при какой температуре плавится стекло в градусах цельсия

Температура плавления стекла

Понятие «температура плавления стекла» применяют по аналогии с точкой плавления чистого кристаллического вещества, однако аморфные или стеклообразные материалы, как известно, не имеют точки плавления, а обнаруживают в определенных температурных границах растянутый интервал размягчения, который имеет начальную и конечную температуру.

За конец размягчения стекла принимают температуру, при которой стекло имеет вязкость 2·10 8 пуаз, что для большинства обыкновенных стекол соответствует температурному диапазону от 700 до 750°С.

На температуру плавления стекла (или начала размягчения) существенно влияет его химический состав. В частности, понижению температуры плавления стекла, так же как и его вязкости, способствуют следующие окислы: B₂O₃, BaO, Na₂O, K₂O, Li₂O, Fe₂O₃, MnO и PbO. Повышают температуру плавления стекол и их вязкость такие оксиды металлов, как Al₂O₃, CaO, MgO, SiO, ZrO₂, TiO₂.

Следует отметить стекла с высокой температурой плавления. К ним относятся: кварцевое стекло различных типов, кремнеземистые стекла, ситаллы и ситалловые стекла. Например, температура плавления кварцевого стекла может достигать 1300°С. В диапазоне температуры от 630 до 730°С начинают плавиться (размягчаться) термостойкие стекла и стекла для медицинского применения. Оконное, лабораторное, посудное стекло и хрусталь имеют температуру начала размягчения от 530 до 600°С.

Источник

Как расплавить стекло в муфельной печи – технология, температура плавления, особенности

Плавление стекла – процесс перехода его из твердого состояния в жидкое. Для того, чтобы это произошло, необходимо соблюдение определенных условий. Они зависят от вида стекла, его химического состава. Это общедоступный плавкий материал, из которого повсеместно производят посуду, предметы интерьера, украшения и еще массу полезных вещей. С помощью технологии фьюзинга создаются изделия из разноцветного стекла. Она предполагает работу с расплавленным материалом, доведенным до жидкого состояния.

Такое разное цветное стекло

Можно ли расплавить стекло и что для этого нужно

Плавка стекла осуществляется при больших температурах. Нет точного значения, его определяют экспериментальным путем. От того, какие примеси и в каком количестве содержатся в стекле, зависит время нагрева. Обычно для каждого конкретного вида определены средние значения температуры плавления стекла, которые были получены при их изучении и тестировании в лабораториях. Наиболее распространенные виды плавятся при следующих температурах:

На предприятиях, которые работают со стеклом, температура в печах поддерживается на уровне 1600 о С.

Бутылочное стекло

Есть два метода плавления стекла – литье и моллирование. При литье оно расплавляется до жидкого состояния и им заполняются необходимые формы (молды). Моллирование – процесс, при котором стекло нагревается до тягучего состояния и становится гнущимся и податливым. В таком состоянии с ним работают стеклодувы, изгибая и вытягивая материал.

Моллирование стекла

Как видно, температура расплавленного стекла имеет большие значения, достичь которых можно, если использовать качественную муфельную печь.

Печи для плавления стекла и их виды

Муфельная печь – устройство для равномерного нагревания веществ. Она состоит из:

Корпус может быть выполнен из нержавеющей стали или углеродистой. Модели из нержавейки служат намного дольше.

Муфель – самая важная часть печи, потому что именно в нем плавится стекло и располагаются нагревательные элементы. Он может быть выполнен из керамики, корунда или специального волокна.

Еще одна важная часть – это блок управления, который отвечает за выбор режима и настройку печи. Сейчас все печи оснащаются электронными блоками, которые вытеснили циферблатные.

Схема муфельной печи

Можно ли расплавить стекло в определенной муфельной печи, зависит от вида самого устройства. Существуют различные их типы, которые отличаются:

Муфельная печь SNOL

Наиболее важной характеристикой считается диапазон температур. По этому параметру печи разделяют на:

Отличаются печи и по режиму обработки, бывают:

Есть модели, которые предназначены для домашнего использования, а есть профессиональные агрегаты, которые используются в лабораториях или на крупных предприятиях. Как отечественные, так и зарубежные производители выпускают различные варианты муфельных печей. Хорошо зарекомендовала себя литовская компания SNOL.

