แก้วทำอย่างไร? แก้วและขวดน้ำมะนาวทำมาจากมันอย่างไร? การผลิตแก้วเป็นธุรกิจ: รายการอุปกรณ์, คำอธิบายของเทคโนโลยีการผลิต, ความแตกต่างขององค์กรธุรกิจ วิธีทำแก้วจากทราย

สิ่งต่างๆ เช่น กระจกล้อมรอบเราทุกที่ หน้าต่างในบ้านหรือรถยนต์ พิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำ จาน ของตกแต่ง บีกเกอร์ในอุตสาหกรรมและการแพทย์ แม้แต่นาฬิกาก็มี ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจ:

• แก้วต้องใช้เวลานับล้านปีในการย่อยสลาย
• เมื่อรีไซเคิล แก้วจะคงคุณสมบัติทั้งหมดไว้
• แผ่นกระจกที่หนาที่สุดคือฉากกั้นของพิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำในซิดนีย์ ความหนา 26 ซม.

เทคโนโลยีการผลิตที่ทันสมัยทำให้ได้แก้วที่มีคุณสมบัติและคุณภาพที่หลากหลาย:

• ครัวเรือน. ใช้ในชีวิตประจำวัน เช่น จาน แก้วน้ำ ของตกแต่ง
• เทคนิค นี่เป็นแก้วที่มีความหนาแน่นมากที่ใช้ในอุตสาหกรรมหนัก
• การก่อสร้าง. ตู้โชว์ กระจกสี และหน้าต่างทำจากสิ่งนี้
• กันกระสุน. ใช้เพื่อปรับปรุงความปลอดภัยของอาคาร รถยนต์ ฯลฯ

ทุกวันนี้ เมื่อมองดูหน้าปัดนาฬิกาเรือนเล็กๆ เราก็คิดได้ว่าแก้วไหนดีกว่า: แซฟไฟร์หรือแร่ เราสามารถเลือกวัสดุที่มีเฉดสีต่างๆ สำหรับตกแต่งหน้าต่างของเราได้ เช่น สีฟ้า สีแดง สีเขียว หรือไม่มีสีเลย ซื้อแจกันเรียบง่ายสีขาวด้านหรือผลิตภัณฑ์รูปทรงอิสระสีสันสดใสหลากสีจากช่างเป่าแก้วมืออาชีพ เป็นเรื่องแปลกสำหรับความนิยมที่น้อยคนนักจะนึกถึงวิธีทำแก้ว? สิ่งที่จำเป็นสำหรับสิ่งนี้?

แก้วทำมาจากอะไร?

ไม่เพียงแต่กระบวนการผลิตเท่านั้นที่น่าสงสัย แต่ยังรวมถึงแก้วที่ทำมาจากอะไรด้วย โดยทั่วไปแล้วจะมีเพียง 3 ส่วนผสมพื้นฐานเท่านั้น และแต่ละส่วนผสมมีบทบาทของตัวเองในกระบวนการสร้าง:

• ทรายควอทซ์เป็นฐาน จุดหลอมเหลวของมันคือ1,700⁰С
• โซดา. ช่วยลดจุดหลอมเหลวของทรายลงครึ่งหนึ่งและทำให้กระบวนการผลิตง่ายขึ้นอย่างมาก
• มะนาว. ส่วนประกอบนี้จำเป็นสำหรับการกันซึม หากไม่มีเราก็ไม่สามารถใส่ดอกไม้ในแจกันได้เราจะไม่สามารถดื่มชาจากแก้วได้เนื่องจากน้ำก็จะละลายโลหะผสมดังกล่าว

การทำกระจกเป็นกระบวนการที่ค่อนข้างร้อน ใช้แรงงานเข้มข้น และเป็นอันตราย ขั้นแรก ส่วนประกอบทั้งหมดจะถูกผสมและละลายในเตาแบบพิเศษ หลังจากที่เม็ดทรายรวมกันจนกลายเป็นมวลเนื้อเดียวกันแล้วมันก็ถูกส่งไปยังอ่างที่มีดีบุกหลอมเหลว (อุณหภูมิสูงกว่า1,000⁰C) ส่วนผสมของแก้วจะลอยอยู่บนพื้นผิวเนื่องจากความหนาแน่นของวัสดุที่แตกต่างกัน ยิ่งภาชนะบรรจุดีบุกมีมวลน้อย ตัวอย่างก็จะยิ่งบางลง หลังจากนั้นชิ้นงานจะถูกระบายความร้อนบนสายพานลำเลียงแบบพิเศษ

ประวัติอันน่าสงสัย:

