Τι είναι η διαδικασία παραγωγής γυαλιού;

Η διαδικασία κατασκευής γυαλιού εντοπίζεται στο 3500 π.Χ., όταν η κεραμική κεραμική ήταν επικαλυμμένη με γυάλινη επιφάνεια. Ενώ υπάρχουν πολλές σύγχρονες παραλλαγές στη διαδικασία κατασκευής γυαλιού για βιομηχανικές και επιστημονικές χρήσεις, το παραδοσιακό γυαλί που χρησιμοποιείται για την κατασκευή παραθύρων, δοχείων τροφίμων και ποτών και διακοσμητικών σχημάτων εξακολουθεί να παρασκευάζεται από τα ίδια τρία συστατικά που χρησιμοποιούνταν στην αρχαιότητα. Αυτά είναι η άμμος, το όξινο ανθρακικό νάτριο με βάση τα αλκάλια που αναφέρονται ως “σόδα” και ο ασβέστης από ασβεστόλιθο. Αυτά τα τρία κύρια συστατικά συγχωνεύονται σε έναν κλίβανο σε θερμοκρασία περίπου 2,500° Fahrenheit (1,371° Κελσίου), μετά από την οποία μπορούν να προστεθούν πολλά δευτερεύοντα συστατικά για να αλλάξουν το χρώμα ή τη λάμψη του γυαλιού. Στη συνέχεια ψύχεται αρκετές εκατοντάδες μοίρες ώστε να μπορεί να διαμορφωθεί με φύσημα, πίεση ή έλξη σε σωλήνες, μπολ, καθρέφτες, παράθυρα και άλλα.

Η εισαγωγή ανθρακικού νατρίου στη διαδικασία κατασκευής του γυαλιού ανακαλύφθηκε νωρίς ως ένας τρόπος για να μειωθεί το αρχικό σημείο τήξης από μια κορυφή περίπου 4,100 ° Fahrenheit (2,200 ° Κελσίου) σε 2,700 ° Fahrenheit (1,482 ° Κελσίου). Το ανθρακικό νάτριο, ωστόσο, κάνει το γυαλί κάπως υδατοδιαλυτό, έτσι προστέθηκε ασβέστης από ασβεστόλιθο για να αποφευχθεί αυτό, και άλλες χημικές ουσίες όπως το οξείδιο του αλουμινίου αντικαθιστούν πλέον τον ασβέστη καθώς προσφέρουν μεγαλύτερη χημική σταθερότητα. Το γυαλί με ανθρακικό ασβέστη εξακολουθεί να αντιπροσωπεύει το 90% του συνόλου του κατασκευασμένου γυαλιού.

Καθώς το γυαλί ψύχεται, γίνεται ευκολότερο να διαμορφωθεί σε φόρμες, αλλά πρέπει να επαναθερμαίνεται συνεχώς κατά τη διαδικασία κατασκευής του γυαλιού για να του προστεθεί αντοχή για να αποφευχθεί η θραύση. Αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως ανόπτηση. Χρησιμοποιείται επίσης μια πρόσθετη διαδικασία σκλήρυνσης για την ενίσχυση του γυαλιού, επαναθερμαίνοντάς το και στη συνέχεια ψύχοντάς το ξαφνικά με εκρήξεις κρύου αέρα.

Η πιο κοινή μέθοδος διαμόρφωσης στη διαδικασία κατασκευής γυαλιού στην αρχαιότητα περιλάμβανε την εμφύσηση αέρα σε μια σφαίρα από λιωμένο γυαλί στο άκρο ενός μακριού, κοίλου σωλήνα, τον οποίο οι Ρωμαίοι τελειοποίησαν για να φτιάξουν όμορφα βάζα και μπολ. Η κατασκευή γυαλιού επίπλευσης, που εφευρέθηκε το 1959 από μια βρετανική εταιρεία, είναι η μεγαλύτερη τρέχουσα μέθοδος παραγωγής που γίνεται με την έκχυση λιωμένου γυαλιού σε μια δεξαμενή με λιωμένο κασσίτερο στην επιφάνεια. Το γυαλί επιπλέει στην κορυφή του κασσίτερου και σχηματίζει εξαιρετικά λεία φύλλα τα οποία στη συνέχεια μπορούν να κοπούν σε σχήματα παραθύρου. Ο δολομίτης συχνά περιλαμβάνεται στην κατασκευή λαμαρίνας σε επίπεδα κάτω από 0.1% για να διατηρείται η άχρωμη ποιότητα του γυαλιού. Η σχεδίαση ενός ρεύματος λιωμένου γυαλιού γύρω από το εσωτερικό ενός μεταλλικού κυλίνδρου καθώς περιστρέφεται και διοχετεύεται αέρας, είναι μια άλλη συχνή διαδικασία κατασκευής γυαλιού που χρησιμοποιείται για την κατασκευή μιας μεγάλης σειράς γυάλινων σωλήνων για λαμπτήρες, σωλήνες κενού και γυάλινα σκεύη που χρησιμοποιούνται σε εργαστήρια.

Άλλοι τύποι εξειδικευμένου γυαλιού περιλαμβάνουν το γυαλί μολύβδου, το οποίο περιέχει τουλάχιστον 20% οξείδιο του μολύβδου και είναι λαμπερό όταν κόβεται και είναι πολυεπίπεδο. Τα ανθεκτικά στη θερμότητα γυάλινα προϊόντα που χρησιμοποιούνται σε μπολ μαγειρικής και εργαστηριακά σκεύη παρασκευάζονται με την προσθήκη 5% βορικού οξειδίου ή αργιλοπυριτικών ενώσεων. Τα προϊόντα έγχρωμου γυαλιού παράγονται με την προσθήκη θειούχων σιδήρου για τα καφέ και κεχριμπαρένια χρώματα, χρωμικού σιδήρου για πράσινες αποχρώσεις και λευκού κοβαλτίου για αποχρώσεις του μπλε. Το φυσικό φυσητό γυαλί έχει κόκκινο έως πορτοκαλί χρώμα χωρίς να απαιτεί χημικά πρόσθετα.