Особенности использования муфельной печи на примере плавления бутылочного стекла

Расплавить бутылку из стекла можно в домашних условиях, имея под рукой обычную муфельную печь. Стеклянные бутылки найти несложно, причем бывают они различных форм и цветов. Можно использовать тару от пива, соков, воды, косметики. Перед тем, как приступить к самому процессу, их нужно тщательно подготовить. Необходимо очень тщательно очистить бутылки от наклеек, чтобы на поверхности ничего не осталось. Затем их нужно вымыть и обсушить так, чтобы не было пятен и жирных следов.

Градус плавления стекла, из которого изготовлены бутылки, составляет примерно 700-750 о С. Печь перед применением также необходимо проверить и очистить. Далее нагревательные элементы и исправность работы устройства нужно испытать с помощью пирометрического конуса.

Правила тестирования оборудования описаны в инструкции по эксплуатации. Многие печи имеют специальные тестовые программы, которые помогут узнать, исправна ли она

Для работы понадобится полка и форма для литья. Их также необходимо подготовить и нанести специальный сепараторный состав для отделения стекла. Форма для литья должна быть установлена так, чтобы оно не могло стечь за ее границы. Далее следует установить нужный температурный режим, который, как мы уже говорили, зависит от типа стекла и его химического состава.

Плавление бутылочного стекла

Подготовленную бутылку помещают в центр печи так, чтобы при расплавлении она стекала в форму. Нагревание необходимо производить постепенно, чтобы форма для литья не треснула. Нужно установить невысокие начальные значения и постепенно увеличивать их с небольшим шагом. При 500 о С начинается плавление бутылочного стекла, причем сначала стекают тонкие стенки. На этом этапе необходимо попытаться равномерно прогреть бутылку, еще медленнее увеличивая температуру. Жидкое состояние стекло примет уже при 700 о С, однако температуру следует увеличить еще на 70 о С и выдержать жидкую субстанцию в этих условиях еще 10 минут. После этого необходимо произвести операцию отжига. Для этого полученное изделие выдерживается определенное время при 500 о С. Это необходимо для того, чтобы заготовка не треснула.

Печь для плавления стекла – оборудование с высокими температурами, которое имеет повышенный класс опасности, поэтому при работе с ней нужно придерживаться правил техники безопасности. Используйте термостойкие перчатки и защитные очки

Мы рассмотрели, как расплавить бутылку из стекла, подготовку к процессу и его основные этапы. Чтобы получить изделие хорошего качества, необходимо использовать надежное профессиональное оборудование. Приобрести такое можно в ТД «Лабор».

Источник

Плавление стекла

Стекло играет особую роль как в промышленности, так и в повседневной жизни. В зависимости от химического состава стекло может быть использовано, как для создания украшения, так и для скальпелей в нейрохирургии, для изготовления различных приборов и даже в космической отрасли.

Плавление стекла в промышленности

Для производства стекла первым этапом готовят сырые материалы, которые смешивают в определенных пропорциях для получения однородной шихты. Данную смесь варят в стекловаренных печах до получения жидко однородной стекломассы.

Шихта плавится в печи при определенной температуре, которая зависит от химического состава. Нужная температура достигается с помощью топливных или газовых горелок. Высокая температура поддерживается несколько часов, чтобы стекломасса очистилась от пузырьков воздуха.

Ученые проводят исследования для выяснения температуры плавления разного вида стекла. Они заносят свои результаты в таблицы в зависимости от химического состава соединений, а также работают над увеличением прочности и изменением свойств, присущих стеклу.

Флоат – это метод, который используется в промышленности для производства стекла, изобрел Пилкингтон еще в 1959 году. Стекло из печи плавления поступает в прямоугольную ванну с расплавленным оловом, где его охлаждают, а затем отправляют на отжиг.

В промышленности используются стеклоплавильные печи, которые поддерживают температуру на уровне 1600 градусов Цельсия. Но это не всегда оправдано, так как многие виды стекла требуют температуру около 1000 градусов Цельсия. Соответственно поддержание меньшей температуры приведет к использованию меньшего количества топлива и удешевлению производства в целом.

Промышленное оборудование для плавления стекла

Самый важный моментдля варки стекла – это выбор печи для производства стекла.