• หนึ่งในอนุภาคแก้วที่เก่าแก่ที่สุดมีอายุย้อนกลับไปในศตวรรษที่ 21 พ.ศ. พบกระจกเปียกสีน้ำเงินใสทางตอนใต้ของเมโสโปเตเมีย การทำแก้วก็มีการปฏิบัติในประเทศซีเรีย อียิปต์ และฟีนิเซียด้วย
• แก้วจากเวนิสถือเป็นแก้วที่แพงที่สุดมานานหลายศตวรรษ ช่างฝีมือผลิตผลิตภัณฑ์ที่ละเอียดอ่อนและสวยงามเป็นพิเศษ เช่น จาน เครื่องประดับ กระจก ซึ่งใช้เงินจำนวนมหาศาล เป็นเวลานานมากที่เวนิสเป็นผู้ผูกขาดเครื่องแก้วและความลับของงานฝีมือก็ถูกเก็บไว้อย่างอิจฉา ในศตวรรษที่ 13 การผลิตถูกย้ายไปยังเกาะมูราโน่ด้วยซ้ำ และช่างฝีมือถูกห้ามไม่ให้ปล่อยทิ้งไว้ด้วยความเจ็บปวดแห่งความตาย อย่างไรก็ตาม ช่างทำแก้วก็เป็นชนชั้นวรรณะที่พิเศษ ร่ำรวย และมีสิทธิพิเศษ สิ่งที่ไม่เคยได้ยินมาก่อนในเวลานั้น: หลังจากแต่งงานกับลูกสาวของอาจารย์คนนี้แล้วผู้ชายก็ย้ายเข้าไปอยู่ในครอบครัวของภรรยาของเขา!
• หนึ่งในผู้นำด้านการผลิตของโลกในปัจจุบันคือจีนซึ่งควบคุมตลาดหนึ่งในสามของโลก และในช่วงศตวรรษที่ 14 ถึงศตวรรษที่ 19 ประเทศไม่ได้ผลิตแก้วเลย

ตราบใดที่ยังมีแก้วอยู่ มันก็มีหลายแบบและมีสีต่างกัน กระจกสีน้ำเงิน เขียว หรือแดงทำมาจากอะไร? อะไรทำให้คุณเปลี่ยนสีของวัสดุเพื่อสร้างหน้าต่างกระจกสี แจกัน หรือประติมากรรมที่สวยงามได้ สิ่งสำคัญคือต้องเติมสารประกอบเคมีต่างๆ ซึ่งส่วนใหญ่มักเป็นออกไซด์:

• สีแดงเกิดจากการเติมเหล็กออกไซด์
• สีม่วงและสีน้ำตาล (ทั้งหมดขึ้นอยู่กับปริมาณ) – นิกเกิล
• สีเหลืองสดใสคือยูเรเนียม
• เฉดสีเขียว – โครเมียม และทองแดง
• สีน้ำเงินเข้ม-โคบอลต์

อย่างไรก็ตาม ออกไซด์อื่น - คราวนี้อลูมิเนียมออกไซด์ถูกใช้เพื่อผลิตกระจกแซฟไฟร์สำหรับนาฬิกา มันยากมาก ก็แค่ทิ้งรอยขีดข่วนไว้กับเพชรเท่านั้น!

แก้วเป็นวัสดุที่น่าสนใจและน่าประหลาดใจซึ่งจำเป็นต่อชีวิตหลายด้าน

ตามปกติเราขอเชิญคุณชมวิดีโอที่น่าสนใจเกี่ยวกับวิธีการทำแก้ว

แก้วทำมาจากอะไร? คำถามง่ายๆ ที่หลายคนสนใจ เราขอเชิญชวนให้คุณทำความคุ้นเคยกับองค์ประกอบของวัสดุและคุณสมบัติหลักของวัสดุ

แก้ว: มันทำมาจากอะไร?

การทำแก้วเป็นเทคโนโลยีโบราณ ในขั้นต้น การผลิตแก้วเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนและใช้แรงงานเข้มข้น วิทยาศาสตร์สมัยใหม่ทำให้ง่ายขึ้น ลดเวลาในการผลิตผลิตภัณฑ์และลดต้นทุนได้อย่างมาก แก้วทำมาจากอะไร และเกิดขึ้นได้อย่างไร?

ส่วนผสมต่อไปนี้ใช้สำหรับการผลิต:

• ทรายควอทซ์ 3/4 ของแก้วประกอบด้วยซิลิคอนออกไซด์ คุณภาพของทรายจะเป็นตัวกำหนดคุณภาพของวัสดุสำเร็จรูป ดังนั้นสิ่งสำคัญคือต้องสะอาดปราศจากสิ่งเจือปน ทรายถูกละลายภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิสูงเป็นประวัติการณ์ซึ่งส่งผลให้โครงสร้างเปลี่ยนกลายเป็นมวลของเหลว
• โซดา. ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาหลอมละลาย ช่วยลดอุณหภูมิในการผลิตทรายควอทซ์
• มะนาว. ช่วยให้กระจกมีความแข็งแรง เงางาม และแข็งกระด้าง

นอกจากส่วนประกอบเหล่านี้แล้ว ยังมีการเติมเนฟีลีนไซอีไนต์ ทาลามิต และโซเดียมซัลเฟตลงในมวลการผลิตแก้วอีกด้วย

แก้วทำอย่างไร? ส่วนผสมที่ผสมจนเนียนละลายในเตาอบแบบพิเศษที่อุณหภูมิ 1,500–1,700 องศาเซลเซียส มวลที่ได้จะถูกกระจายเป็นชั้นเท่าๆ กันบนภาชนะที่มีดีบุกหลอมเหลว เมื่อวัสดุเย็นลง วัสดุจะแข็งตัวและกลายเป็นแผ่นหนาทึบ แผ่นผลลัพธ์จะถูกโหลดลงในสายพานลำเลียงพิเศษเพื่อตรวจสอบความสม่ำเสมอของความหนาและตัดเป็นชิ้นมาตรฐาน

ออกไซด์ของเงิน เหล็ก ทองแดง และโลหะอื่นๆ ถูกนำมาใช้ในการแต่งสีวัสดุ สีฟ้ามาจากโคบอลต์ออกไซด์ ไลแลคจากนิกเกิล สีเขียวจากโพแทสเซียมสังกะสี ไอออนของโลหะที่กำลังจะตายซึ่งเติมลงในส่วนผสมหลอมเหลวจะมีการกระจายเท่าๆ กัน และทำให้วัสดุมีเฉดสีที่ต้องการ ความเข้มของสีจะถูกควบคุมโดยปริมาณสีย้อมที่เติมเข้าไป เช่นเดียวกับความหนาของกระจกที่เสร็จแล้ว

กระจกโทรศัพท์ทำมาจากอะไร?

