ガラスはどのように作られるのですか？それからグラスやレモネードボトルはどのように作られるのでしょうか？ビジネスとしてのガラス生産：設備のリスト、製造技術の説明、事業組織のニュアンス砂からガラスを作る方法

家や車の窓、水族館、食器、装飾品、工業や医療のレトルトやビーカー、さらには時計など、ガラスのようなものは私たちの周りのいたるところにあります。興味深い事実：

ガラスが分解するには100万年かかります。
リサイクルしても、ガラスはその品質をすべて保持します。
最も厚いガラス板はシドニーの水族館のスクリーンです。厚さは26cmです。

最新の製造技術により、さまざまな特性と品質を備えたガラスを入手できるようになりました。

家庭。食器、グラス、装飾品など、日常生活の中で使用されます。
テクニカル。これは重工業で使用される非常に密度の高いガラスです。
工事。ショーケース、ステンドグラス、窓などがそれから作られています。
防弾。建物や自動車などの安全性を高めるために使用されます。

今日、私たちは小さな時計の文字盤を見ながら、サファイアとミネラルのどちらのガラスが優れているのかを考えることができます。窓の仕上げには、青、赤、緑、または無色など、さまざまな色合いの素材を選択できます。マットホワイトのシンプルな花瓶や、プロのガラス吹き職人が作ったマルチカラーの明るいフリーフォーム製品を購入しましょう。これほど人気があるにもかかわらず、ガラスがどのように作られるのかを考える人がほとんどいないのは、さらに不思議なことです。そのためには何が必要なのでしょうか？

ガラスは何からできていますか?

製造工程そのものだけでなく、ガラスが何から作られているのかにも興味があります。通常、基礎となるのは 3 つの材料のみで、それぞれが作成プロセスにおいて独自の役割を果たします。

ベースとなるのは珪砂です。融点は1700⁰Сです。
ソーダ。砂の融点を半分に下げ、製造工程を大幅に簡素化します。
ライム。防水のために必要な部品です。それがなければ、水はそのような合金を単に溶かすだけであるため、花瓶に花を入れることはできず、グラスでお茶を飲むこともできません。

ガラスの製造はかなり高温で労働集約的で危険なプロセスです。まず、すべての成分を特殊な炉で混合し、溶かします。砂の粒子が互いに結合して均一な塊になった後、溶融錫の入った浴（温度は1000℃以上）に送られます。ガラス混合物は、材料の密度の違いにより表面に浮きます。錫容器内の質量が少ないほど、サンプルは薄くなります。この後、ワークは専用コンベア上で冷却されます。

興味深い歴史:

最古のガラス粒子の 1 つは 21 世紀にまで遡ります。紀元前。メソポタミア南部で青く透明な湿ったガラスが発見されました。ガラス製造はシリア、エジプト、フェニキアでも行われていました。
何世紀にもわたって、ヴェネチア産のガラスが最も高価であると考えられていました。職人たちは、食器、宝石、鏡など、非常に繊細で美しい製品を作りましたが、その値段は高額でした。非常に長い間、ヴェネツィアはガラスの独占国であり、職人技の秘密が大切に守られてきました。 13 世紀には生産拠点がムラーノ島に移されるようになり、職人たちは死の苦しみに耐えながら島を離れることを禁じられました。それにもかかわらず、ガラス職人は特別で裕福で特権的な階級でした。当時としては前代未聞のことです。そのような主人の娘と結婚した男は、妻の家族に移りました。
今日の生産における世界のリーダーの 1 つは中国であり、世界市場の 3 分の 1 を支配しています。そして 14 世紀から 19 世紀にかけて、この国ではガラスがまったく生産されませんでした。

ガラスが存在する限り、さまざまな色が存在してきました。青、緑、赤のガラスは何からできていますか? 素材の色合いを変更して、美しいステンドグラスの窓、花瓶、彫刻を作成できるのは何でしょうか? さまざまな化合物、ほとんどの場合は酸化物を追加することがすべてです。

