Izrada stakla je vrlo star proces, s arheološkim dokazima o proizvodnji stakla koji datiraju prije 2500 godina prije nove ere. Nekada rijetka i cijenjena umjetnost, proizvodnja stakla postala je uobičajena industrija. Stakleni proizvodi se komercijalno koriste u kući kao kontejneri, izolatori, armirajuća vlakna, sočiva i ukrasna umjetnost. Iako se materijali koji se koriste za njihovu izradu mogu razlikovati, opći postupak izrade stakla je isti i opisan je u nastavku.
Koraci
Metoda 1 od 2: Korištenje peći ili peći
Korak 1. Nabavite silikatni pijesak
Silikatni pijesak koji se naziva i kvarcni pijesak primarni je sastojak u proizvodnji stakla. Staklo bez nečistoća željeza traži se za prozirne komade stakla, jer će željezo uzrokovati da staklo izgleda zeleno kad je prisutno.
- Nosite masku za lice ako rukujete izuzetno sitnozrnatim silicijevim pijeskom. Ako se udiše, može nadražiti grlo i pluća.
- Silikatni pijesak dostupan je u mrežnim maloprodajama. Prilično je jeftin - male količine ne bi trebale koštati više od 20 dolara. Ako želite raditi u industrijskim razmjerima, specijalizirani trgovci na malo mogu ponuditi konkurentne cijene za velike narudžbe - ponekad niže od 100 USD po toni.
- Ako nije moguće pronaći pijesak u dovoljnoj količini bez nečistoća željeza, njihov učinak nijansiranja može se suprotstaviti dodavanjem malih količina manganovog dioksida. Ili, ako želite zelenkasto staklo, ostavite peglu unutra!
Korak 2. Dodajte natrijum karbonat i kalcijum oksid u pesak
Natrijev karbonat (obično nazvan soda za pranje) snižava temperaturu potrebnu za komercijalnu izradu stakla. Međutim, dopušta prolaz vode kroz staklo, pa se dodaje kalcijev oksid ili vapno da poništi ovo svojstvo. Mogu se dodati i oksidi magnezija i/ili aluminija kako bi staklo bilo izdržljivije. Općenito, ti dodaci zauzimaju najviše 26 do 30 posto staklene mješavine.
Korak 3. Dodajte druge kemikalije, ovisno o namjeni stakla
Najčešći dodatak ukrasnom staklu je olovni oksid, koji daje sjaj u kristalnom staklenom posuđu, kao i mekoću koja olakšava rezanje i snižava talište. Leće za naočale mogu sadržavati lantanov oksid zbog njegovih refrakcijskih svojstava, dok željezo pomaže staklu da apsorbira toplinu.
Olovni kristal može sadržati do 33 posto olovnog oksida; međutim, što je više olovnog oksida, potrebno je više vještine za oblikovanje staljenog stakla, pa se mnogi proizvođači olovnih kristala odlučuju za manji sadržaj olova
Korak 4. Dodajte kemikalije za proizvodnju željene boje u staklu, ako ga ima
Kao što je gore navedeno, nečistoće željeza u kvarcnom pijesku čine da staklo napravljeno s njim izgleda zelenkasto, pa se dodaje željezov oksid kako bi se povećala zelenkasta nijansa, kao i oksid bakra. Spojevi sumpora proizvode žućkastu, jantarnu, smećkastu ili čak crnu boju, ovisno o tome koliko je smjese dodano i ugljika ili željeza.
Korak 5. Smjesu stavite u dobar lonac ili držač otporan na toplinu
Spremnik bi trebao izdržati ekstremno visoke temperature u peći - ovisno o vašim aditivima, vaša se staklena mješavina može otopiti na rasponu temperatura između 1, 500 i 2, 500 stepeni Celzijusa. Vaš kontejner također treba lako uhvatiti metalnim kukama i motkama.
Korak 6. Otopite smjesu u tekućinu
Za komercijalno silikatno staklo to se radi u peći na plin, dok se posebna stakla mogu stvoriti pomoću električne topionice, lončane peći ili peći.
Kvarcni pijesak bez dodataka postaje staklo na temperaturi od 2, 300 stepeni Celzijusa (4, 172 stepena Fahrenheita). Dodavanjem natrijum karbonata (sode) smanjuje se temperatura potrebna za izradu stakla na 1,500 stepeni Celzijusa (2,732 stepeni Fahrenheita)
Korak 7. Homogenizirajte i uklonite mjehuriće sa rastopljenog stakla
To znači miješanje smjese do konzistentne gustoće i dodavanje kemikalija poput natrijevog sulfata, natrijevog klorida ili antimonovog oksida.
