Стекло плавление: Температура плавления стекла (температура начала размягчения)

Температура плавления стекла (температура начала размягчения)

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.

Начальная точка размягчения стекла характеризуется температурой, при которой его вязкость приобретает значение около 10¹²пуаз. Для обычных промышленных стекол размягчение начинается в интервале температуры 400-600°С.

За конец размягчения стекла принимают температуру, при которой стекло имеет вязкость 2·10⁸ 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.

Источники:

1. Стекло: Справочник. Под ред. Н. М. Павлушкина. М.: Стройиздат, 1973.
2. Сентюрин Г. Г., Павлушкин Н. М. и др. Практикум по технологии стекла и ситаллов — 2-е изд. перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1970.

Как расплавить стекло. Плавление бутылочного стекла в муфельной печи

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:

• Простое стекло – 700-750 ^оС.
• Стекло для изготовления посуды и тары – 1200-1400^оС.
• Ампульное – 1500-1800^оС.
• Кварцевое – 1650^оС.

На предприятиях, которые работают со стеклом, температура в печах поддерживается на уровне 1600^оС.

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:

• Корпуса.
• Камеры, которую еще называют муфелем.
• Двери.
• Блока управления.

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:

• Максимальной температурой нагрева.
• Способом нагревания.
• Устройством.

Муфельная печь SNOL

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

• Низкотемпературные – до 400^оС.
• Среднетемпературные – до 900^оС.
• С большой температурой – до 1400^оС.
• Высокотемпературные – до 2000^оС.

Отличаются печи и по режиму обработки, бывают:

• Работающие в воздушной среде (обычные).
• Вакуумные (нагрев производится в вакууме).
• Работающие в газовой среде (нагрев производится в присутствии различных газов, например, водорода, азота, аргона и пр.).

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^оС. 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^оС 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^оС, однако температуру следует увеличить еще на 70^оС 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^оС. 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».

Электроды для плавки стекла | Plansee

Молибденовые электроды для плавки стекла для стеклянных резервуаров с электрическим подогревом должны выдерживать экстремальные термические нагрузки и агрессивные расплавы стекла. Наш молибден идеально подходит для этих сложных условий.

Благодаря специальному процессу ковки, производимые нами электроды для плавки стекла имеют особенно гладкую поверхность. Кроме того, наши процессы формовки позволяют получить особенно крупнозернистую, устойчивую к ползучести структуру материала в сочетании с оптимальной прямолинейностью. Это гарантирует, что наши электроды для плавки стекла не деформируются, менее подвержены износу и служат дольше.

• Высокая чистота для применения без пузырей (мин.
  99,97%)

• Лучшие электрические и тепловые свойства

• Превосходная ползучесть

• Отличная
  Corrosion Cospest

• . оксидирование с помощью покрытия Sibor®

• Индивидуальные решения заказчика
  , а также стандартные продукты со склада

Низкая коррозия обеспечивает долгий срок службы электродов

Молибден обладает отличной коррозионной стойкостью по отношению к большинству расплавов стекла. Низкая скорость съема материала является решающим фактором для длительного срока службы электрода для плавки стекла, а также оказывает большое влияние на конечное качество стекла.

Электроды для плавки стекла из диоксида молибдена и циркония

Предлагаем электроды для плавки стекла из MoZrO ₂ для производства стекла в особо агрессивных стекломассах. Небольшие количества диоксида циркония (ZrO ₂ ), добавленные к молибдену, улучшают свойства чистого материала. MoZrO ₂ обеспечивает особенно высокий уровень коррозионной стойкости к расплавам стекла, а также лучшее сопротивление ползучести, чем чистый молибден.

Часто в расплавах стекла используются агрессивные рафинирующие агенты, такие как оксид сурьмы и оксид мышьяка. Они нарушают зернистую структуру чистого молибдена и приводят к быстрому истиранию и поломке электродов. MoZrO ₂ способен противостоять этой агрессивной среде. Даже в коричневом и зеленом тарном стекле добавление диоксида циркония может значительно снизить коррозию электродов.

Sibor® – наша защита от окисления для молибдена

Молибден начинает окисляться при температуре выше 400°C. Sibor® защищает молибден от окисления до 1700°C (3092°F). Очень твердое, плотное покрытие создает диффузионный барьер вдоль основного материала и формирует изоляцию SiO ₂ от воздуха. В зависимости от рабочей температуры материал защищен от окисления слоем Sibor® до 5000 часов. Используя Sibor®, вы можете установить электроды непосредственно перед нагревом стеклянного резервуара. Это избавляет от трудоемкой и опасной установки в резервуаре, уже заполненном расплавом стекла.