Есть два вида классификации стекла и стекловаренных печей. В первом случае печи разделяются на горшковые и ванные. Во второй классификации вид печи зависит от способа нагревания. В этом случае различают пламенные, электрические и газоэлектрические агрегаты.

Горшковые печи чаще всего используются для малых объемов производства или для изготовления специальных оптических и светотехнических стекол.

Ванные печи – это большие резервуары с расплавленным оловом, по которому идеально ровно растекается стекло. Олово помогает постепенно охлаждать стекло от 1600 0 С до 600 0 С, что позволяет избежать внутренних напряжений и не ухудшить прочность готовой продукции.

Пламенные печи – наименее эффективные, КПД примерно 25-30%, плавка осуществляется посредством сжигания топлива. Энергия нагревания тратится не только на шихту, но и на котел.

Самый большой КПД у электрических печей (50-60%).

Эти агрегаты бывают:

У электрических печей есть значительный минус, они напрямую зависят от надежного дешевого источника электроэнергии.

Производители и поставщики оборудование для плавления стекла

Среди отечественных производителей можно выделить ЗАО НПЦ «Стекло-Газ». Предприятие производит электрические печи разной мощности в зависимости от вида стекла и целей производства.

ООО «КАМА ДАТ» производят как промышленные печи, так и специализированные. Среди товаров предприятия есть стеклоплавильные и стекловаренные печи, а также печи для фьюзинга.

ООО «Стеклотерм» – занимается полным циклом оснащения оборудованием на производстве, от проектирования до монтажа. Основной вид печей, которые предлагает предприятие – это электрические.

Если говорить о зарубежных поставщиках, довольно глубокую нишу занимают китайские производители, они специализируются на производстве всех видов печей. Можно отметить оборудование из Германии, Франции, Испании, Индии и США.

Особенности плавление стекломассы в домашних условиях

В домашних условиях можно плавить стекло, но, как и в любом ремесле, необходимо специальное оборудование и соблюдение техники безопасности. Для плавления стекла нужно строго выдерживать температурный режим и временные интервалы, так как при несоблюдении временной выдержки или повышении температуры даже на несколько градусов, результат может быть совсем другой.

Для спайки элементов можно использовать газовую горелку. Для полноценной работы со стеклом необходимо приобрести специальную печь с температурным режимом до 1000 0 С.

Для создания новых изделий подходят стеклянные бутылки, парфюмерные флаконы, и другие часто используемые в быту стеклоизделия. Для качественного результата необходимо тщательно очистить материал от этикеток и других посторонних элементов. Допускается расплавка стекла с краской, но следует учитывать, что эта краска скажется на конечном результате.

В домашних условиях чаще всего применяют технику фьюзинг. Данный вид не требует четкого контура, скорее помогает создать акварельный результат. Техника подходит для изготовления украшений и других небольших творческих изделий.

Плавление стекла в домашних условиях сопряжено с рядом трудностей, среди которых расчет температуры плавления разных материалов и четкая выдержка заданного режима и времени.

Температура плавления стекла в градусах

Для стекла из-за его аморфных свойств довольно сложно выделить одну температуру плавления. Обычно этот показатель находится в пределах от 750 до 2500 0 С.

Приблизительная температура для перехода бутылочного стекла в жидкое состояние 1200-1400 0 С, для кварцевого стекла около 1665 0 С. Ампульное стекло плавится при 1550-1800 0 С, а жидкое стекло – при 1088 градусов Цельсия. Существует также оргстекло температура, плавления которого 160 0 С, из-за его химического состава его нельзя в полной мере отнести к стеклу.

Источник

При какой температуре плавится стекло?

Практически у каждого материала и соединения в мире имеется три возможных состояния: твердое, жидкое и газообразное. В нормальных условиях материалы пребывают в разном состоянии, которое зависит от их химических свойств.

Чтобы вывести их из равновесия, необходимо повышать или понижать температуру до указанного значения. Например, температура плавления стекла начинается примерно с 750 градусов по Цельсию. Материал имеет так называемые аморфные свойства, поэтому у него и нет конкретного значения.

Все зависит от количественного и качественного состава примесей в соединении. Так что установить конкретное значение для выбранного предмета можно исключительно экспериментальным путем. Для этого понадобится определенный набор измерительных приборов, который имеется только в специализированных лабораториях. Можно, конечно, взять и бытовые аналоги, но они будут иметь слишком большую погрешность.