Korak 8. Oblikujte istopljeno staklo
Oblikovanje stakla može se izvršiti na jedan od nekoliko načina:
- Rastopljeno staklo se može sipati u kalup i ostaviti da se ohladi. Ovu su metodu koristili Egipćani, a to je i koliko je leća danas stvoreno.
- Velika količina rastopljenog stakla može se skupiti na kraju šuplje cijevi, koja se zatim upuhuje dok se cijev okreće. Staklo je oblikovano zrakom koji ulazi u cijev, gravitacijom povlačeći istopljeno staklo i bilo koji alat koji puhač koristi za obradu rastopljenog stakla.
- Rastopljeno staklo može se sipati u kupelj rastopljenog lima radi podupiranja i minirati dušikom pod pritiskom kako bi se oblikovalo i ispoliralo. Staklo proizvedeno ovom metodom naziva se float staklo, a tako se izrađuju staklena stakla od 1950 -ih.
Korak 9. Polako ohladite čašu u peći
Ovaj proces se naziva žarenje i uklanja sve naponske tačke koje su se mogle stvoriti u staklu tokom hlađenja. Staklo koje nije žareno znatno je slabije. Kada se ovaj proces završi, staklo se tada može premazati, laminirati ili na drugi način obraditi kako bi se poboljšala njegova čvrstoća i izdržljivost.
- Precizna temperatura žarenja može varirati ovisno o preciznom sastavu stakla od čak 750 stepeni Celzijusa do čak 1000 stepeni Fahrenheita. Brzina kojom se staklo mora hladiti također se može promijeniti - općenito, veći komadi stakla moraju se hladiti sporije od manjih komada. Prije početka istražite odgovarajuće metode žarenja.
- Srodan proces je kaljenje, u kojem se oblikovano i polirano staklo stavlja u pećnicu zagrijanu na najmanje 600 stepeni Celzijusa (1, 112 stepeni Fahrenheita), a zatim se brzo hladi ("gasi") mlazom zraka pod visokim pritiskom. Žareno staklo se lomi na krhotine pri 6 000 funti po kvadratnom inču (psi), dok kaljeno staklo puca na male komade pri najmanje 10 000 psi i obično na 24 000 psi.
Metoda 2 od 2: Korištenje roštilja na ugljen
Korak 1. Pripremite improviziranu peć s roštilja na ugljen
Ova metoda koristi toplinu generiranu velikim ugljenom za topljenje silicijevog pijeska u staklo. Korišteni materijali relativno su jeftini i uobičajeni - teoretski, sve što vam je potrebno je kratki izlet u željezaru kako biste bili spremni za izradu vlastitog stakla. Koristite veliki roštilj na drveni ugljen - modeli "kupole" standardne veličine dobro funkcioniraju. Upotrijebite najdeblji i najtvrđi roštilj na raspolaganju. Većina roštilja na drveni ugljen ima otvor na dnu - otvorite ovaj otvor.
- Čak i pri ekstremno visokim temperaturama postignutima ovom metodom, može biti teško otopiti silicijev pijesak u roštilju. Dodajte malu količinu (otprilike 1/3 do 1/4 zapremine vašeg pijeska) sode za pranje rublja, vapna i/ili boraksa u svoj pijesak prije nego počnete. Ovi aditivi snižavaju temperaturu topljenja pijeska.
- Ako namjeravate ispuhati svoju čašu, neka vam pri ruci bude duga, šuplja metalna cijev. Ako ćete ga sipati u kalup, prethodno ga pripremite. Želite kalup koji neće izgorjeti ili se otopiti od topline istopljenog stakla - grafit dobro radi.
Korak 2. Upoznajte opasnosti ove metode
Ova metoda će konvencionalni roštilj gurnuti preko granica normalne temperature - toliko vruće da je čak moguće otopiti i sam roštilj. Ova metoda može uzrokovati teške ozljede ili smrt ako se pokuša nesmotreno. Nastavite s oprezom. Imajte pri ruci veliku količinu prljavštine ili pijeska ili aparata za gašenje požara za visoke temperature kako biste ugasili vatru ako je potrebno.