อลูมิโนซิลิเกตใช้ในการผลิตกระจกป้องกันสำหรับสมาร์ทโฟน ผลิตโดยการบำบัดซิลิคอนไดออกไซด์ที่อุณหภูมิสูงด้วยการเติมสารเคมีพิเศษ วัสดุประกอบด้วยออกซิเจน อลูมิเนียม ซิลิคอน และโซเดียมไอออน ซึ่งจำเป็นสำหรับขั้นตอนที่สองของการผลิต

จากนั้นแก้วอะลูมิโนซิลิเกตจะถูกบำบัดด้วยโพแทสเซียมไอออน วัสดุชิ้นแรกจะถูกวางในอ่างเกลือร้อน (400 องศาเซลเซียส) ซึ่งปฏิกิริยาเคมีจะทำลายพันธะไอออนิก โพแทสเซียมไอออนจะแทนที่โซเดียมไอออนในอะลูมิโนซิลิเกตและถูกกดด้วยแรงดันสูง

เป็นผลให้กระจกได้รับชั้นป้องกันที่มีความทนทานสูงซึ่งกระจกมิเนอรัลทั่วไปไม่มี ดังนั้นความน่าเชื่อถือ ความแข็งแกร่ง ความต้านทานการสึกหรอ และความทนทานในระดับสูง กระจกป้องกันบนโทรศัพท์สามารถรับน้ำหนักได้มากในขณะที่ยังคงความสมบูรณ์ของเมทริกซ์ไว้

กระจกนาฬิกาทำมาจากอะไร?

เมื่อทำกระจกสำหรับนาฬิกา จะใช้วัสดุที่แตกต่างกัน ซึ่งแตกต่างกันทั้งในด้านประสิทธิภาพและวิธีการดูแลรักษา นี่คือพันธุ์หลัก:

• พลาสติก. ใช่ ใช่ แว่นตานาฬิกาทำจากพลาสติกใสและเบา - แก้วซิลิเกต กระจกดังกล่าวแตกยาก แต่เกิดรอยขีดข่วนได้ง่าย พื้นผิวสูญเสียรูปลักษณ์ที่สวยงามไปอย่างรวดเร็ว
• วัตถุดิบแร่ ทรายควอทซ์ถูกละลายในเตาแบบพิเศษ โดยเติมออกไซด์บางชนิดและทำให้เย็นลงเพื่อให้ได้ความสม่ำเสมอของของแข็ง วัสดุนี้มีคุณสมบัติทางแสงที่ดี ทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรง และขัดเงาได้ง่าย แต่เมื่อถูกแสงแดดโดยตรงจะทำให้เกิดแสงจ้ามาก แตกหักง่าย ผู้ผลิตบางรายเคลือบกระจกนาฬิกาแร่ด้วยชั้นป้องกันแข็ง ช่วยเพิ่มความต้านทานต่อความเสียหายทางกลไก
• ไพลิน. แซฟไฟร์สังเคราะห์ผลิตโดยกระบวนการที่อุณหภูมิสูงของอะลูมิเนียมออกไซด์ที่ตกผลึก โดดเด่นด้วยความแข็งแกร่ง ความทนทานต่อการสึกหรอ และความทนทานที่เพิ่มขึ้น ทนทานต่อสภาวะการทำงานที่รุนแรง ไม่เกิดรอยขีดข่วนแม้เมื่อสัมผัสกับของมีคมโดยตรง ในระดับ Moss แบบสัมพัทธ์ กระจกมีความแข็ง 9 รองจากเพชรที่มีความแข็ง 10 กระจกแซฟไฟร์มีราคาสูงกว่ามาก แต่ก็พิสูจน์ได้จากลักษณะเฉพาะของผู้ใช้ที่สูงของวัสดุ

ผู้ผลิตยังเสนอแว่นตานาฬิกาแบบรวม ฐานแร่ถูกเคลือบด้วยชั้นเคลือบแซฟไฟร์หนาแน่น ซึ่งช่วยเพิ่มลักษณะความแข็งแรงของวัสดุ

แก้วเป็นวัสดุที่ใช้งานได้จริงและเป็นวัสดุทั่วไป แต่ถึงตอนนี้กระบวนการผลิตที่ซับซ้อนและเทคโนโลยีก็เหมือนกับเวทย์มนตร์

หากคุณสงสัยว่าแก้วมาจากไหน ให้ไปที่ชายหาด แก้วเกือบทั้งหมดทำจากทราย ซึ่งจริงๆ แล้วเป็นควอตซ์บด

