Fabricarea sticlei

Scurt istoric

Cel mai vechi obiect din sticla propriu-zisa se considera o amuleta albastra ce a fost gasita in Egipt si este datata in anul 7000 i.e.n. In Egipt si Liban au fost descoperite perle din sticla vechi de 5500-3400 ani.

Intr-o localitate din apropierea Bagdadului s-a gasit un cilindru din sticla albastru-deschis, fara incluziuni sau defecte, datata la circa 2700 ani i.e.n. Calitatea deosebita a sticlei atesta existenta unei indelungate experiente si ca atare se presupune ca in Asia sticla era cunoscuta inaintea Egiptului.

Se estimeaza ca producerea unor vase in intregime din sticla a inceput cu 700 de ani i.e.n. Atunci modelul era confectionat din argila nisipoasa care era inmuiat in topitura de sticla. Sticla ce adera la model era incalzita in flacara pentru a se distribui uniform si a se netezi. Dupa racire miezul era indepartat treptat.

Pe la inceputul erei noastre a fost descoperit procedeul de fasonare a obiectelor din sticla goale in interior, prin suflare. Se pare ca faptul a avut loc in Siria, dar mestesugul s-a raspandit repede in tot Imperiul roman. Unele surse atribuite romanilor aceasta descoperire. Prin anul 200 Alexandria (Egipt) era un important centru de productie a obiectelor din sticla. Mestesugul a fost preluat de Roma, unde un sfert din locuitori traiau de pe urma lui.

O alta dovada privin arta mestesugarilor romani este asa zisa ,,vaza de Portland” gasita in sec. XVI langa  Roma, in mormantul uni patrician. Sticla de baza este albastra iar peste ea este depus un al doilea strat de sticla alb-laptoasa modelat artistic cu semne mitologice in relief. Acest obiect a avut o soarta iesita din comun. Dupa ce s-a pastrat intacta in mormantul in care s-a gasit, timp de 14 sec., a fost cumparata de ducele de Portland si expusa apoi in British Museum din Londra. Aici, in 1845, a fost sparta cu un baston de un visitator nebun. Vasul a fost reconstituit din cioburi iar specialisti au executat 2 copii foarte asemanatoare. Una din aceste copii este expusa si in prezent in muzeu.

In secolele I-II e.n. prelucrarea sticlei s-a dezvoltat si pe tarmurile portului Euxin. La Tomis in (actuala Constanta) au fost gasite urmele unor cuptoare de topit sticla si la muzeul Arheologic Constanta sunt expuse multe vase de sticla sin acea perioada, variate ca forma si dimensiuni.

In aceasi perioada existau ateliere de prelucrat sticla si in Germania, la Trier si Köln.

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Chimia sticlelor

Sticlele sunt un amestec de dioxid de siliciu si silicatii ai diferitelor metale. Sunt materiale necristalizate (amorfe), cu rezistenta mecanica si duritate mare, cu coeficient de dilatare mic. La temperaturi mai inalte se comporta ca lichidele subracite cu vascozitate mare. Nu au punct de topire definit. Prin incalzire se inmoaie treptat, ceea ce permite prelucrarea sticlei prin suflare, presare, turnare, laminare.

Sticlele se obtin, in general, prin topirea in cuptoare speciale a unui amestec format din nisip de coart, piatra de var, carbonat de sodiu (sau de potasiu) si materialele auxiliare.

Proprietatile fizice ale sticlelor sunt determinate de compozitia lor. Sticla obisnuita, sticla de sodiu are compozitai aproximativa 6SiO2·CaO·Na2O. Se intrebuintiaza la fabricarea geamurilor si a ambalajelor de sticla.

Sticla de potasiu are compozitia  6SiO2·CaO·K2O si este rezistenta la variatii de temperatura. Se folosestela fabricarea vaselor de laborator.