Korak 3. Preduzmite sve moguće mjere da zaštitite sebe i svoju imovinu od velike vrućine
Pokušajte ovu metodu na prljavoj ili pješčanoj površini na otvorenom s puno prostora. Ako to učinite na goloj betonskoj površini koja nije prekrivena pijeskom ili prljavštinom, može doći do eksplozije betona ako se na njega ispusti vruće rastopljeno staklo. Ne koristite nikakvu nezamenljivu opremu. Ne mrdaj roštilja dok zagrijavate čašu. Također biste trebali nositi što je moguće više zaštitne odjeće, uključujući:
- Teške rukavice ili rukavice za pećnicu
- Zavarivačka maska
- Pregača za teške uslove rada
- Odeća otporna na toplotu
Korak 4. Nabavite usisivač u prodavnici sa dugim nastavkom za crevo
Ljepljivom trakom ili drugom metodom, nagnite crijevo tako da puše izravno u donji otvor bez dodirivanja glavnog tijela roštilja. Možda biste željeli pričvrstiti crijevo na jednu od nogu ili kotača roštilja. Držite glavnu vakuumsku jedinicu što dalje od roštilja.
- Uvjerite se da je crijevo sigurno i da se neće pomaknuti - ako se olabavi dok pravite čašu, trebali biste ne priđite roštilju ako je izuzetno vruće.
- Uključite usisavač da biste provjerili položaj crijeva. Precizno crevo će duvati direktno u otvor za ventilaciju.
Korak 5. Unutrašnjost roštilja obložite ugljenom
Za pečenje mesa koristite više drvenog ugljena nego što biste ga koristili. Uspješni rezultati postignuti su punjenjem roštilja gotovo do ruba. Stavite lonac ili lončić od lijevanog željeza u središte roštilja, okruženi ugljenom.
Drveni ugljen od tvrdog drva (ili "grudvastog") sagorijeva brže i brže od drvenog ugljena od briketa, što ga čini boljim izborom ako je dostupan
Korak 6. Zapalite ugljen
Posavjetujte se s ambalažom drvenog ugljena kako biste saznali može li se vaš ugalj direktno paliti ili mu je potrebna upaljačka tekućina. Dozvolite da se plamen ravnomjerno širi.
Korak 7. Sačekajte da se ugljen zagrije
Kad ugljen postane sivkast i odiše narandžastim sjajem, spremni su. Trebali biste moći osjetiti toplinu jednostavno stojeći kraj roštilja.
Korak 8. Uključite usisavač u trgovini da biste unijeli zrak u ugljen
Drveni ugalj koji se sa dna napaja vazduhom može gorjeti izuzetno vruće (do 2 000 stepeni Fahrenheita.) Pazite - može doći do velikog plamena.
Ako i dalje ne možete postići dovoljno visoke temperature, eksperimentirajte sa zamjenom poklopca dok unosite zrak kroz otvor za ventilaciju
Korak 9. Kada se vaše staklo istopi, vrlo pažljivo koristite metalne alate da biste ga uklonili i oblikovali
Zbog niske temperature metode roštilja, rastaljeno staklo može biti tvrđe i teže za rad od stakla iz peći. Oblikujte ga cijevi, kalupom ili drugim alatom kako biste inače.
Savjeti
- Neki pijesak za plažu mogu se koristiti umjesto čistog silikatnog pijeska, iako rezultirajuće staklo može biti neprozirno, bez boje ili slabije kvalitete. Koristite najbjelji, najfiniji i najenovjerniji pijesak koji je dostupan.
- Ako su vaš pijesak ili aditivi krupnozrnati, usitnite ih malterom i tučkom ili mehaničkom brusilicom. Čestice sitnijeg zrna brže se tope.
-
Izmrvljeni komadi starog stakla mogu se dodati u pijesak prije otapanja kako bi se reciklirali u novo staklo. Staro staklo ili "staklo" prvo se mora provjeriti na nečistoće koje bi oslabile novo staklo napravljeno s njim - potražite mjehuriće.
Prilikom brušenja stakla nosite masku za lice kako biste spriječili slučajno udisanje
- Koristite gorionik za visoku temperaturu da biste osigurali ili izrezali male komade, šipke ili niti.
Upozorenja
- Uvijek Budite oprezni u blizini izvora visoke topline. Nikada ne pokušavajte stvarati staklo oko djece ili kućnih ljubimaca.
-
Gašenje izuzetno vrućih požara vodom može ih pogoršati. Na primjer, vatra koja izgara na 2.000 stepeni Celzijusa dovoljno je vruća da cijepa vodu (H2O) u sastavne dijelove atome vodika i kisika, oslobađajući ogromnu količinu toplinske energije. Za vrlo vruće požare najbolje je držati veliku kantu prljavštine ili pijeska pri ruci.
Aparati za gašenje požara klase D sadrže natrijev klorid (kuhinjska sol) i koriste se za gašenje metalnih požara