ทรายมีธาตุเหล็กอยู่เล็กน้อย เป็นเหล็กที่ทำให้แก้วที่ทำจากทรายธรรมดามีสีเขียว ใยแก้วใช้ซีลีเนียมในการผลิตแก้วใสไร้สีอย่างแน่นอน แร่ธาตุนี้ทำให้แก้วมีสีแดงเล็กน้อย ซึ่งถูกชดเชยด้วยสีเขียว ส่งผลให้แก้วดูไม่มีสี (ในการผลิตแก้วสีอื่น ช่างเป่าแก้วเติมสารอื่นๆ โคบอลต์สำหรับสีน้ำเงินเข้ม แมงกานีสสำหรับสีม่วง โครเมียมหรือเหล็กสำหรับสีเขียว)

การทำแก้วต้องละลายทราย คุณอาจเคยเดินบนทรายร้อนในวันที่มีแสงแดด ดังนั้นคุณจึงเดาได้ว่าการทำเช่นนี้จะต้องได้รับความร้อนที่อุณหภูมิสูงมาก น้ำแข็งก้อนหนึ่งละลายที่อุณหภูมิประมาณ 0 C ทรายเริ่มละลายที่อุณหภูมิอย่างน้อย 1,710 C ซึ่งสูงกว่าอุณหภูมิสูงสุดของเตาอบปกติของเราเกือบเจ็ดเท่า การทำความร้อนสารใด ๆ ให้ได้อุณหภูมิดังกล่าวนั้นต้องใช้พลังงานจำนวนมากดังนั้นจึงต้องใช้เงินด้วย ด้วยเหตุนี้ เมื่อผลิตแก้วสำหรับความต้องการในชีวิตประจำวัน ช่างทำแก้วจึงเติมสารลงในทรายที่ช่วยให้ทรายละลายที่อุณหภูมิต่ำกว่า - ประมาณ 815 C สารนี้มักจะเป็นโซดาแอช

อย่างไรก็ตาม หากคุณใช้เพียงส่วนผสมของทรายและโซดาแอชในการหลอม คุณจะได้แก้วประเภทที่น่าทึ่งซึ่งละลายในน้ำได้ (จริงๆ แล้ว ไม่ใช่ตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับแก้ว)

เพื่อป้องกันไม่ให้แก้วละลาย คุณต้องเติมสารตัวที่สามลงไป ช่างทำแก้วเติมหินปูนบดลงในทรายและโซดา (คุณคงเคยเห็นหินสีขาวที่สวยงามนี้มาก่อน)

แก้วที่นิยมใช้ทำหน้าต่าง กระจก แก้ว ขวด และหลอดไฟ เรียกว่า แก้วซิลิเกตโซดาไลม์ แก้วนี้มีความทนทานสูง และเมื่อหลอมเหลวจะขึ้นรูปเป็นรูปทรงที่ต้องการได้ง่าย นอกจากทราย โซดาแอช และหินปูนแล้ว ส่วนผสมนี้ (ผู้เชี่ยวชาญเรียกว่า "ส่วนผสม") ยังมีแมกนีเซียมออกไซด์ อลูมิเนียมออกไซด์ กรดบอริก รวมถึงสารที่ป้องกันการก่อตัวของฟองอากาศในส่วนผสมนี้

ส่วนผสมทั้งหมดเหล่านี้รวมกันและวางส่วนผสมไว้ในเตาหลอมขนาดยักษ์ (เตาที่ใหญ่ที่สุดในเตาเหล่านี้สามารถรองรับแก้วเหลวได้เกือบ 1,110,000 กิโลกรัม)

ความร้อนสูงของเตาอบจะทำให้ส่วนผสมร้อนจนเริ่มละลายและเปลี่ยนจากของแข็งเป็นของเหลวหนืด แก้วเหลวยังคงได้รับความร้อนที่อุณหภูมิสูงจนกว่าฟองและเส้นเลือดทั้งหมดจะหายไปเนื่องจากสิ่งที่ทำจากแก้วจะต้องโปร่งใสอย่างแน่นอน เมื่อมวลแก้วกลายเป็นเนื้อเดียวกันและสะอาด ให้ลดความร้อนลงและรอจนกระทั่งแก้วกลายเป็นมวลหนืดเหมือนไอริสร้อน จากนั้นแก้วจะถูกเทจากเตาหลอมลงในเครื่องหล่อ จากนั้นจึงเทลงในแม่พิมพ์และขึ้นรูป

อย่างไรก็ตามในการผลิตวัตถุกลวง เช่น ขวด แก้วจะต้องถูกเป่าออกมาเหมือนลูกโป่ง ก่อนหน้านี้การเป่าแก้วอาจพบเห็นได้ในงานแสดงสินค้าและงานรื่นเริง แต่ตอนนี้กระบวนการนี้มักแสดงทางทีวี คุณคงเคยเห็นคนเป่าแก้วเป่าแก้วร้อนที่ปลายท่อเพื่อสร้างรูปทรงที่น่าทึ่ง แต่แก้วก็สามารถเป่าโดยใช้เครื่องจักรได้เช่นกัน หลักการพื้นฐานของการเป่าแก้วคือการเป่าลงในหยดแก้วจนเกิดฟองอากาศตรงกลางซึ่งจะกลายเป็นโพรงในชิ้นงานที่เสร็จแล้ว