Принципы расчета

Процесс плавления

В лабораториях ученые выясняют искомое значение при помощи множественных опытов. Затем температура плавления стекла заносится в таблицу, которая содержит также химический состав соединения. Это нужно, чтобы понять, какие именно элементы больше всего влияют на плавление, чтобы в будущем можно было привести этот показатель к более-менее стандартным характеристикам.

Отсутствие четкого числа заставляет нерационально использовать производственные ресурсы. Например, на стекольных заводах в печах поддерживают температуру около 1600 градусов Цельсия, притом, что многие виды могли бы без проблем расплавиться и при одной тысяче. Экономия энергоносителей позволила бы значительно снизить себестоимость готовой продукции, что положительно повлияло бы на экономическую эффективность деятельности стеклодувных заводов.

Температура плавления стекла в градусах начинается от 750 (некоторые источники приводят цифру от 1000) и продолжается аж до 2500. При этом, если брать акриловое стекло, которое по сути не является стеклом, а просто имеет такое название, то оно плавится всего при 160 градусах, а на 200 градусах уже начинает кипеть. Но оно состоит из органической смолы и не имеет в составе кремния и других химических элементов.

А вот остальные марки наоборот зачастую могут похвастаться пестрым разнообразием состава. Используемый в производстве песок часто проходит недостаточную очистку, в результате чего в готовых изделиях содержится много ненужного. Внешне это никак не отражается на эксплуатационных свойствах, но приводит к аморфности химических характеристик.

Понижения температуры плавления стекла можно достичь, если в расплав добавить соответствующие элементы. В бытовых опытах наиболее доступными являются оксид свинца и борная кислота. Массовую долю нужно будет рассчитать по известным формулам, так как она будет зависеть от количества расплавленного стекла. После застывания можно будет повторить свой опыт и убедиться, что теперь материал плавится при значительно меньшей температуре.

Но стоит учесть, что полученное стекло не имеет практического значения и годится исключительно для опытов. Это связано с тем, что добавление примесей изменяет и его рабочие параметры, так что вещество не сможет в полной мере справляться с возложенными на него функциями. Именно поэтому никто не изменяет технологический процесс с помощью добавления указанных компонентов.

Основные значения

Приблизительные значения перехода стекла в жидкое состояние дл некоторых видов:

Для последнего вещества можно указать точную цифру, потому что оно не проявляет аморфных свойств, так как является водно-щелочным раствором силикатов натрия и калия. Стоит также учесть, что стекло плавится не сразу, а вначале переходит в тягучее карамелеобразное состояние. Это свойство используется мастерами-стеклодувами для создания различных изделий и сувениров.

Заняться подобным ремеслом можно и в домашних условиях. Недостатка в сырье не будет, так как можно найти массу стеклянных бутылок прямо на улице. А в качестве прибора для размягчения материала подойдет и обычная газовая лампа. Свои изделия ручной работы можно будет потом продавать на сувениры и зарабатывать неплохие деньги.

Источник

Температура плавления стекла: максимальные и минимальные показатели

Чтобы вывести их из равновесия, необходимо повышать или понижать температуру до указанного значения. Например, температура плавления стекла начинается примерно с 750 градусов по Цельсию. Материал имеет так называемые аморфные свойства, поэтому у него и нет конкретного значения.

Все зависит от количественного и качественного состава примесей в соединении. Так что установить конкретное значение для выбранного предмета можно исключительно экспериментальным путем. Для этого понадобится определенный набор измерительных приборов, который имеется только в специализированных лабораториях. Можно, конечно, взять и бытовые аналоги, но они будут иметь слишком большую погрешность.

Свойства стекла

Кроме того факта, что существует температура плавления стекла, и что из этого материала можно делать самые разнообразные изделия, он имеет много других свойств. Плотность стекла во многом зависит от его химического состава, этот показатель характеризует отношение объема к весу материала. Так, этот показатель самый низкий у кварцевого стекла.