Cristalul (sticla de plumb) este o sticla in care sodiu si calciul au fost inlocuiti cu potasiu si plumb (6SiO2·PbO·K2O) si se caracaterizeaza prin proprietati de refractie bune si densitate mare. Flintul si strasul contin un procent de plumb mai mare ca cristalul. Flintul se foloseste pentru prisme si lentile optice.

Prin adaugarea unor cantitati mici de Al2O3 sau B2O3 se obtin sticle rezistente la variatii bruste de temperatura care se folosesc la fabricarea vaselor de laborator (sticla Jena, Pirex sau Duran). Au o rezistenta chimica mare si coeficient de dilatatie mic.

Compozitia chimica a unor sticle mai cunoscute

Componentii

Sticla de geam

(Scaieni)

Sticla de butelii

(Sighisoara)

Sticla cristal

Stical de laborator

Turingia

Sticla de laborator Jena

(Ger.Glas.)

Sticla de laborator Pirex

Sticla Lindeman

Srical optica cron greu

Sticla optica flint

SiO2

B2O3

BeO

CaO

MgO

BaO

PbO

ZnO

Li2O

Na2O

K2O

Al2O3

Fe2O3

As2O3

%

71,5

-

-

7,9

3,6

-

-

-

-

15,6

-

1,20

0,20

-

%

72,4

-

-

9,3

1,l

-

-

-

-

15,3

-

1,79

0,2

-

%

55,5

-

-

-

-

-

30

-

-

-

14,5

-

-

-

%

66

-

-

8

4,5

-

-

-

-

11

3

7,5

-

-

%

76

16

-

0,2

-

-

-

-

-

5,4

0,6

1,7

-

-

%

81

12

-

0,5

-

-

-

-

-

4,5

-

2

-

-

%

-

64

15,3

-

-

-

-

-

20,7

-

-

-

-

-

%

32,70

13,20

-

-

-

45,90

-

3,50

-

-

-

3,15

-

1,60

%

47

-


-
-

-

-

46,40

-

-

-

6,35

-

-

0,20

Sticlele colorate se obtin daca, in topitura, se adauga unii oxizi metalici (de Fe,Co,Cr,Cu etc.), care formeaza silicatii colorati.

In industria sticlei se utilizeaza drept coloranti un numar foarte mare de substante care se incadreaza de obicei in trei categorii: colorantii ionici, colorantii moleculari si colorantii coloidali.

Colorantii ionici sunt in general oxizii metalici.

Asa de exemplu sticla rosie contine si oxid de cupru I, sticla galbena sulfat de cadmiu, sticla albastra oxid de cobalt (II), sticla verde oxid de crom (III), sticla violeta oxid de mangan. Trioxidul de uraniu da o culoare galben-verde insotita de o frumoasa fluorescenta verde.

Colorantii moleculari sunt reprezentati de seleniu care da o culoare roz, de sulf care da o culoare galbena sau galbena-cafenie si mai ales de sulfurile si seleniurile diferitelor elemente. Foarte utilizat este amestecul CdS + CdSe care da o culoare rosie-rubinie a carei nuanta depinde de raportul dintre cei doi componenti.

Colorantii coloidali sunt de fapt metalele care, prin tratamente termice adecvate, sunt dispersate sub forma de solutie coloidala imprimand sticlei culori ce depind de dimensiunile particulelor coloidale. Astfel, aurul fin dispersat in sticla da o culoare rosie-rubinie foarte frumoasa. Argintul da nuante de la galben la cafeniu.

Sticlele colorate se topesc in creuzete cu capcitati de ordinul sutelor de liri sau in cuptoare mici in care temperatura, si mai ales caracterul mediului, se pot controla riguros.

Sticlele colorate se utilizeaza in afara obiectelor de menaj, in numeroase domenii importante.

Mari consumatori de sticla colorata sunt transporturile aeriene, navele, terestre. Semnalizarile luminoase in transporturi au o deosebita importanta culorile utilizate deobicei, fiind rosul, verde, albastru si galben.