หลังจากที่แก้วได้รับรูปทรงที่ต้องการแล้ว อันตรายใหม่กำลังรออยู่ - มันสามารถแตกได้เมื่อเย็นลงถึงอุณหภูมิห้อง เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ ช่างฝีมือจึงพยายามควบคุมกระบวนการทำความเย็นโดยให้กระจกที่ชุบแข็งได้รับการบำบัดความร้อน ขั้นตอนสุดท้ายของการประมวลผลคือการขจัดหยดแก้วส่วนเกินออกจากที่จับถ้วยหรือแผ่นขัดเงาโดยใช้สารเคมีพิเศษที่ทำให้หยดแก้วได้เรียบเนียนอย่างสมบูรณ์แบบ

นักวิทยาศาสตร์ยังคงถกเถียงกันอยู่ว่าแก้วควรถือเป็นของแข็งหรือของเหลวที่มีความหนืดมาก (คล้ายน้ำเชื่อม) เนื่องจากกระจกในหน้าต่างของบ้านเก่าจะหนากว่าที่ด้านล่างและบางกว่าที่ด้านบน บางคนจึงอ้างว่ากระจกจะหยดเมื่อเวลาผ่านไป อย่างไรก็ตาม อาจเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่าก่อนหน้านี้กระจกหน้าต่างไม่ได้ถูกทำให้ตรงอย่างสมบูรณ์ และผู้คนก็เพียงแค่สอดกระจกเหล่านี้เข้าไปในกรอบโดยให้ขอบที่หนากว่าอยู่ด้านล่าง แม้แต่เครื่องแก้วจากสมัยโรมโบราณก็ไม่แสดงสัญญาณของ "ความลื่นไหล" ใด ๆ ดังนั้นตัวอย่างกระจกหน้าต่างแบบเก่าจึงไม่สามารถช่วยตอบคำถามว่าแก้วเป็นของเหลวที่มีความหนืดสูงจริงหรือไม่

ประวัติศาสตร์ตามปกติไม่ได้สนใจที่จะรักษาชื่อและใบหน้าของผู้มีค่าควรผู้มอบแก้วให้กับโลก ที่จริงแล้วไม่มีอะไรน่าประหลาดใจในเรื่องนี้ ตามที่นักประวัติศาสตร์ชาวโรมันชื่อ Pliny the Elder ผู้ค้นพบเป็นกะลาสีเรือของชาวฟินีเซียน ยิ่งไปกว่านั้น การค้นพบนี้เกิดขึ้นโดยบังเอิญเช่นเดียวกับส่วนใหญ่

หากเราเพิกเฉยต่อรูปแบบที่สูงส่งและภาษาละตินโบราณที่เขียน "ประวัติศาสตร์ธรรมชาติ" ของพลินี เรื่องราวจะเป็นดังนี้ วันหนึ่ง เรือสินค้าของชาวฟินีเซียนซึ่งติดอยู่ในพายุรุนแรง ถูกบังคับให้ทอดสมอในอ่าวเล็กๆ ลูกเรือที่เหนื่อยล้าและหนาวเหน็บก็ขึ้นฝั่ง พวกเขาเริ่มมองหาสถานที่สำหรับก่อไฟเพื่อปรุงสตูว์กินเองและให้ความอบอุ่น ชายฝั่งเป็นทราย และไม่มีหินสำหรับวางหม้อต้มน้ำเลย ทันใดนั้นกะลาสีคนหนึ่งก็หยิบโซดาก้อนหนึ่งออกมาจากที่ยึดเรือซึ่งกำลังขนส่งเพื่อขายและวางหม้อต้มน้ำไว้บนก้อนเหล่านี้

ดังนั้นบนบล็อกโซดาเหล่านี้ที่กะลาสีเรือชาวฟินีเซียนจึงวางหม้อต้มน้ำ ปรากฏว่าไฟประสบความสำเร็จอย่างมาก พวกกะลาสีก็กินอิ่มแล้วเข้านอน ในตอนเช้าเพื่อเตรียมพร้อมออกเดินทาง หนึ่งในนั้นได้กระจายซากไฟที่คุกรุ่นอยู่ ทันใดนั้นเขาก็สังเกตเห็นชิ้นส่วนแวววาวในขี้เถ้า พวกมันดูไม่เหมือนไม้ หรือโลหะ หรือดินเหนียว หรือหิน ก่อนหน้านั้น ไม่มีชาวฟินีเซียนคนใดเคยเห็นแสงประหลาดๆ แบบนี้มาก่อน สสารลึกลับชนิดใหม่นี้ตามที่พลินีกล่าวไว้คือแก้ว ซึ่งเป็นส่วนผสมของทรายชายฝั่งผสมกับโซดา

ทุกคนที่อ่านหนังสือประวัติศาสตร์ที่โรงเรียนมักจะจำเรื่องนี้ได้ ด้วยเหตุผลบางประการ เวอร์ชันนี้จึงเป็นที่ชื่นชอบของหลายๆ คนจนถึงทุกวันนี้ แต่มันเป็นไปได้แค่ไหน? อนิจจา ช่างทำแก้วสมัยใหม่ได้พิสูจน์ให้เห็นแล้วว่านักประวัติศาสตร์สมัยโบราณคิดผิด หรือเขาพูดอะไรผิดไป แต่ความจริงก็ยังคงอยู่: เป็นไปไม่ได้ที่จะเชื่อมแก้วจากโซดาและทรายในเปลวไฟ

ดูเหมือนว่าจะสมจริงกว่านั้นคือการสันนิษฐานว่าโดยบังเอิญส่วนผสมของทรายและโซดาตกลงบนหม้อดินก่อนที่จะทำการยิง และช่างปั้นหม้อที่นำผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปออกจากเตาอบ สังเกตเห็นแผ่นฟิล์มบาง ๆ แวววาวปิดด้านข้างของภาชนะ

