Сырье и производство
Стекло неорганическое, квазиаморфное твердое вещество, у которого при наличии ближнего порядка отсутствует дальний порядок в расположении частиц.
В современном понимании понятие "стекло" определяется не просто как материал, а как некоторое особое стеклообразное состояние твердого тела.
Стекло — это такое состояние аморфного вещества, которое получается при затвердевании переохлажденной жидкости. Стекло неравновесно по отношению к кристаллическому состоянию, которое может реализовываться при том же составе и при тех же внешних условиях.
Сырье для производства стекла
Материалы для производства стекла делят на основные и вспомогательные.
Основные материалы служат для введения в стекломассу важнейших окислов, являющихся основой для образования стекла и называемых стеклообразующими. К ним относятся песок кварцевый, сульфат натрия, сода, поташ, мел, бура, свинцовый сурик, барит и др.
От качества кварцевого песка (Si02) зависит качество стекла. Он может содержать окислы железа, окра шиваююцие стекло в нежелательные цвета (желтовато зеленый, голубоватый, зеленый и др.), поэтому для производства стекла используют песок с незначительным содержанием окислов железа.
Сульфат натрия (Na2SO4 и сода Na2CO3 (необходимы для введения в состав стекла окисла натрия, который ускоряет стеклообразование и снижает температуру плавления кварцевого песка. Стекло, получаемое сплавлением только песка с содой или сульфатом натрия, разрушается под воздействием влаги.
Поташ (К2 CO3 применяют для введения в состав стекла окисла калия, повышающего прозрачность и блеск стекла.
Мел и известняк (СаСО3) используют для введения в состав стекла окисла кальция, облегчающего парку стекла и придающего ему большую химическую устойчивость, в том числе и к воздействию влаги.
Бура (Na2B4O7) и борная кислота (Н2BO3) необходимы для введения в состав стекла борного ангидрида (В2O3) повышающего термическую и химическую стойкость стекла.
Свинцовый сурик (РЬ3O4) служит для введения в состав стекла окисла свинца, который сообщает ему большую прозрачность, увеличивает плотность и уменьшает твердость, что облегчает механическую обработку. Свинцовый сурик применяют при получении хрустальной посуды и искусственных драгоценных камней.
С помощью барита в стекло вводят окисел бария, способствующий повышению плотности, блеска и луче преломляемости стекла. Его используют вместо свинцового сурика для изготовления стеклянной посуды высших сортов.
Вспомогательные материалы. Это красители, обесцвечивающие материалы, глушители и осветлители.
Красители применяют для окрашивания стекла. В качестве красителей используют соединения различных металлов: марганца, кобальта, хрома, никеля, урана, селена, золота, серебра, меди, редкоземельных элементов и др.
Соединения марганца окрашивают стекло в фиолетовый цвет, кобальта — в темно-синий, хрома — в зеленый, никеля — в синевато-фиолетовый до фиолетового с коричневым оттенком, железа — в различные цвета (от желтого до коричневого и в зеленый), урана — в светло-желтый, селена — в розовый, селена с примесями сернистого кадмия — в ярко-красный (селеновый рубин), золота—в ярко-красный (золотой рубин), серебра — в золотисто-желтый, окисел меди — в ярко- голубой (бирюзовый), закись меди—в красный (медный рубин).
Редкоземельные элементы придают стеклу особую прозрачность и чистоту. Двуокись церия придает стеклу янтарно-желтый цвет; окисел неодима — красивую фиолетово-сиреневую окраску. Разнообразные цветовые эффекты получают окрашиванием стекла смесью окислов редкоземельных элементов.
Обеспечивающие материалы (селитра, трехокись мышьяка, окислы металлов) применяют для устранения окрашивающего действия вредных примесей, содержащихся в кварцевом песке.