赤色は酸化鉄の添加により生じます。
紫と茶色の色合い（すべて量に依存します） - ニッケル。
鮮やかな黄色はウランです。
緑の色合い - クロムと銅。
豊かな青 – コバルト。

ところで、別の酸化物、今回は時計用のサファイアガラスの製造に酸化アルミニウムが使用されています。非常に硬いので、ダイヤモンドでしか傷を残すことができません。

ガラスは、生活のさまざまな側面で必要とされる興味深く驚くべき素材です。

いつものように、ガラスがどのように作られるかについての魅力的なビデオをご覧ください。

ガラスは何からできていますか? 多くの好奇心旺盛な人々の興味を引く単純な質問。材料の組成とその主な特性についてよく理解してください。

ガラス：何でできているの？

ガラス製造は古代の技術です。当初、ガラスの製造は複雑で労働集約的なプロセスでした。現代科学はそれを簡素化し、製品の生産時間を大幅に短縮し、コストを削減しました。ガラスは何でできていて、どのようにしてできるのでしょうか?

製造には次の成分が使用されます。

石英砂。ガラスの3/4は酸化ケイ素で構成されています。砂の品質によって、完成した素材の品質が決まります。したがって、不純物が含まれていない、きれいであることが重要です。記録的な高温の影響で砂が溶け、その構造が変化して液体の塊になります。
ソーダ。溶融触媒として働き、珪砂の加工温度を下げることができます。
ライム。ガラスに強度、輝き、硬度を与えます。

これらの成分に加えて、霞石閃長岩、視床石、硫酸ナトリウムがガラス生産量に追加されます。

ガラスはどのように作られるのですか？滑らかになるまで混ぜ合わせた材料を専用のオーブンで1500～1700℃の温度で溶かします。得られた塊は、溶融錫の入った容器上に均一な層で分配されます。材料が冷えると硬化し、緻密なシートに変わります。得られたシートは、厚さの均一性と規格片への切断をチェックするために、特別なコンベアにロードされます。

材料の着色には、銀、鉄、銅、その他の金属の酸化物が使用されます。青色は酸化コバルト、ライラックはニッケル、緑色はカリウム亜鉛に由来します。溶融混合物に添加された染色金属イオンは均一に分散され、素材に希望の色合いを与えます。色の濃さは、添加する染料の量と完成したガラスの厚さによって制御されます。

携帯電話のガラスは何でできていますか?

アルミノケイ酸塩はスマートフォンの保護ガラスの製造に使用されます。特殊な化学物質を添加して二酸化ケイ素を高温処理することによって生成されます。この材料には、製造の第 2 段階に必要な酸素、アルミニウム、シリコン、ナトリウムのイオンが含まれています。

次に、アルミノケイ酸ガラスはカリウムイオンで処理されます。最初の材料は高温 (摂氏 400 度) の塩浴に置かれ、化学反応によってイオン結合が切断されます。カリウムイオンがアルミノケイ酸塩のナトリウムイオンと置き換わり、高圧下で圧縮されます。

その結果、ガラスには通常のミネラルガラスにはない耐久性の高い保護層が形成されます。したがって、高いレベルの信頼性、強度、耐摩耗性、耐久性が得られます。電話機の保護ガラスは、マトリックスの完全性を維持しながら、重い負荷に耐えることができます。

時計のガラスは何でできていますか?

時計ガラスの製造に使用されるのは、異なる素材、両方が異なります動作特性、お手入れ方法に応じて。主な品種は次のとおりです。

プラスチック。はい、はい、時計のガラスは軽くて透明なプラスチック、ケイ酸塩ガラスでできています。このようなガラスは割れにくいですが、傷がつきやすいです。表面はすぐに魅力的な外観を失います。
鉱物原料。珪砂を特殊な炉で溶かし、特定の酸化物を加えて冷却して固体の粘稠度を得る。この材料は優れた光学特性と耐暴露性を備えています。攻撃的な環境、磨きやすい。しかし、直射日光にさらされると、かなりのギラつきが生じます。壊れやすい。一部のメーカーは、ミネラル時計のガラスを硬い保護層でコーティングし、機械的損傷に対する耐性を高めています。
サファイア。合成サファイアは、結晶化した酸化アルミニウムを高温処理して製造されます。強度、耐摩耗性、耐久性が向上するのが特徴です。極端な使用条件に耐え、鋭利な物体に直接さらされても傷がつきません。モスの相対スケールでは、ガラスの硬度は 9 で、硬度 10 のダイヤモンドに次いで 2 番目です。サファイアガラスのコストははるかに高くなりますが、材料の高いユーザー特性によって正当化されます。