Sticlele colorate se utilizeaza si drept filtre penru anumite radiatii. Pentru protejarea ochilor sudorilor sau a celor ce privesc in cuptoare incandescente se utilizeaza asa-numitele sticle de cobalt dar si alte sticle care pot retine radicali calorici sau ultraviolete.

Filtrele colorate intra in componenta unor aparate optice sau de analiza, utilizate in laboratoare de fizica chimie sau tehnica fotografica.

fasete

Calirea sticlei

Calirea sticlei este cunoscuta cel putin din secolul al XVIII-lea cand ,,lacrima batavica”, obtinuta prin caderea unei picaturi de sticla topita in apa, starnea uimirea tuturor. O astfel de picatura de sticla racita brusc rezista la socuri puternice, dar devine instantaneu o pulbere fina cand i se rupe codita subtire ramasa dupa desprinderea din bucata topita.

Calirea a fost aplicata industrial in 1930 pentru obtinerea placilor de asticla cu rezistenta marita, numita ,,securit”.

Prin calire creste rezistenta sticlei si aceasta se datoreste unor eforturi de conpresiune in sfaturile superficiale a placii, care compenseza apoi o parte din eforturile de tractiune ce apar sub influenta solicitarilor mecanice. Valoarea tensiunilor de conpresie, respectiv rezistenta mecanica a sticlei calite, este influentata de temperatura de la care incepe racirea si viteza de racire.

Calirea se aplica industrial pe scara larga la fabricarea parbrizelor si a celorlalte geamuri pentru autovehicule.

cuptor-de-sticla-Murano-300x200

STICLA ANTIGLONT
Probabil aţi observat că unii lideri politici ori religioşi, în public, se protejează uneori prin intermediul unui geam antiglonţ. Acest geam are o calitate pe care geamul apartamentului d-voastră nu o are: poate rezista şocului produs de un glonţ tras de un pistol.Cum devine sticla obişnuită rezistentă la gloanţe? Este ea de o altă natură decât sticla obişnuită? Nu. Secretul este laminarea. Laminarea constă în tratarea unor straturi de sticlă cu policarbonat. Policarbonatul este un material uşor, transparent, un fel de plastic, foarte rezistent la şocuri. Prin adăugarea mai multor straturi de sticlă astfel tratată, geamurile antiglonţ  – pe care le vedeţi, de exemplu, la Papamobil – ajung la o grosime de peste 7 centimetri.

Un glonţ tras într-un geam antiglonţ va trece de primul strat de sticlă, dar stratul de policarbonat va absorbi energia glonţului, oprindu-l înainte de a ieşi pe partea cealaltă a sticlei. Modul în care energia este disipată pe suprafaţa sticlei laminate poate fi observat în videoclipul de mai jos (în partea de final a acestuia).

Există, de asemenea, sticlă antiglonţ care are capacitatea de a opri gloanţele doar dacă este lovită dintr-o anumită parte, din partea opusă permiţând trecerea glonţului fără probleme. Acest tip de sticlă are avantaje certe în cazul în care vorbim de dotarea unei maşini cu geamuri rezistente: cei din exterior nu sunt eficienţi în executarea focului, pe când cei din maşină pot folosi armele fără piedici către cei din exterior.

Pentru a realiza acest tip de geam antiglonţ, se laminează un material rigid cu unul flexibil, cu materialul flexibil către interior. Materialul  rigid, la impactul cu glonţul, se va împrăştia în jurul punctul de impact, iar materialul flexibil va prelua şocul, oprind glonţul. Invers, materialul flexibil va permite trecerea glonţului, care va putea traversa fără probleme şi celălalt strat, trecând deci de toate tipurile sticlei.

Lasă un răspuns

Completeaza detaliile de mai jos sau apasa click pe una din imagini pentru a te loga:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Schimbă )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Schimbă )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Schimbă )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Schimbă )

Connecting to %s