Шпаргалки по "Товароведению и экспертизе непродовольственных товаров"

Состав и технологии стёкол

 

[править]Стеклообразующие вещества

К стеклообразующим веществам  относятся:

Оксиды:

SiO2

B2O3

P2O5

TeO2

GeO2

Фториды:

AlF3

и др.

[править]Виды стекол

В зависимости от основного  используемого стеклообразующего  вещества, стекла бывают оксидными (силикатные, кварцевое, германатные, фосфатные, боратные), фторидными, сульфидными и т. д.

Базовый метод получения  силикатного стекла заключается  в плавлении смеси кварцевого песка (SiO2), соды (Na2CO3) и извести (CaO). В  результате получается химический комплекс с составом Na2O*CaO*6SiO2.

Кварцевое стекло получают плавлением кремнезёмистого сырья высокой  чистоты (обычно кварцит, горный хрусталь), его химическая формула — SiO2. Кварцевое  стекло может быть также природного происхождения (см. выше —кластофульгуриты), образующееся при попадании молнии в залежи кварцевого песка (этот факт лежит в основе одной из исторических версий происхождения технологии).

Кварцевое стекло характеризуется  весьма малым коэффициентом температурного расширения и потому его иногда используют в качестве материала для деталей  точной механики, размеры которых  не должны меняться при изменении  температуры. Примером служит использование  кварцевого стекла в точных маятниковых  часах.

Оптическое стекло — применяют  для изготовления линз, призм, кювет  и др.

Химико-лабораторное стекло — стекло, обладающее высокой химической и термической устойчивостью.

[править]Основные промышленные виды стекла

 

 

Кодовый символ указывающий, что стекло может быть вторично переработано

В качестве главной составной  части в стекле содержится 70—75 % двуокиси кремния (SiO2), получаемой из кварцевого песка при условии соответствующей  грануляции и свободы от всяких загрязнений. Венецианцы для этого применяли  чистый песок из реки По или даже завозили его из Истрии, тогда как богемские стеклоделы получали песок из чистого кварца.

Второй компонент —  окись кальция (CaO) — делает стекло химически стойким и усиливает  его блеск. На стекло она идёт в  виде извести. Древние египтяне получали её из щебня морских раковин, а  в Средние века она приготовлялась из золы деревьев или морских водорослей, так как известняк в качестве сырья для приготовления стекла был ещё не известен. Первым подмешивать  к стеклянной массе мел, как тогда  назывался известняк, стали богемские  стеклоделы в XVII веке.

Следующей составной частью стекла являются оксиды щелочных металлов — натрия (Na2O) или калия (K2O), нужные для плавки и выделки стекла. Их доля составляет примерно 16—17 %. На стекло они идут в виде соды (Na2CO3) или поташа (K2CO3), которые при высокой температуре легко разлагаются на окиси. Соду сначала получали выщелачиванием золы морских водорослей, а в местности, удалённой от моря, применяли содержащий калий поташ, получая его выщелачиванием золы буковых или хвойных деревьев.

Различаются три главных  вида стекла:

Содово-известковое стекло (1Na2O : 1CaO : 6SiO2)

Калийно-известковое стекло (1K2O : 1CaO : 6SiO2)

Калийно-свинцовое стекло (1K2O : 1PbO : 6SiO2)

[править]Кальциево-натриевое стекло

«Содовое стекло» можно  с лёгкостью плавить, оно мягкое и потому легко поддаётся обработке, а кроме того, чистое и светлое.

[править]Калиево-кальциевое стекло

«Поташное стекло», в отличие  от натриевого, более тугоплавкое, твёрдое и не такое пластичное и способное к формовке, но обладает сильным блеском. Оттого что раньше его получали непосредственно из золы, в которой много железа, стекло было зеленоватого цвета, и в XVI веке для его обесцвечивания начали применять перекись марганца. А так как именно лес давал сырьё для изготовления этого стекла, его называли ещё лесным стеклом. На килограмм поташа шла тонна древесины.

[править]Свинцовое стекло

Свинцовое стекло (или «хрусталь»), получается заменой окиси кальция  окисью свинца. Оно довольно мягкое и плавкое, но весьма тяжёлое, отличается сильным блеском и высоким  показателем преломления, разлагая световые лучи на все цвета радуги и вызывая игру света.

[править]Боросиликатное стекло

Включение оксида бора вместо щелочных составляющих шихты придаёт  этому стеклу свойства тугоплавкости, стойкости к резким температурным  скачкам и агрессивным средам. Изменение состава и ряд технологических  особенностей, в свою очередь, сказывается  на себестоимости — оно дороже обычного силикатного.