โดยทั่วไปแล้ว ใครที่โชคดีกับการเปิดกระจก ใคร ๆ ก็สามารถเดาและเชื่อเรื่องราวเกี่ยวกับกะลาสีเรือของชาวฟินีเซียนซึ่งโดยทั่วไปแล้วเป็นคนที่ยอดเยี่ยมหรือสนับสนุนเวอร์ชันเกี่ยวกับช่างปั้นผู้โชคดีและเอาใจใส่ สักวันหนึ่งบรรดาผู้ที่ศึกษาประวัติความเป็นมาของต้นกำเนิดของเนื้อหานี้จะมีความเห็นเป็นเอกฉันท์เกี่ยวกับสถานที่นั้น - อียิปต์, ฟีนิเซียหรือเมโสโปเตเมีย, แอฟริกาหรือทะเลเมดิเตอร์เรเนียนตะวันออก ฯลฯ - และเกี่ยวกับเวลา - "ประมาณ 6 พันปีก่อน" แต่สามารถสังเกตลักษณะ "การซิงโครไนซ์ของการค้นพบ" ได้ และความแตกต่างแม้แต่หลายร้อยปีก็ไม่มีความสำคัญมากนัก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อสามารถติดตามความแตกต่างที่มีนัยสำคัญได้ในวิธีการหลอมแก้วที่สร้างขึ้นใหม่

เทคโนโลยีการผลิตกระจก

คุณคิดว่าใครเป็นผู้นำในด้านการผลิตแก้วโบราณ? ถูกต้องแล้ว - ชาวอียิปต์โบราณ จนกระทั่งประมาณ 4 พันปีก่อนคริสต์ศักราช ชาวอียิปต์โบราณพวกเขาปรุงสิ่งที่เรียกว่า "ไฟอียิปต์" จากสตีไทต์ แป้งควอทซ์เนื้อนุ่ม หรือควอตซ์ธรรมชาติที่เป็นของแข็ง

มีความเห็นว่าตัวอย่างแรกสุดทำจากสตีไทต์ แร่ธาตุนี้เป็นส่วนประกอบของแมกนีเซียมซิลิเกตซึ่งมีอยู่ในธรรมชาติในปริมาณมาก ผลิตภัณฑ์ที่ตัดจากหินสบู่ถูกเคลือบด้วยส่วนผสมที่เป็นผงของวัตถุดิบที่รวมอยู่ในส่วนประกอบเพื่อให้ได้การเคลือบและเผา การเคลือบซึ่งมีองค์ประกอบทางเคมีคือโซเดียมซิลิเกตที่มีส่วนผสมของแคลเซียมเล็กน้อยนั้นไม่มีอะไรมากไปกว่าแก้วหลอมละลายที่ทาสีด้วยทองแดงสีน้ำเงินและเขียวแกมน้ำเงินบางครั้งก็มีธาตุเหล็กในปริมาณที่พอเหมาะ

ช่างทำแก้วชาวอียิปต์ละลายแก้วด้วยไฟแบบเปิดในชามดินเผา ชิ้นส่วนที่เผาแล้วถูกโยนลงในน้ำร้อนจนแตก เศษที่เกิดขึ้นซึ่งเรียกว่าฟริตถูกบดเป็นฝุ่นด้วยหินโม่แล้วละลายอีกครั้ง

การฟริตติ้งถูกใช้เป็นเทคโนโลยีการผลิตแก้วหลักแม้หลังจากสิ้นสุดยุคกลาง ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมในการแกะสลักและการขุดค้นทางโบราณคดีเก่าๆ เราจึงมักพบเตาเผาสองแห่ง - อันหนึ่งสำหรับหลอมก่อนและอีกอันสำหรับละลายฟริต

อุณหภูมิการเจาะที่ต้องการคือ 1,450 °C และอุณหภูมิในการทำงานคือ 1100-1200 °C เตาถลุงยุคกลาง (“กระท่อม” ในภาษาเช็ก) เป็นห้องใต้ดินที่ใช้ฟืนเป็นห้องเตี้ยๆ ซึ่งแก้วถูกละลายในหม้อดิน วางเฉพาะหินและอลูมินาเท่านั้นไม่สามารถยืนได้นาน แต่ฟืนไม่เพียงพอเป็นเวลานาน ดังนั้นเมื่อป่าบริเวณคูตะถูกตัดออกจึงถูกย้ายไปยังที่ใหม่ซึ่งยังมีป่าไม้อยู่มาก

เตาหลอมอีกเตาหนึ่งซึ่งมักจะเชื่อมต่อกับเตาถลุงคือเตาหลอม - สำหรับการแบ่งเบาบรรเทาซึ่งผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปถูกให้ความร้อนจนเกือบถึงจุดที่แก้วอ่อนตัวลงจากนั้นจึงเย็นลงอย่างรวดเร็วซึ่งจะช่วยชดเชยความเค้นในแก้ว (ป้องกันการตกผลึก ).