メーカーは組み合わせ時計ガラスも提供しています。ミネラルベースはサファイアコーティングの緻密な層で覆われており、強度特性材料。

ガラスは実用的で一般的な素材です。しかし今でも、その複雑で技術的な製造プロセスはまるで魔法のようです。

ガラスがどこから来たのか疑問に思ったら、ビーチに行ってください。ほとんどすべてのガラスは砂から作られていますが、実際には石英を粉砕したものです。

砂には微量の鉄分が含まれています。普通の砂から作られたガラスに緑がかった色を与えているのは鉄です。グラスウールはセレンを使用して完全に無色透明のガラスを生成します。この鉱物はガラスにわずかに赤みを帯びた色合いを与えますが、緑がかった色によって相殺されるため、ガラスは無色に見えます。 (他の色のガラスを製造するには、吹きガラス職人が他の物質を追加します。深い青色にはコバルト、紫にはマンガン、緑色にはクロムまたは鉄を使用します。)

ガラスを作るには砂を溶かす必要があります。おそらく晴れた日に熱い砂の上を歩いたことがあるでしょう。そのためには砂を非常に高温に加熱する必要があると推測します。角氷は約 0 ℃ の温度で溶けます。砂は少なくとも 1710 ℃ の温度で溶け始めます。これは通常のオーブンの最高温度のほぼ 7 倍です。物質をそのような温度まで加熱するには、多くのエネルギーが必要となり、したがってお金がかかります。このため、日常の必需品としてガラスを製造する場合、ガラスメーカーは、砂が約 815 度の低温で溶けるのを助ける物質を砂に加えます。この物質は通常、ソーダ灰です。

しかし、溶かすときに砂とソーダ灰の混合物だけを使用すると、驚くべき種類のガラス、つまり水に溶けるガラスが得られます（率直に言って、最も溶けるわけではありません）。最善の選択メガネの場合）。

ガラスの溶解を防ぐには、第三の物質を追加する必要があります。ガラス職人は砕いた石灰石を砂とソーダに加えます（おそらくこの美しい白い石を見たことがあるでしょう）。

窓、鏡、ガラス、ボトル、電球の製造に一般的に使用されるガラスは、ソーダ石灰ケイ酸塩ガラスと呼ばれます。このガラスは非常に耐久性があり、溶かすときに希望の形状に成形するのが簡単です。この混合物（専門家はこれを「混合物」と呼びます）には、砂、ソーダ灰、石灰石に加えて、少量の酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、ホウ酸、この混合物中での気泡の形成を防ぐ物質も含まれます。

これらすべての成分が組み合わされ、その混合物が巨大な炉に入れられます（これらの炉の中で最大のものは、約 1,110,000 kg の液体ガラスを保持できます）。

オーブンの高熱により、混合物が溶け始め、固体から粘稠な液体に変化するまで加熱されます。液体ガラスそれから作られたものは完全に透明でなければならないため、彼らはそれをすべての泡と静脈が消えるまで高温で加熱し続けます。ガラスの塊が均一できれいになったら、熱を弱め、ガラスが熱い虹彩のような粘稠な粘稠な塊になるまで待ちます。次にガラスは炉から鋳造機に注がれ、そこで型に注がれて成形されます。