[править]Пористое стекло

Воздействие воды и растворов  кислот на силикатные стёкла выражается образованием на их поверхности тонкой плёнки пористого строения — об этом было известно давно. В определённой области тройной диаграммы лежат  составы малоустойчивых щелочно-боросиликатных стёкол, такое воздействие на которые (в особенности — растворов  кислот) результатом может иметь  образование насквозь пористых продуктов  — так называемых пористых стёкол. В этом случае в раствор переходит  пребывавший в составе исходного  материала практически весь щелочной оксид, весомая часть борного  ангидрида, а пористый продукт реакции  будет на 93—96 % состоять из кремнезёма и при определённых условиях сохранит внешние качества исходного стеклянного  материала: блестящую полированную поверхность и форму. [32]

Получение пористых стёкол значительных размеров и толщины возможно только из стекла некоторых определённых составов. Пористые стёкла по объёму, соответствующему исходному — сравнительно небольшие, образуются из щелочно-боросиликатных стёкол, входящих в стёкла более  сложного состава, и из двухкомпонентных боросиликатных стёкол, содержащих от 60 % SiO2. [32]

Первые исследования пористых стёкол и их структуры относятся  к началу 1930-х годов. Одной из первых публикаций, посвящённых настоящей  теме, явилась работа 1931 года И. В. Гребенщикова и Т. А. Фаворской [33]. Особую интенсивность  изучение свойств щелочно-боросиликатных стёкол и получаемых из них пористых стёкол И. В. Гребенщиковым и его  сотрудниками приобрело с 1940 года. [32]

Тогда и в последующих  исследованиях было получено представление  о том, что пористые стёкла, обладая  некоторыми общими характерными особенностями, одновременно демонстрируют большое  разнообразие структур, находящееся  в зависимости от условий их образования, термической истории исходного  стекла и его состава. [32]

В дальнейшем многими исследователями  были получены материалы данной категории  разнообразной структуры, чрезвычайно  широкого диапазона обусловленных  ею свойств, имеющие очень большую  сферу применения.

[править]Прозрачное и цветное стекло

[править]Прозрачное стекло

Рецептура прозрачного стекла была известна ещё в древности, о  чём свидетельствуют античные флаконы  и бальзамарии, в том числе  и цветные,— на помпейских фресках  мы видим совершенно прозрачную посуду с фруктами. Но вплоть до Средневековья, когда огромное распространение  получают витражи, не приходится встречать образцов стеклоделия, выраженно обладающих этими свойствами. [34] [35]

[править]Оптическое стекло

Основная статья: Оптическое стекло

К оптическому стеклу предъявляют  особые технические требования, первое из которых — однородность, оцениваемая  до сих пор на основании экспертного  анализа по степени и количеству находящихся в нём свилей и  прозрачности в заданном диапазоне  спектра.

Цветное стекло

Обычная стеклянная масса  после остывания имеет желтовато-зелёный  или голубовато-зелёный оттенок. Стеклу можно придать окраску, если в состав шихты произвести включение, например, тех или иных оксидов  металлов, которые в процессе варки  изменят его структуру, что после  остывания, в свою очередь, заставляет стёкла выделять определённые цвета  из спектра проходящего сквозь них света. Железистые соединения окрашивают стекло в цвета — от голубовато-зелёных и жёлтых до красно-бурых, окись марганца — от жёлтых и коричневых до фиолетовых, окись хрома — в травянисто-зелёный, окись урана — в желтовато-зелёный (урановое стекло), окись кобальта — в синий (кобальтовое стекло), окись никеля — от фиолетового до серо-коричневого, окись сурьмы или сульфид натрия — в жёлтый (в самый же красивый жёлтый окрашивает, однако, коллоидное серебро), окись меди — в красный (так называемый медный рубин в отличие от золотого рубина, получаемого прибавкой коллоидного золота). Костяное стекло получается замутнением стекломассы пережжённой костью, а молочное — прибавкой смеси полевого и плавикового шпата. Теми же прибавками, замутив стекломассу в очень слабой степени, получают опаловое стекло. Окрашенные стёкла, помимо других областей применения, используют в качестве цветных светофильтров.

Художественное стекло

 

 

Художественное цветное  стекло (Венеция)

Этот материал изначально, и в силу разнообразия своих декоративных возможностей, и благодаря уникальным свойствам, в том числе — подобию  красивейшим самоцветам, а порой  в чём-то и превосходя их, именно через изобразительное творчество, с момента, когда слиток впервые  оказалось на ладони мастера, — радует и, вероятно, всегда, чаруя, будет присутствовать в жизни способного ценить его  красоту. Нелишним будет напомнить и то, что некогда ценой своей с золотом могло соперничать только стекло. Действительно, самые ранние его рукотворные образцы — украшения.

Выдувание стекла — операция, позволяющая из вязкого расплава получить различные формы — шары, вазы, бокалы.

