Велико Търново

Употреба на стъклото

Тъй като стъклото е здраво и нереактивно, то е много полезен материал. Много предмети от всекидневието се правят от стъкло. Чашите и бутилките често са стъклени, както и електрическите крушки, огледалата, екранните тръби на компютърни монитори и телевизори, прозорците.

В лабораториите, извършващи изследвания в областта на химията, биологията, физиката и много други области, колби, епруветки, лещи и друго лабораторно обзавеждане често са направени от стъкло. За тези цели обикновено се използва боросиликатно стъкло (като Пирекс), заради неговата здравина и нисък коефициент на топлинно разширение, позволяващи по-голяма точност на измерванията при експерименти с нагряване и охлаждане. За приложенията с особено високи изисквания се използва кварцово стъкло, въпреки че то е много трудно за обработка. Повечето такива стъкла се произвеждат масово чрез различни промишлени технологии, но много големи лаборатории се нуждаят от толкова много специфични стъклени предмети, че поддържат собствени стъкларски работилници.

Видове стъкло

Плаващо стъкло

90% от плоското стъкло в света се произвежда чрез технологията на плаващото стъкло, изобретена от сър Алистър Пилкингтън от Pilkington Glass. При нея разтопеното стъкло се излива в единия край на вана с разтопен калай. Стъклото се стича по калая и се подравнява, създавайки плоска повърхност от двете страни. Стъклото бавно се охлажда и втвърдява, докато преминава по разтопения калай, след което излиза от ваната като непрекъсната лента. След това стъклото се полира. Завършеният продукт има почти идеално успоредни повърхности.

Стъклото се произвежда в стандартни дебелини от 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 15, 19 и 22 мм.

Плаващото стъкло представлява опасност при определени приложения, защото се чупи на големи назъбени парчета, които могат да предизвикат сериозни наранявания. Много строителни нормативи по света ограничават употребата на плаващо сткъло на места с висок риск от счупване и наранявания, като бани, врати и малки височини в училищата.

Равнинно стъкло

Преди изобретението на Пилкингтън плоското стъкло обикновено се произвежда чрез екструдиране или валцоване. Повърхностите не са оптически успоредни, което предизвиква изкривявания на образа. Оптически успоредни повърхности са постигане чрез механично полиране, което значително оскъпява продуктите.

Цилиндрично стъкло

Това е друг популярен метод за производство на плоско стъкло преди въвеждането на метода на Пилкингтън. Стъклото се издухва в кух цилиндър, краищата му се отрязват и той се разцепва по дължина. След това се нагрява отново и цилиндърът се разгъва в равна повърхност.

Закалено стъкло

Закаленото (или темперирано) стъкло се произвежда чрез топлинна обработка на плаващо стъкло. Стъклото се разрязва до необходимия размер и всички обработки (като полиране на ръбовете или пробиване на отвори) се извършват преди закаляването. Стъклото се поставя в пещ, която го нагрява над точката на закаляване от 600 °C. След това стъклото бързо се охлажда с въздух. Това създава натискови напрежения по повърхността на стъклото, уравновесени от опънни напрежения в дълбочина. Схемата на охлаждане може да се види при наблюдение на стъклото с поляризирана светлина. Закаленото стъкло обикновено има якост, шест пъти по-висока от тази на обикновеното стъкло.

От друга страна закаленото стъкло има и недостатъци. Поради вътрешните напрежения всяка повреда по ръбовете на стъклото предизвиква начупване на дребни парчета. Това е причината то да бъде рязано преди закаляването и да не може да бъде обработвано след това. Освен това повърхността на закаленото стъкло е по-мека от тази на обикновеното и е по-податлива на надраскване.

Закаленото стъкло обикновено се използва в елементи без рамки (например като врати без рамки) и за конструктивни цели. Закаленото стъкло се счита за по-малко рисково от обикновеното, поради по-високата си якост и факта, че се чупи на малки заоблени парчета, които е по-слабо вероятно да предизвикат наранявания.

Ламинирано стъкло

Ламинираното стъкло е изобретено през 1903 от френския химик Едуар Бенедиктюс. Вдъхновен от стъклена епруветка, покрита с пласт целулозен нитрат поради лабораторна небрежност, която, изпусната се чупи, но не се разпада на парчета, той създава стъклено-пластмасов композит, за да намали нараняванията при автомобилни произшествия. Новият материал не е възприет веднага от производителите на автомобили и първото му широко приложение е в производството на противогази през Първата световна война.

Днес ламинираното стъкло се произвежда чрез свързване на два или повече слоя обикновено плаващо стъкло с пластмасов вътрешен слой, обикновено от поливинил бутарил (PVB). PVB се поставя между стъклата, които след това се нагряват до около 70 °C и преминават през валцоване, за да се извадят остатъците от въздух и да се създаде първоначална връзка.

Типична схема на ламинирано стъкло е 3 мм стъкло / 0,38 мм междинен слой / 3 мм стъкло. Това дава краен продукт, означаван като ламинирано стъкло 6,38.

Междинният слой задържа двата пласта стъкло, свързани дори след счупването им, и високата му якост предотвратява начупването на стъклото на големи остри парчета. Повече слоеве и по-дебело стъкло добълнително увеличават здравината. Бронираните стъклени панели, направени от дебело стъкло и няколко междинни слоя могат да достигнат до 50 мм дебелина.

Друго свойство на PVB е, че подобрява звукоизолиращите свойства на стъклото чрез демпферния ефект и освен това спира 99% от преминаващата ултравиолетова светлина.

Ламинираното стъкло се използва обикновено при повишен риск от наранявания. Типично приложение на ламинирани стъкла са витрините на магазини и прозорците на автомобили.

Самопочистващо се стъкло

Едно скорошно изобретение, отново на Pilkington Glass, е така нареченото самопочистващо се стъкло, предназначено за строителството, автомобилостроенето и други области. 50-нанометрово покритие от титанов оксид по външната страна на стъклото създава два механизма, по които стъклото се самопочиства. Първият е фотокатализиращия ефект, при който ултравиолетовите лъчи катализират разпадането на органичните съединения по повърхността. Вторият е хидрофилизиращият ефект, при който водата формира тънък слой, отмиващ разрушените органични съединения.