ただし、ボトルなどの中空の物体を製造する場合は、ガラスを吹き込む必要があります。バルーン。以前は、フェアやカーニバルの際に吹きガラスを見ることができましたが、今ではこのプロセスがテレビで頻繁に放映されます。おそらく、ガラス吹き職人がチューブの端で熱いガラスを吹き付けて、驚くべき形状を作り出しているのを見たことがあるでしょう。しかし、ガラスは機械を使って吹き飛ばすこともできます。吹きガラスの基本原理は、ガラスの液滴を吹き込み、中央に気泡ができ、完成品の空洞になります。

ガラスに必要な形状が与えられた後、室温まで冷却されると割れてしまう可能性があるという新たな危険が待っています。これを避けるために、職人は硬化したガラスに熱処理を施すことで冷却プロセスを制御しようとします。加工の最終段階では、カップのハンドルから余分なガラス滴を取り除いたり、プレートを完璧に滑らかにする特別な化学薬品を使用して研磨したりします。

科学者たちは、ガラスを固体と見なすべきか、それとも非常に粘性の高い（シロップ状の）液体と見なすべきかをまだ議論しています。古い家の窓のガラスは下部が厚く上部が薄いため、時間が経つとガラスが垂れてくると主張する人もいます。しかし、以前は窓ガラスは完全に真っ直ぐに作られておらず、人々は厚い方の端を下にして窓ガラスをフレームに単純に挿入していたと主張することもできます。古代ローマ時代のガラス製品ですら「流動性」の兆候は見られません。したがって、古い窓ガラスの例は、ガラスが実際に高粘度の液体であるかどうかという問題の解決には役立ちません。

いつものように、歴史は世界にガラスを提供した価値ある人々の名前と顔をわざわざ保存しませんでした。実際、これには何も驚くべきことはありません。ローマの歴史家大プリニウスによると、発見者はフェニキアの船員でした。さらに、この種の発見は、他のほとんどの発見と同様、偶然に行われました。

プリニウスの『博物学』が書かれた高級なスタイルと古代ラテン語を無視すると、物語は次のようになります。ある日、フェニキアの商船が激しい嵐に見舞われ、小さな湾に停泊せざるを得なくなりました。疲れて冷え切った船員たちは上陸しました。彼らは自分たちでシチューを作って暖をとるために、火を起こす場所を探し始めました。海岸は砂地で、ボイラーを置く石はどこにもありませんでした。そこで、船員の一人が、販売のために輸送されていたソーダのブロックを船倉から取り出し、そのブロックにボイラーを設置することを思いつきました。

そこで、フェニキアの船員たちが水の大釜を置いたのは、これらのソーダブロックの上でした。火災は大成功に終わりました。船員たちはモリモリ食べて寝ました。朝、出発の準備をしていた彼らのうちの一人が、くすぶっている火の残りをまき散らしました。突然、彼は灰の中にいくつかの輝く破片があることに気づきました。それらは木にも金属にも粘土にも石にも見えませんでした。それまで、このような奇妙な光の破片を見たフェニキア人は誰もいませんでした。大プリニウスによれば、この新しい謎の物質はガラス、つまり海岸の砂とソーダの合金だったという。

この物語は、学校で歴史の教科書を読んだ人なら誰でも覚えているでしょう。どういうわけか、このバージョンは今日まで多くの人に愛されています。しかし、それはどの程度もっともらしいでしょうか？悲しいことに、現代のガラス職人は、古代の歴史家が間違っていたことをかなり説得力を持って証明しました。あるいは、彼は何か間違ったことを言いました。しかし、事実は変わりません。ソーダと砂からガラスを火の炎の中で溶接することは不可能です。

より現実的なのは、焼成前に砂とソーダの混合物が偶然土鍋の上に落ちたという仮定のようです。そして、完成品をオーブンから取り出した陶芸家は、器の側面が光沢のある薄い膜で覆われていることに気づきました。

一般に、誰がガラスを開けて幸運だったかについては、概して素晴らしい人たちだったフェニキアの船員についての話を推測して信じるか、幸運で気配りのある陶芸家についての説を支持するかのどちらかしかありません。この物質の起源の歴史を研究する人たちは、エジプト、フェニキアまたはメソポタミア、アフリカまたは東地中海などの場所と、「約 6,000 年前」という時間の両方に関して、いつか合意に達するでしょう。しかし、特徴的な「発見の同時性」が観察され、特に復元されたガラス溶解方法で大きな違いが追跡できる場合には、数百年の違いでさえそれほど重要ではありません。