Структура слоев Sibor® показана на микрошлифах REM BE:

Высочайшее качество из одних рук

Мы производим наши электроды для плавки молибденового стекла от сырья до готового продукта на собственном предприятии. Мы используем только самое чистое сырье в качестве исходного материала. Таким образом мы гарантируем, что наши электроды для плавки стекла соответствуют самым высоким требованиям с чистотой не менее 99,97%. Это устраняет обесцвечивание и образование пузырей.

	Планзее	Стандартный
Основные и второстепенные компоненты	Минимальное содержание [%]	ASTM B387 (361)
Пн	99,97% а	Остаток
Примеси	Максимальные значения [мкг/г]	Минимальные значения [мкг/г]
	Гарантия
Ал	10	—
Кр	20	—
Медь	20	—
Fe	20	100
К	20	—
Никель	10	50
Си	20	100
Ш	300	—
С	30	100
Н	10	—
Н	10	20
О	40	70
CD	5	—
рт. ст.	1	—
Пб	5	—

а) металлическая чистота без W

Изготовление по вашим индивидуальным требованиям

У нас есть стандартные размеры на складе. Но вы хотели бы особый размер, механическую обработку, покрытие, специальную резьбу или охлаждающие каналы? Мы будем рады удовлетворить ваши конкретные требования.

Микроволновая плавка стекла — Gyrotron Technology, Inc

• Товары для дома
• Изделия для микроволновых технологий
• Микроволновая плавка стекла

Компания Gyrotron Technology Inc. разработала новую технологию промышленной обработки стекла, микроволновую плавку стекла, которая значительно более эффективна и производительна, чем любые известные существующие тепловые процессы с использованием горячего газа, электрических сопротивлений или промышленной микроволновой печи. Давно установлено, что диэлектрический материал можно обрабатывать энергией в виде высокочастотных электромагнитных волн. Разработанные технологии промышленной обработки стекла основаны на использовании пучка гиротронов, обладающего уникальными свойствами и позволяющего получать невероятные результаты. Среди этих технологий микроволновая плавка стекла, нагрев листового стекла для формовки/гибки, закалка тонкого стекла, герметизация стекла и многие другие.

Гиротрон представляет собой микроволновый источник, генерирующий микроволновый луч миллиметрового диапазона мощностью от нескольких киловатт до одного мегаватта. Используя простые металлические зеркала, луч можно сфокусировать, распределить по поверхности и направить — и все это с превосходной плотностью тепла там, где он сфокусирован, и отсутствием тепла там, где он не сфокусирован, а также с контролируемой однородностью.

Поглощение миллиметровой микроволновой энергии в стекле в первую очередь связано с существованием постоянных дипольных молекул, которые имеют тенденцию переориентироваться под влиянием микроволнового электрического поля. Этот механизм потери переориентации возникает из-за неспособности поляризации следовать чрезвычайно быстрым изменениям электрического поля. Следовательно, на таких высоких частотах результирующая фаза поляризации отстает от изменений приложенного электрического поля, и мощность рассеивается в диэлектрическом материале, таком как стекло.

Благодаря уникальным свойствам гиротронного источника стало возможным создание новых технологий обработки стекла, таких как микроволновая плавка стекла, которые готовы к применению в промышленных условиях.

Традиционная варка стекла представляет собой изготовление стекла из шихты стеклокерамики. Обычные компоненты шихты имеют высокие температуры плавления, и в шихте задерживается много воздуха. Этот воздух и другие газы, образующиеся во время химических реакций между компонентами шихты, задерживаются внутри пузырьков и должны быть удалены в процессе рафинирования. На поверхности расплавленного стекла появляется слой пены, и удаление этой пены является очень медленным процессом, поскольку пена нагревается только за счет теплопроводности от расплавленного стекла. Новая партия, поступающая в ванну для плавки, также остается сверху и плавает на расплавленном стекле. Переплавка новой партии занимает значительное время, и все эти факторы делают процесс производства стекла очень трудоемким.

Единственный способ ускорить варку стекла — прямой нагрев пены и поступающей шихты. Лучшим источником тепла для этого является микроволновая печь. Микроволны миллиметрового диапазона взаимодействуют с партией стекла настолько эффективно, что партию можно расплавить за считанные секунды. Новая технология, основанная на способности луча гиротрона быстро плавить керамические компоненты, была создана компанией Gyrotron Technology Inc. Используя эту технологию, непрерывно текущая стеклокерамика плавится непосредственно на пути к плавильной печи и/или на поверхности расплавленной ванны.