массы. Стекло, произведенное таким образом, отличается значительно большими оптическими искажениями.

Ну вот, вроде почти со всем разобрались. На картинке только еще одна непонятная часть печи осталась: регенератор. Штуковина замечательная и гениальная в своей простоте. За её изобретение еще в 1856 году младший из братьев Сименсов, Фридрих, получил английское дворянство. А смысл в том, чтобы экономить топливо для стекловаренной печи, подогревая воздух, подающийся в печь для горения. И экономия на топливе может достигать 40%!

Принцип работы регенератора

Регенератор состоит из двух одинаковых шахт, заполненных жаропрочными керамическими сборками, образующими внутри шахт множество мелких каналов для воздуха. Воздух поступает через первую шахту, попадает в печь через окно, смешивается с топливом (газом) и сгорает. Раскалённые продукты горения уходят через другое окно во вторую шахту, и прежде, чем выйти наружу, нагревают упомянутые керамические сборки. Потом, как они достаточно накалятся, минут через двадцать, поток воздуха пускают через вторую шахту, он в ней разогревается перед попаданием в печь, а отработанные газы начинают разогревать сборки в первой шахте. Затем цикл повторяется.

За рамками этого рассказа остались разнообразные жаропрочные керамические покрытия внутри печи (металл для такой температуры не годится). С ними всё тоже довольно занимательно: физические и химические процессы, протекающие во время плавления стекла, приводят к удивительным образованиям: внутри печи начинают расти сталактиты!

Источник

Общие рекомендации

Информация о технологии производства закаленного стекла сегодня не является конфиденциальной. Методы используются общеизвестные для производственного процесса.

Проще приобрести в специализированных строительных магазинах защитное закаленное стекло, нежели пытаться самостоятельно выполнить заводскую операцию. Производитель с удовольствием возьмется за выполнение индивидуального заказа на нестандартную форму закаленного стекла.

На цену закаленного стекла влияют его габариты, форма, толщина изделия, сложность изготовления. Поэтому каждый индивидуальный заказ имеет свою стоимость.

Естественно, стоимость такого материала будет выше обычного оконного стекла. Однако ряд преимуществ, которые характеризуются низкими эксплуатационными затратами, таки в пользу закаленного стекла.

Современные технологии позволяют подвергать механической обработке готовый материал. Стоимость закаленного стекла и работы сразу неприятно увеличивается.

Поэтому обращайтесь к профессионалам, и пусть Вам сопутствует удача!

Преимущества закаленного стекла

После выполнения процедуры закалки, стекло обретает новые качества. Стоит заметить о повышении прочностных характеристик материала. Прочность на сжатие увеличивается почти в десять раз. Прочность на изгиб составляет 132 МПа.

Исключительная термостойкость материала выражается в способности легко сохранять свои первоначальные качественные характеристики при резком изменении температуры наружного воздуха в диапазоне от +350 до, минус 180 градусов по Цельсию.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

• Подсветка монитора — простая инструкция как правильно установить и подключить подсветку своими руками (80 фото и видео)

• Удаление ржавчины — подробная инструкция как и чем можно просто и быстро удалить с поверхности металла ржавчину

• Флешка своими руками — лучшие идеи и пошаговая инструкция по созданию и сборке самодельного накопительного устройства (105 фото)

Говоря о варочных панелях из закаленного стекла, стоит отметить их высокую термостойкость, достаточную прочность при изгибе, высокую прочность при вертикальной динамической кратковременной нагрузке. Практически отсутствуют травматические свойства после разрушения материала.