ガラス製造技術

古代のガラス製造の分野で誰が先を行っていると思いますか? そう、古代エジプト人です。紀元前4000年頃まで。 古代エジプト人彼らは、ステアタイト、柔らかい石英粉、または固体の天然石英からいわゆる「エジプトファイアンス」を調理しました。

最古のサンプルはステアタイトで作られていたという意見があります。この鉱物の組成はケイ酸マグネシウムであり、自然界に大量に存在します。石鹸石から切り出した製品に、その組成に含まれる原料の粉末混合物を塗布して釉薬を作り、焼成しました。この釉薬化学組成これはケイ酸ナトリウムに少量のカルシウムを混ぜたもので、銅、場合によってはかなりの量の鉄を用いて青と緑がかった青の色調で塗装された可融性のガラスにすぎません。

エジプトのガラス職人は、粘土のボウルに入れて直火でガラスを溶かしました。焼結した破片を熱いまま水に投入すると、亀裂が入りました。得られた破片、いわゆるフリットは石臼で粉砕され、再び溶解されました。

フリットは中世の終わり以降も主要なガラス製造技術として使用されており、古い彫刻や考古学的発掘では常に 2 つの炉が見つかります。1 つは予備溶解用、もう 1 つはフリットの溶解用です。

必要な浸透温度は 1450 °C、動作温度は 1100 ～ 1200 °C です。中世の製錬炉 (チェコ語で「小屋」) は、薪で焚いた低い金庫室で、ガラスを土鍋で溶かしていました。石とアルミナだけで敷かれていたため、長く耐えることはできませんでしたが、薪の供給は長い間十分ではありませんでした。そのため、グタの周囲の森が伐採されると、まだ森がたくさん残っていた新しい場所に移転されました。

通常、溶解炉に接続されている別の炉は、焼き戻し用の焼き鈍し炉でした。完成品はガラスが軟化する程度まで加熱され、その後急速に冷却され、それによってガラス内の応力が補償されます (結晶化を防止します)。）。

この形式のガラス溶解炉は 17 世紀末まで続きましたが、薪の不足により、特にイギリスでは 17 世紀には石炭への切り替えを余儀なくされました。燃料を変更すると、さらに不都合が生じました。石炭から二酸化硫黄が漏れ出し、ガラスが黄色くなりました。これを避けるために、イギリス人はいわゆる蓋付きポットでガラスを溶かし始めました。

興味深い情報は、ガラスは、一般的な意味で、その存在中に実質的に何の変化も受けていないということです (ガラスと呼ばれるようになったものの最初の例は、よく知られている瓶のガラスと何ら変わりません)。しかし、この場合、私たちは次のように話しています。現代の実践に応用されている鉱物起源の物質と材料について。

ガラス組成

純粋なシリカ (SiO2) の融点は約 2000 度で、主にガラスの製造に使用されます。特別な装置。通常、製造プロセスを簡素化するために、さらに 2 つの物質が混合物に追加されます。まず、混合物の融点を 1000 度に下げるのは炭酸ナトリウム (Na2CO3) または炭酸カリウムです。しかし、これらの成分はガラスの水への溶解に寄与し、これは非常に望ましくないことです。したがって、別の成分である石灰（酸化カルシウム、CaO）が混合物に追加され、組成物を不溶性にします。このガラスはシリカを約70％含有しており、ソーダライムガラスと呼ばれます。このガラスの全生産量に占める割合は約90％です。

石灰や炭酸ナトリウムと同様に、他の成分を通常のガラスに添加して物理的特性を変化させます。ガラスに鉛を添加すると光の屈折率が増加し、輝きが著しく増加し、混合物にホウ素を添加するとガラスの熱的および電気的特性が変化します。酸化トリウムは、高品質レンズの製造に必要な高屈折率と低分散をガラスに与えましたが、その放射能のため、現在の製品では酸化ランタンに置き換えられました。ガラス中の鉄添加物は、赤外線（熱）を吸収するために使用されます。

