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自制玻璃

​自制玻璃

       准备硅砂。硅砂也被称为石英砂,是制作玻璃的主要材料。想要制作透明玻璃片需要没有铁杂质的玻璃,因为铁质的存在会造成玻璃呈绿色。

如果你处理超细颗粒的硅砂,请带上面罩,否则不小心将其吸入身体,可引起喉咙和肺部不适。

你可在网上购买到硅砂,通常价格不会太贵。如果你想要以工业规模运作,专门的零售商可为大批订单提供极为优惠的价格。

如果你无法找到不含铁杂质的硅砂,可添加少许二氧化锰抵消铁质造成的着色效果。或者如果你想要制作呈绿色的玻璃,那就让铁质留在里面吧。

02

将碳酸钠和氧化钙添加到硅砂里。碳酸钠(俗称洗涤碱)降低商业上制作玻璃所需温度。然而,碳酸钠会使水流过玻璃,所以必须添加氧化钙或石灰来使玻璃不溶于水中。此外,你也可加入氧化镁和(或)氧化铝,使制作出来的玻璃更耐用。一般上,这些添加剂在玻璃混合物中占不超过26到30%。

根据玻璃预计的用途添加其它化学品。装饰性玻璃最常见的添加物是氧化铅,能让水晶玻璃器皿闪闪发亮,并能增加柔软度,使玻璃更容易切割,而且还能降低熔点。眼镜镜片可能含有氧化镧,因为它拥有折射属性,而铁质则可帮助玻璃吸热。

铅晶质玻璃(人造水晶)含有高达33%的氧化铅,然而使用越多氧化铅,就需要越好的技术将玻璃熔液塑造成型,因此许多人造水晶制造商选择采用较低的铅含量。

        添加化学品使玻璃达到想要的颜色(如有)。如上所述,石英砂粒的铁杂质是制造出来的玻璃呈绿色,所以你可添加氧化铁增加绿色色调,氧化铜也能起同样作用。硫化物可产生淡黄色、琥珀色、褐色甚至是黑色色调,一切取决于有多少碳或铁也被添加到玻璃混合物里。

         将混合物熔成液态。商用硅玻璃可放入煤气火炉完成,而特殊玻璃则需要使用电熔器、坩埚炉或窑制造。

不含添加物的石英砂在2300摄氏度(4172华氏度)会变成玻璃。添加碳酸钠(苏打,洗涤碱)则可降低制造玻璃所需温度至1500摄氏度(2732 华氏度)。

使玻璃熔液均匀并去除气泡。这表示你需要搅拌混合液到固定的稠度,并添加硝酸钠、氯化钠或氧化锑等化学品。

使玻璃成型:

将玻璃熔液倒入模具,待其冷却。此方法由古埃及人所用,这也是如今许多镜片的塑造方法。

你可把大量玻璃熔液集中在一个空心管的末端,一边旋转,一边从管的另一端向其吹气。玻璃依靠进入空心管的空气、地心引力的作用以及玻璃吹制工使用的工具成型。

        还可以将玻璃熔液倒入一缸锡槽内,漂浮在相对密度大的锡液表面上,在加压氮气的作用下慢慢成型。此方法制造出的玻璃被称为浮法玻璃,自20世纪50年代起用来制造平面玻璃。

         待玻璃冷却。切勿把玻璃放在会受干扰或有灰尘、叶子、水滴落的地方。让凉爽物质接触到热玻璃可导致玻璃爆裂。

        通过热处理增强玻璃。此过程被称为退火,去除在冷却过程中在玻璃上形成的任何应力点。没有经过退火的玻璃明显较为脆弱。一旦完成此过程,玻璃随后可镀膜、夹层或其它改善强度和耐久性的处理。

退火的精确温度不一,取决于玻璃的准确成分,低可到399摄氏度(750华氏度),高可达538摄氏度(1000华氏度)。玻璃冷却的速度也不同,通常较大片玻璃的冷却速度必须比较小的玻璃慢一些。在开始退火前先调查好正确的退火方法。

另一个相关的过程就是回火,经过磨光的成型玻璃被放入烤炉加热到至少600摄氏度(1112华氏度),然后在高压下用空气让其急速冷却(淬火)。退火玻璃在6000 psi(421.94 kg/cm2)的压力下会变成碎片,而回火玻璃则在不少过10000 psi(703.23 kg/cm2)的压力下才会变成碎片,通常为大约24000 psi (1687.76 kg/cm2)。

你需要准备

01

硅砂(二氧化硅)

碳酸钠(苏打,洗涤碱)

氧化钙(石灰)

其它氧化物和盐(比如氧化镁、氧化铝、氧化铁、氧化镧或钠盐、钙盐 – 选择性)

氧化铅(选择性)

耐热坩埚,模具或空心管

熔化玻璃的窑或火炉

特别提示

如果你使用的硅砂或添加物为粗颗粒状,你可用研钵及研杵或磨床将它们粉碎。较细的颗粒比较快熔化。

你可将旧玻璃磨碎,添加硅砂才重新熔化制成再生玻璃。你必须先检查旧玻璃或“废玻璃”是否含有可能使制作出的新玻璃变弱的杂质,检查是否有气泡。

研磨玻璃时请戴上面罩以防不小心吸入碎片。

某些海滩砂可用来代替纯硅砂,然而制成的玻璃可能不透明、变色或质量不好。尽量用最白、最细、最均匀的砂子。

在高热源处工作时请小心。切勿试图在小孩或宠物周围制造玻璃。

用水扑灭极热的火反而会使火势更大。比如,在2000摄氏度下燃烧的火热得足以将水分解成氢原子和氧原子,并释放大量热能。至于非常热得火,最好还是准备以大桶的泥土或沙。

D类灭火器含有‘氯化钠(食盐),用于扑灭金属引起的火患。


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[转载]化学元素趣闻(四)
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