Министерство общего и профессионального образования
Ростовская область г. Гуково
Профессиональное училище № 63
Реферат
По предмету
Непродовольственные товары
На тему:
"Бытовое стекло"
Гуково – 2007
Содержание
1. Сырье и производство
2. Ассортимент стеклянных изделий
3. Требование к качеству и маркировка хранения
1. 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.
Глушители (окись олова, криолит) необходимы для уменьшения прозрачности стекла, получения стекла молочно-белого и цветного непрозрачного.
Осветлители (селитра, сульфат натрия) способствуют осветлению стекломассы путем удаления из нее пузырьков воздуха.
Производство стекла состоит из следующих процессов: подготовки сырьевых компонентов, получения шихты, варки стекла, охлаждения стекломассы, формования изделий, их отжига и обработки (термической, химической, механической).
К главным компонентам относят стеклообразующие вещества (природные, например SiO2, и искусственные, например Na2CO3), содержащие основные (щелочные и щёлочноземельные) и кислотные окислы. Главный компонент большинства промышленных стекол — кремнезём (кремния двуокись), содержание которого в стекле составляет от 40 до 80% (по массе), а в кварцевых и кварцоидных от 96 до 100%. В стекловарении обычно в качестве источника кремнезёма используют кварцевые стекольные пески, которые в случае необходимости обогащают. Сырьём, содержащим борный ангидрид, являются борная кислота, бура и др. Глинозём вводится с полевыми шпатами, нефелином и т.д.; щелочные окислы — с кальцинированной содой и поташом; щёлочноземельные окислы — с мелом, доломитом и т.п. Вспомогательные компоненты — соединения, придающие то или иное свойство, например окраску, ускоряющие процесс варки и т.д.
Все компоненты перед варкой просеиваются, сушатся, при необходимости измельчаются, смешиваются до полностью однородной порошкообразной шихты, которая подаётся в стекловаренную печь.
Процесс стекловарения условно разделяют на несколько стадий: силикатообразование, стеклообразование, осветление, гомогенизацию и охлаждение ("студку").
При нагревании шихты вначале испаряется гигроскопическая и химически связанная вода. На стадии силикатообразования происходит термическое разложение компонентов, реакции в твёрдой и жидкой фазе с образованием силикатов, которые вначале представляют собой спекшийся конгломерат, включающий и не вступившие в реакцию компоненты. По мере повышения температуры отдельные силикаты плавятся и, растворяясь друг в друге, образуют непрозрачный расплав, содержащий значительное количество газов и частицы компонентов шихты. Стадия силикатообразования завершается при 1100—1200 °С.
На стадии стеклообразования растворяются остатки шихты и удаляется пена — расплав становится прозрачным; стадия совмещается с конечным этапом силикатообразования и протекает при температуре 1150—1200 °С. Собственно стеклообразованием называют процесс растворения остаточных зёрен кварца в силикатном расплаве, в результате чего образуется относительно однородная стекломасса. В обычных силикатных стеклах содержится около 25% кремнезёма, химически не связанного в силикаты (только такое стекло оказывается пригодным по своей химической стойкости для практического использования). Стеклообразование протекает значительно медленнее, чем силикатообразование, оно составляет около 90% от времени, затраченного на провар шихты и около 30% от общей длительности стекловарения.
Обычная стекольная шихта содержит около 18% химически связанных газов (СО2, SO2, O2 и др.). В процессе провара шихты эти газы в основном удаляются, однако часть их остаётся в стекломассе, образуя крупные и мелкие пузыри.
На стадии осветления при длительной выдержке при температуре 1500—1600 °С уменьшается степень пересыщения стекломассы газами, в результате чего пузырьки больших размеров поднимаются на поверхность стекломассы, а малые растворяются в ней. Для ускорения осветления в шихту вводят осветлители, снижающие поверхностное натяжение стекломассы; стекломасса перемешивается специальными огнеупорными мешалками или через неё пропускают сжатый воздух или др. газ.
Одновременно с осветлением идёт гомогенизация — усреднение стекломассы по составу. Неоднородность стекломассы обычно образуется в результате плохого перемешивания компонентов шихты, высокой вязкости расплава, замедленности диффузионных процессов. Гомогенизации способствуют выделяющиеся из стекломассы газовые пузыри, которые перемешивают неоднородные микроучастки и облегчают взаимную диффузию, выравнивая концентрацию расплава.
Последняя стадия стекловарения — охлаждение стекломассы ("студка") до вязкости, необходимой для формования, что соответствует температуре 700—1000 °С. Главное требование при "студке" — непрерывное медленное снижение температуры без изменения состава и давления газовой среды; при нарушении установившегося равновесия газов образуется вторичная мошка (мелкие пузыри).
Процесс получения некоторых стекол отличается специфическими особенностями. Производство каждого типа стекла определяется технологической нормалью.
Формование изделий из стекломассы осуществляется механическим способом (прокаткой, прессованием, прессовыдуванием, выдуванием и т.д.) на стеклоформующих машинах. После формования изделия подвергают термической обработке (отжигу).
В результате отжига и последующего медленного охлаждения происходит релаксация напряжений, появляющихся в стекле при быстром охлаждении. В результате закалки в стекле возникают остаточные напряжения, обеспечивающие его повышенную механическую прочность, термостойкость и специфический (безопасный) характер разрушения в сравнении с обычным стеклом (закалённые стекла применяют для остекления автомобилей, вагонов и т.п. целей).
2. Ассортимент стеклянных изделий
Столовая посуда.
Столовую посуду, которую называют также сортовой, подразделяют по ряду признаков, основными из которых являются состав стекломассы, способ выработки, вид, фасон, размер и способ украшения.