金属とその酸化物をガラスに添加して色を変えます。たとえば、マンガンを少量添加するとガラスに緑色の色合いが加わり、高濃度で添加するとアメジスト色になります。マンガンと同様に、セレンはガラスを変色させるために少量で使用され、または赤みがかった色を与えるために高濃度で使用されます。少量のコバルト濃度により、ガラスに青みがかった色合いが与えられます。酸化銅は青緑色の光を与えます。ニッケル、濃度に応じて。

通常のガラスに加えて、歴史的、文化的、芸術的価値のあるいくつかの種類があります。たとえば、チェコガラスやムラーノガラスなどです。しかし、それらについては、次の資料で説明します。ニュースをフォローしてください。

人々は毎日ガラス製品に触れています。ガラスは、ほとんど魔法のような物体です。片面は透明で、もう片面は物質的な物体です。光子（光量子）が吸収されずに物質を通過すると、物質は透明になります。しかし、何らかの理由で、誰もがこのアイデアを思いつくわけではありません - ガラスはどのように、そして何から作られるのでしょうか？プロセスはどのように機能しますか?

興味深い事実：

ガラスが分解するには100万年かかります。
ガラスは品質を損なうことなくリサイクルされます。
世界で最も厚いガラスはシドニー水族館の 26 cm スクリーンです。

ガラスは何からできていますか?

ガラスを作るために、職人は次のものを取ります。珪砂（主成分）。ライム; ソーダ;

まず、珪砂、ソーダ、石灰を特殊な炉で零下1700度以上の温度まで加熱します。砂の粒子が結合し、均質化（均質な物質になること）し、ガスが除去されます。この塊は、1000度を超える温度で溶融錫に「浸漬」され、密度が低いため表面に浮きます。錫浴に入れる質量が小さいほど、出てくるガラスは薄くなります。

興味深い事実：

ムラーノガラスは世界で最も高価であると考えられています。それから作られた製品には数百万ドルの費用がかかります。ヴェネツィアは古くから高品質のガラスの産地として知られています。 13 世紀に州政府が生産拠点を大きなムラーノ島に移し、職人たちが島を離れることを厳しく禁じられたことはよく知られています。刑罰は死刑だ。さらに、観光客やヴェネツィア在住者の島への立ち入りも禁止された。このような厳格な措置により、製造の秘密を維持することが可能になりました。
中世の最も興味深い精神疾患の 1 つは「ガラス病」です。このような障害を持つ人は、自分がガラスでできていると思い込み、割れるのを恐れていました。フランス王シャルル 6 世はこの病気を患っていました。君主は常に何枚もの衣服を着ており、誰にも自分に触れることを禁じた。

ソーダとライムは製造過程でどのような役割を果たしますか?

重曹は融点を2倍に下げるのに役立ちます。これを加えないと、砂を溶かすのが非常に難しくなり、したがって個々の砂の粒子を互いに結び付けることができなくなります。塊が水に耐えられるようにするために石灰が必要です。もしこれが含まれていなかったら、例えば最初の雨が降った直後に窓が溶けて、水に触れた後にガラスが割れていたでしょう。

色ガラスはどのように作られるのでしょうか？

無色のガラスだけが生産されるわけではありません。着色製品を得るには、主成分に加えて、次のような化合物が溶解炉に追加されます。

酸化鉄はガラスに豊かな赤い色合いを与えます。
酸化ニッケル – 茶色、紫色（量による）。
明るい黄色の色合いを得るには、砂、ソーダ、石灰に酸化ウランを加えます。
クロムはガラスを緑色にします。

ガラスにはどのような特徴や性質があるのでしょうか？

ガラス製品を製造するための成分の割合は、その目的に応じて選択されます。それらは区別されます：家庭用ガラス - 皿、グラス、宝石の製造に使用されるもの。建設 - 店の窓、窓、ステンドグラス。