С точки зрения стеклодува стёкла делятся на «короткие» (тугоплавкие  и термостойкие, например — «пирекс»), пластичные в весьма узком диапазоне  температур и «длинные» (легкоплавкие, например — молибденовое) — имеющие  этот интервал значительно более  широким.

Стеклодув за работой

Важнейший рабочий инструмент стеклодува, его выдувальная трубка — это полая металлическая  трубка длиной 1—1,5 м, на одну треть  обшитая деревом и снабжённая на конце латунным мундштуком. Пользуясь  трубкой, стеклодув набирает из печи расплавленное стекло, выдувает его  в форме шара и формует. Для этого ему нужны металлические ножницы для отрезания стеклянной массы и прикрепления её к трубке, длинные пинцетообразные клещи из металла для вытягивания и формования стеклянной массы, для образования тиснёных украшений и т. д., сечка для отсекания всего изделия от трубки и деревянная ложка (скалка, долок — в форме коклюшки) для разравнивания набранной стекломассы. Предварительно отформованное с помощью этих инструментов стекло («баночку») стеклодув вкладывает в форму из дерева или железа. Оставшийся от отшибания след (насадок, колпачок) приходится удалять шлифовкой.

Готовое изделие отшибают от трубки на вилы и несут в отжигательную  печь. Отжиг изделия производится несколько часов при температуре  около 500 °C с тем, чтобы снять возникшие  в нём напряжения. Неотожжённое изделие  может из-за них рассыпаться при  малейшем прикосновении, а иногда и  самопроизвольно. В демонстрационных целях это явление издавна  эффектно показывается на батавских  слёзках — застывших каплях из стекла.

Шлифовка и полировка  стекла

Огранка стекла

Металлизация и окрашивание  стекла

[править]Смарт-стекло

Основная статья: Смарт-стекло

Смарт-стекло — класс стекольных материалов. Представляет собой композит из слоев стекла и различных химических материалов, используемый в архитектуре и производстве для изготовления светопрозрачных конструкций (окон, перегородок, дверей и т. п.), изменяющий свои оптические свойства (матовость, коэффициент пропускания, коэффициент поглощения тепла и т. д.) при изменении внешних условий, например, освещенности или температуры или при подаче электрического напряжения.

Осветленное стекло

Специально разработанное флоат-стекло, не имеющее никаких оттенков, присущих стандартным «бесцветным» стеклам. Осветленное стекло имеет лучшие характеристики по сравнению с обычным флоат-стеклом, в том числе – повышенное светопропускание, а также более высокий коэффициент пропускания солнечной энергии.

 

4. Влияние процессов производства  на формирование потребительские  свойские свойства стеклянных  изделей.

Потребительские свойства стеклянных изделий обусловливают возможность  их ис-пользования по назначению, удобство и надежность в эксплуатации, красоту и художествен-ную выразительность. Они зависят от совершенства авторского образца, свойств стекла и качества изготовления изделий.

Основными потребительскими свойствами стеклянных бытовых изделий  явля-ются функциональные, эргономические, эстетические и свойства надежности.

Функциональные свойства стеклоизделий предусматривают  возможность выполнения ими двух основных функций: "принимать" и  сохранять пищу и напитки в  неизменном количестве и качестве и

и "отдавать" их полностью  или частично по мере необходимо-сти. Эти свойства зависят от природы стекла, формы, размеров и назначения изделий, особенностей пищи и напитков. Все эти факторы обусловливают вариантность формы и размеров изделий.

Способность "принимать" и сохранять пищу и напитки определяется следующими груп-повыми показателями: химической стойкостью к пище и напиткам, стойкостью к атмо-сферным воздействиям, стойкостью к тепловым воздействиям, стойкостью к механиче-ским воздействиям. Способность "отдавать" пищу и напитки: функциональностью объ-емно-пространственного решения и универсальностью.

Эргономические свойства предопределяют прежде всего удобство (комфортность) пользования и гигиеничность стеклоизделий. Комфортность бытовой посуды определя-ется удобством держания, переноса, выполнения функций хранения, мойки, а также удобством транспортирования и хранения. Гигиенические свойства обусловлены прежде всего природой и свойствами стекла и характеризуются такими групповыми показателя-ми как безвредность и загрязняемость.

Эстетические свойства стеклянных бытовых товаров определяются целостностью композиции, рациональностью формы  и информативностью.

Целостность композиции характеризует  расположение, сложение и соединение частей в единое целое в определенном порядке. Она обусловлена пространственно-декоративным строением, тектоникой, пропорциями  формы стеклоизделий.

Рациональность формы  характеризует соответствие формы  изделия функциональ-ному назначению и условиям окружающей среды, соответствие тонального и цветового решения отдельных элементов требованиям эргономики, стилевого решения - интерьеру, технологии изготовления - свойствам материала.