Хрустальное, наоборот, имеет самую высокую, которая может превышать 3 г/см3. От химического состава также зависит и прочность этого материала, то есть то, как стекло может сохранять свою целостность в изделиях под воздействием внешних нагрузок. При растяжении и при сжатии влияние химического состава практически одинаково. На твердость материала влияет наличие или отсутствие примесей и их количественный показатель в данном экземпляре. Самым твердым считается то, в состав которого входит большое количество кремнезема, а именно кварцевое, а также боросиликатное. В свою очередь, наличие в составе окислов свинца снижает прочностные характеристики. Как известно, высокая температура плавления стекла позволяет изменить его внешний вид и при необходимости получить совершенно иную форму. Но при низких температурах, которые считаются нормальными для человеческой жизнедеятельности, стекло под воздействием нагрузок разрушается, а не деформируется.

Хрупкость стеклянных изделий зависит от толщины материала, а также формы. Проще всего разбить на осколки получается стекло плоской формы. Чтобы этот показатель повысить, на производстве материала в состав добавляют окислы магния, борный ангидрид. Чем более неоднородно стекло, тем больше вероятность, что при механических нагрузках оно разобьется.

Процесс плавления

В лабораториях ученые выясняют искомое значение при помощи множественных опытов. Затем температура плавления стекла заносится в таблицу, которая содержит также химический состав соединения. Это нужно, чтобы понять, какие именно элементы больше всего влияют на плавление, чтобы в будущем можно было привести этот показатель к более-менее стандартным характеристикам.

Отсутствие четкого числа заставляет нерационально использовать производственные ресурсы. Например, на стекольных заводах в печах поддерживают температуру около 1600 градусов Цельсия, притом, что многие виды могли бы без проблем расплавиться и при одной тысяче. Экономия энергоносителей позволила бы значительно снизить себестоимость готовой продукции, что положительно повлияло бы на экономическую эффективность деятельности стеклодувных заводов.

Температура плавления стекла в градусах начинается от 750 (некоторые источники приводят цифру от 1000) и продолжается аж до 2500. При этом, если брать акриловое стекло, которое по сути не является стеклом, а просто имеет такое название, то оно плавится всего при 160 градусах, а на 200 градусах уже начинает кипеть. Но оно состоит из органической смолы и не имеет в составе кремния и других химических элементов.

А вот остальные марки наоборот зачастую могут похвастаться пестрым разнообразием состава. Используемый в производстве песок часто проходит недостаточную очистку, в результате чего в готовых изделиях содержится много ненужного. Внешне это никак не отражается на эксплуатационных свойствах, но приводит к аморфности химических характеристик.

Понижения температуры плавления стекла можно достичь, если в расплав добавить соответствующие элементы. В бытовых опытах наиболее доступными являются оксид свинца и борная кислота. Массовую долю нужно будет рассчитать по известным формулам, так как она будет зависеть от количества расплавленного стекла. После застывания можно будет повторить свой опыт и убедиться, что теперь материал плавится при значительно меньшей температуре.

Но стоит учесть, что полученное стекло не имеет практического значения и годится исключительно для опытов. Это связано с тем, что добавление примесей изменяет и его рабочие параметры, так что вещество не сможет в полной мере справляться с возложенными на него функциями. Именно поэтому никто не изменяет технологический процесс с помощью добавления указанных компонентов.

Воздействие температуры

Отдельного внимания стоит температура плавления стекла. Несмотря на хрупкость материала, для того чтобы перевести в жидкое состояние, потребуется нагреть его до высоких температур. Что касается обычного стекла, то его температура плавления колеблется от 425 до 600 оС, у кварцевого этот показатель достигает 1000 оС. Из-за своей хрупкости и, соответственно, сложности произведения действительно больших деталей из стекла, появилась необходимость создания такого материала, который мог бы быть более прочным, сохраняя при этом остальные свойства. И в 1936 году в продажу поступает органическое стекло. Температура плавления оргстекла низкая, составляет всего 160 оС, а при 200 оС материал доходит до кипения. Применяется оргстекло буквально везде, поскольку прозрачность у него такая же, как и у других но вот по удароустойчивости оно стоит на порядок выше.

Как делают стекло из песка

Скорее всего, вы знаете, что для изготовления стекла необходим песок, и действительно, он является самым главным ингредиентом. Чтобы стеклянное изделие получилось прозрачным, применяют кварцевый песок без примесей металлов, которые придают материалу цветные оттенки.

