Czynności wykonywane podczas przygotowywania zestawu szklarskiego:
1. Przygotowanie i wysuszenie surowców, rozdrobnienie ich (w przypadku zbrylenia), odważenie, skrupulatne wymieszanie, ujednorodnienie, brykietowanie (niewielkie, sprasowane bloki) bądź granulowanie, co zapobiega odwieszaniu przybornika.
2. Wypalenie szkła, procesy topienia, oczyszczania oraz oziębienia masy szklanej.
25. Etapy zachodzące podczas wytapiania szkła:
Wypalanie jest złożonym procesem, ponieważ zachodzi w nim dużo złożonych procesów chemicznych i fizycznych. Podzielono go wobec tego na trzy etapy:
1. Topienie zestawu- dla szkła sodowo-wapniowego wpierw usuwa się wilgoć, a następnie zachodzi reakcja : Na2CO3 + CaCO3 = Na2Ca(CO3)2
Utworzony podwójny węglan sodowo-wapniowy reaguje w stałej fazie z SiO2 o wiele łatwiej niż pojedyncze węglany. Kolejno kwarc b w a przemienia się przy temperaturze 600oC, wobec czego zaczynają się wydzielać spowodowane rozkładem węglanów znaczne ilości CO2. Inne tlenki ulegają reakcji z SiO2 dając krzemiany. Ciekła faza powstaje już przy temperaturze 795oC, a w miarę jej podwyższania fazy ciekłej jest coraz więcej, dochodzi do rozpuszczenia pozostałych krzemianów oraz krzemionki. Końcem tego procesu jest temperatura 1200-1300oC, powstała masa jest nieprzeźroczysta i niejednorodna, posiada znaczą ilość gazowych pęcherzy, wśród których przeważ CO2.
2. Klarowanie - jego celem jest pozbycie się małych pęcherzy CO2, dodatkami mającymi wspomóc ten proces jest np. bulwar (Na2SO4) rozpadający się w sposób gwałtowny wydzielając duże pęcherze, wypychające na powierzchnię te małe i drobne jednocześnie mieszając masę dzięki swemu przemieszczaniu. Masa w tym etapie staje się klarowna oraz przeźroczysta.
3. Studzenie-(1100- 120oC) ten etap zmniejsza lepkość, jest dość skomplikowany z uwagi na zaburzony stan wysokotemperaturowy, konieczne jest aby zachodził wolno.
Najważniejsze właściwości szkła:
Szkło ma własności charakterystyczne dla stanu pośredniego między cieczami krystalicznymi a cieczami, tzn :
· niska wytrzymałość na rozciąganie, zawierająca się w granicach 3 - 7 kg/mm2 (hartując materiały można uzyskać około 30kg/mm2),
· przeźroczystość (nie ma wad w mikrostrukturze dla wymiarów zbliżonych z długością fali dla światła widzialnego),
· kruchość (bardzo duża wytrzymałość w przypadku ściskanie , w zakresie 60-1200kg/mm2, niewielka wytrzymałość uderzania oraz zginanie ),
· nie mają ściśle określonej temperatury topnienia (przemiana między stanami ciekłym i stałym odbywa się w sposób ciągły),
· łatwość koloryzowania szkła w różnych barwach,
· niski współczynnik rozszerzalności cieplnej, wynoszący w przypadku zwykłych szkieł 50-100E7,
· mała przewodność cieplna z zakresu 0,7 - 1,3 kcal/m2hC,
· niewielka odporność na trwałe zmiany temperatury,
· niezła izolacja akustyczna,
· nienajlepsze przewodnictwo elektryczne.
Główne wymagania dla piasków szklarskich
Ważne jest aby pisaki szklarskie posiadały minimalną ilość substancji barwiących zwłaszcza Fe. Nie powinny mieć w sobie substancji ilastych, gdyż wpływają one na powstawanie na szkle smug.. Ważne jest, aby kształt ziaren nie był ani nazbyt duży, gdyż utrudni to topnienie, ani za mały, gdyż wtedy materiał będzie miał skłonność do rozpylania oraz tworzenia grudek. Najbardziej pożądaną frakcją jest średnioziarnista o rozmiarach ziaren 0,1-0,315mm i kształcie ostrokrawędzistym, gdyż ułatwia to reagowanie z innymi składnikami. Aby otrzymać bezbarwne szkło należy wzbogacić piasek poprzez usunięcie zanieczyszczeń w sposób mechaniczny (chemiczni lub flotacyjnie).
http://www.bryk.pl/teksty/studia/pozosta%C5%82e/materia%C5%82oznawstwo/23760-og%C3%B3lna_technologia_ceramiki.html
Wypalanie:
Celem wypalania jest nadanie wyrobom ostatecznej formy, wytrzymałości i właściwości użytkowych. Zjawiska, które zachodzą w czasie wypalania klasycznych wyrobów ceramicznych można podzielić na trzy etapy:
1. proces odwadniania - dehydratacja trwa wraz z początkiem wypalania do temperatury 600oC, a następnie odprowadzenie pozostałości wody - 200oC, rozkład organicznych substancji - 120 do 300oC, rozkład ilastych minerałów: metakaolinit - Al2O3+2SiO2+2H2O, kaolinit - Al2O3+2SiO2+2H2O;
2. utlenianie - od 600 do 900oC: rozkład substancji organicznych oraz wydzielenie węgla. Zachodzi utlenienie węgla, który pochodzi z rozkładu ilastych substancji w temperaturze wyższej od 600oC (węgiel nieutleniony przeszkadza w zachodzeniu procesów). Wraz z procesem zachodzi zmiana barwy wyrobów i stają się one jaśniejsze;
3. zeszklenie wytryfikacja; powstaje faza ciekła, substancji eutektycznej z powodu występowania alkali. Faza płynna nie krystalizuje jednak, lecz zaczyna przechodzić w stan szkła, nazywany masami szklistymi. Najważniejsze składniki fazy płynnej: topnik i mulit (fazowy składnik tworzyw ceramicznych o trwałym charakterze). Mulit stanowi podstawowe zjawisko przy tworzeniu się szklanych mas. Mulit powstaje w wyniku rozkładu stopionego metakaolinitu wraz z wydzieleniem SiO2.
Sposób dopasowania szkliwa do czerepu:
Powłoki szkliwa są dobierane względem temperatury, w której wypala się czerep:
-wsiąkanie bądź płynięcie- jeśli temperatura szkliwa znacznie przekracza temperaturę w której szkliwo się topi;
-brak gładkości szkliwa- jeśli temperatura szkliwa będzie za niska
Wybór z uwagi na charakterystyczną wielkość; współczynnik rozszerzalności cieplnej dla szkliwa (a) oraz czerepu (b):
-gdy b>a, wówczas przy ochładzaniu czerepu dochodzi do skurczu wyższego niż dla szkliwa, występują naprężenia ściskające, a szkliwo może mieć skłonność do odpryskiwania i łuszczenia się
-gdy b<a wówczas przy ochładzaniu czerepu dochodzi do skurczu mniejszego niż dla szkliwa, występują naprężenia rozciągające, a szkliwo może mieć skłonność do pękania
Zastosowanie i specyfika wyrobu:
-półmatowe lub matowe
-przeźroczyste lub nieprzeźroczyste
-bezbarwne lub barwne
-gładkie lub z nadaną fakturą
kpkacha