ในรูปแบบนี้ เตาหลอมแก้วกินเวลาจนถึงปลายศตวรรษที่ 17 แต่การขาดแคลนฟืนทำให้ความกล้าบางอย่าง โดยเฉพาะในอังกฤษ ต้องเปลี่ยนมาใช้ถ่านหินในศตวรรษที่ 17 เมื่อเปลี่ยนเชื้อเพลิงทำให้เกิดความไม่สะดวกมากขึ้น: ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่หนีออกมาจากถ่านหินทำให้แก้วเป็นสีเหลือง เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ ชาวอังกฤษจึงเริ่มละลายแก้วในหม้อที่มีฝาปิด

ข้อมูลที่น่าสนใจคือแก้วในความหมายทั่วไปไม่ได้รับการเปลี่ยนแปลงใดๆ เลยในระหว่างการดำรงอยู่ (ตัวอย่างแรกสุดของสิ่งที่เรียกว่าแก้วไม่แตกต่างจากขวดแก้วที่รู้จักกันดี) แต่ในกรณีนี้ เรากำลังพูดถึง เกี่ยวกับสารและวัสดุที่มีต้นกำเนิดจากแร่ซึ่งพบการประยุกต์ใช้ในการปฏิบัติสมัยใหม่

องค์ประกอบของแก้ว

ซิลิกาบริสุทธิ์ (SiO2) มีจุดหลอมเหลวประมาณ 2000 องศา และส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตแก้วสำหรับอุปกรณ์พิเศษ โดยปกติแล้ว จะมีการเติมสารอีกสองชนิดลงในส่วนผสมเพื่อทำให้กระบวนการผลิตง่ายขึ้น ประการแรกคือโซเดียมคาร์บอเนต (Na2CO3) หรือโพแทสเซียมคาร์บอเนตซึ่งจะลดจุดหลอมเหลวของส่วนผสมลงเหลือ 1,000 องศา อย่างไรก็ตาม ส่วนประกอบเหล่านี้มีส่วนทำให้แก้วละลายน้ำซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่พึงปรารถนาอย่างยิ่ง ดังนั้นจึงมีการเติมส่วนประกอบอื่นลงในส่วนผสม - มะนาว (แคลเซียมออกไซด์, CaO) เพื่อทำให้องค์ประกอบไม่ละลายน้ำ แก้วนี้มีซิลิกาประมาณ 70% และเรียกว่าแก้วโซดาไลม์ ส่วนแบ่งของแก้วดังกล่าวในปริมาณการผลิตรวมอยู่ที่ประมาณ 90%

เช่นเดียวกับมะนาวและโซเดียมคาร์บอเนต ส่วนประกอบอื่นๆ จะถูกเติมลงในแก้วธรรมดาเพื่อเปลี่ยนคุณสมบัติทางกายภาพ การเติมสารตะกั่วลงในแก้วจะเพิ่มดัชนีการหักเหของแสง เพิ่มความเงางามอย่างเห็นได้ชัด และการเติมโบรอนลงในส่วนผสมจะเปลี่ยนคุณสมบัติทางความร้อนและทางไฟฟ้าของแก้ว ทอเรียมออกไซด์ทำให้แก้วมีดัชนีการหักเหของแสงสูงและการกระจายตัวต่ำซึ่งจำเป็นในการผลิตเลนส์คุณภาพสูง แต่เนื่องจากมีกัมมันตภาพรังสี จึงถูกแทนที่ด้วยแลนทานัมออกไซด์ในผลิตภัณฑ์สมัยใหม่ สารเติมแต่งธาตุเหล็กในแก้วใช้ในการดูดซับรังสีอินฟราเรด (ความร้อน)

โลหะและออกไซด์ของพวกมันจะถูกเติมลงในแก้วเพื่อเปลี่ยนสี ตัวอย่างเช่น เติมแมงกานีสในปริมาณเล็กน้อยเพื่อให้แก้วมีสีเขียว หรือเติมความเข้มข้นที่สูงขึ้นเพื่อให้เป็นสีอเมทิสต์ เช่นเดียวกับแมงกานีส ซีลีเนียมถูกใช้ในปริมาณเล็กน้อยเพื่อทำให้กระจกเปลี่ยนสี หรือใช้ความเข้มข้นสูงเพื่อให้มีสีแดง โคบอลต์ที่มีความเข้มข้นเล็กน้อยจะทำให้กระจกมีโทนสีน้ำเงิน คอปเปอร์ออกไซด์ให้แสงสีฟ้าคราม นิกเกิล ขึ้นอยู่กับความเข้มข้น

นอกจากกระจกธรรมดาแล้ว ยังมีกระจกอีกหลายแบบที่มีคุณค่าทางประวัติศาสตร์ วัฒนธรรม และศิลปะ เช่น แก้วเช็กและมูราโน่ แต่เกี่ยวกับพวกเขา - ในเนื้อหาต่อไปนี้ ติดตามข่าวสาร

ผู้คนเข้ามาสัมผัสกับผลิตภัณฑ์แก้วทุกวัน แก้วเป็นวัตถุที่เกือบจะมหัศจรรย์ โดยด้านหนึ่งโปร่งใส และอีกด้านหนึ่งเป็นวัตถุ สารจะโปร่งใสเมื่อโฟตอน (ควอนตัมแสง) ผ่านเข้าไปโดยไม่ถูกดูดซึม แต่ด้วยเหตุผลบางอย่างไม่ใช่ทุกคนที่จะมีแนวคิดนี้ - แก้วทำมาจากอะไรและอย่างไร? กระบวนการทำงานอย่างไร?

ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจ:

• แก้วจะใช้เวลานับล้านปีในการย่อยสลาย
• แก้วถูกรีไซเคิลโดยไม่สูญเสียคุณภาพ
• กระจกที่หนาที่สุดในโลกคือฉาก 26 ซม. ของ Sydney Aquarium

แก้วทำมาจากอะไร?

ช่างฝีมือใช้: ทรายควอทซ์ (ส่วนประกอบหลัก); มะนาว; โซดา;

ขั้นแรกให้ความร้อนทรายควอทซ์โซดาและมะนาวในเตาพิเศษที่อุณหภูมิ 1,700 องศาเหนือศูนย์ เม็ดทรายเชื่อมต่อกัน จากนั้นทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน (กลายเป็นสารที่เป็นเนื้อเดียวกัน) และก๊าซจะถูกกำจัดออกไป มวลจะถูก "จุ่ม" ลงในดีบุกหลอมเหลวที่อุณหภูมิสูงกว่า 1,000 องศา ซึ่งลอยอยู่บนพื้นผิวเนื่องจากมีความหนาแน่นต่ำกว่า ยิ่งมวลที่เข้าไปในอ่างดีบุกมีขนาดเล็กลง กระจกที่ออกมาก็จะบางลงเท่านั้น

ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจ:

• แก้วมูราโน่ถือเป็นแก้วที่แพงที่สุดในโลก ผลิตภัณฑ์ที่ทำจากมันมีราคาหลายล้านดอลลาร์ ตั้งแต่สมัยโบราณ เวนิสมีชื่อเสียงในด้านการผลิตแก้วคุณภาพสูง เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าในศตวรรษที่ 13 รัฐบาลของรัฐได้ย้ายการผลิตไปยังเกาะมูราโนขนาดใหญ่ และห้ามมิให้ช่างฝีมือทิ้งมันไว้โดยเด็ดขาด การลงโทษคือโทษประหารชีวิต นอกจากนี้ การเข้าเกาะยังปิดไม่ให้นักท่องเที่ยวหรือชาวเมืองเวนิสเข้าอีกด้วย มาตรการที่เข้มงวดดังกล่าวทำให้สามารถรักษาความลับของการผลิตได้
• โรคทางจิตที่น่าสนใจที่สุดอย่างหนึ่งในยุคกลางคือ “โรคกระจก” คนที่เป็นโรคนี้คิดว่าเขาทำจากแก้วและกลัวที่จะแตก กษัตริย์ชาร์ลส์ที่ 6 แห่งฝรั่งเศสทรงทนทุกข์ทรมานจากโรคนี้ พระมหากษัตริย์มักจะสวมเสื้อผ้าหลายชั้นและห้ามมิให้ใครแตะต้องตัวเอง

โซดาและมะนาวทำหน้าที่อะไรในกระบวนการผลิต?

เบกกิ้งโซดาช่วยลดจุดหลอมเหลวได้ 2 เท่า หากคุณไม่เพิ่มเข้าไปจะเป็นการยากมากที่จะละลายทรายและด้วยเหตุนี้จึงเชื่อมต่อเม็ดทรายแต่ละเม็ดเข้าด้วยกัน จำเป็นต้องใช้ปูนขาวเพื่อให้มวลสามารถทนน้ำได้ หากไม่ได้รวมไว้ด้วย เช่น หน้าต่างจะละลายทันทีหลังฝนตกครั้งแรก และกระจกจะแตกหลังจากสัมผัสกับน้ำ

วัสดุที่เกี่ยวข้อง:

แก้วเวนิสคืออะไร และทำไมศิลปินถึงซื้อไข่?

ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจ:

1. ประเทศจีนไม่ได้ผลิตแก้วมานานกว่า 500 ปีแล้ว ตั้งแต่ศตวรรษที่ 14 ถึงศตวรรษที่ 19 ขณะนี้รัฐเป็นหนึ่งในผู้นำด้านการผลิตและควบคุมตลาดแก้วหนึ่งในสามของโลก
2. ปี 1994 เป็นปีแห่งการรีไซเคิลแก้วที่คึกคักมากในสหรัฐอเมริกา หากคุณรวมผลิตภัณฑ์แก้วทั้งหมดที่รีไซเคิลในปีนั้นไว้ในบรรทัดเดียว คุณจะได้ "เส้นทาง" สู่ดวงจันทร์

กระจกสีทำอย่างไร?

ไม่เพียงแต่ผลิตแก้วไร้สีเท่านั้น เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีสี นอกเหนือจากส่วนประกอบหลักแล้ว สารประกอบเคมีจะถูกเพิ่มเข้าไปในเตาหลอม:

1. เหล็กออกไซด์ทำให้กระจกมีสีแดงเข้ม
2. นิกเกิลออกไซด์ – สีน้ำตาล สีม่วง (ขึ้นอยู่กับปริมาณ)
3. เพื่อให้ได้โทนสีเหลืองสดใส ให้เติมยูเรเนียมออกไซด์ลงในทราย โซดา และมะนาว
4. Chrome ทำให้กระจกเป็นสีเขียว

แก้วมีลักษณะและคุณสมบัติอะไรบ้าง?

สัดส่วนของส่วนประกอบสำหรับการผลิตสินค้าแก้วจะถูกเลือกขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ มีความโดดเด่น: แก้วในครัวเรือน - ที่ใช้ทำอาหารแก้วเครื่องประดับ การก่อสร้าง – หน้าต่างร้านค้า หน้าต่าง กระจกสี