Чтобы изготовить стекло понадобится кремнистый песок, который иначе называют кварцевым.

Так как у кварцевого песка температура плавления 2300⁰С, то необходимы компоненты, которые помогут снизить ее, чтобы сделать процесс изготовления проще и доступнее. Таким ингредиентом стал карбонат натрия или обыкновенная кальцинированная сода, благодаря которой температуру плавки удалось понизить практически вдвое.

Сода (карбонат натрия) понижает температуру, необходимую для производства стеклянного полотна.

Кварцевое стекло

Этот вид стекла получают путем плавления сырья высокой чистоты. Поэтому ответ на вопрос о том, при какой температуре плавится стекло кварцевое, – 1000оС. Это демонстрирует тот факт, что данный тип материала ещё и самый термостойкий, поэтому, если опустить его в раскаленном виде в холодную воду, он не будет трескаться. Благодаря этому кварцевое стекло можно использовать при очень высоких температурах, ведь чтобы привести его жидкое состояние, температура должна достигать 1500оС.

Существует две разновидности этого стекла — прозрачный и молочно-матовый кварц. По своим показателям они практически одинаковы, но отличаются оптическими свойствами. Поверхность кварцевого стекла имеет бльшую адсорбционную способность не только к влаге, но и к некоторым газам. Также стоит помнить о том, что кварц необходимо предохранять от всевозможных загрязнений, в том числе и от жирных следов от рук, подобные пятна можно удалить этанолом, как вариант используют ацетон.

Как сделать стекло в домашних условиях своими руками

Чтобы изготовить стекло дома, понадобится специальная печь, обеспечивающая нагрев до высоких температур. В домашних условиях используют муфельную, электрическую или горшковую печку, а также жаровню на древесном угле.

Специальные стекла можно плавить в электрической, горшковой или муфельной печи.

Второй вариант более простой, но небезопасный, так как во время нагрева до гипермаксимальных температур гриль может сам расплавиться. Мы расскажем, как варить стекло в специальной печи.

Тигель должен выдерживать исключительно высокую температуру, которая достигается в печи.

Вот так можно приготовить стекло дома, если у вас есть специальное оборудование.

Важно! При работе соблюдайте технику безопасности: используйте сварочную маску, термостойкие рукавицы, не подходите близко к печи.

Боросиликатное стекло

Этот вид стекла имеет в своем составе большое количество оксида бора, чем и объясняется его название. Благодаря введению в состав этого вещества, оно может быть гораздо прочнее других видов. Стойкость к термоудару у боросиликатного стекла может превышать этот показатель у известкового в 5 раз. Другие показатели связаны с химической стойкостью стекла, позволяют активно использовать его в электротехнике. Чтобы размягчить этот вид описываемого материала, необходимо нагреть его до температуры 585оС.

Подготовка материала

Перед тем как расплавить стекло в домашних условиях, следует подготовиться к процедуре. Соберите ненужные старые банки и бутылки. Перед плавкой необходимо эти емкости очистить и высушить. Удалить с бутылок этикетки.

Также следует избавиться от клея, который остался на стекле. Замочив бутылки, вы сможете легко соскрести остатки налипшего клея. Применяйте для этой цели небольшой шпатель, ненужную пластиковую карточку или скребок для обоев.

Если надписи нанесены краской непосредственно на само стекло, ее можно оставить. Но необходимо принять во внимание, что после такого плавления краска в небольшом количестве останется на стекле.

Температура стеклования полимеров

Ниже приводятся температуры стеклования некоторых полимеров (источник: Л. Нильсен, Механические свойства полимеров и полимерных композиций, перевод П. Г. Бабаевского, М. — Изд. «Химия», 1978 г.):

Таблица 2. Cтеклование полимеров

*В скобках указаны значения, реже встречающиеся в литературе.

Стеклование полимеров

Точное определение температуры стеклования затруднено из-за разброса параметров материалов и применения различных методик. Так температура стеклования эпоксидных смол, применяемых для производства материала FR-4, по разным данным лежит в пределах от 110 до 190°C; типовыми значениями считаются 135…140°C для обычного материала и 175…180°C для материалов с повышенными характеристиками. Поэтому при выборе материала необходимо обращать внимание на характеристики конкретной марки.

Источник