31.10.2017 19:01
2116
Ապակին անփոխարինելի իր է մեր կյանքում։ Այն հանդիպում է ամենուր՝ բնակելի շենքերում, խանութների ցուցափեղկերում և բոլոր տեսակի տրանսպորտում։
Տղերք, երբևէ մտածե՞լ եք, թե ինչից է պատրաստված ապակուց:
Հին Եգիպտոսում մարդիկ սովորել են ապակի պատրաստել մոտ 5 հազար տարի առաջ, բայց ի տարբերություն ժամանակակից ապակու, այն այնքան թափանցիկ չէր, որքան հիմա։
Ապակու պատրաստման հիմնական նյութը քվարց ավազն է։ Դրան ավելացնում են կրաքարն ու սոդան ու տաքացնում հատուկ ջեռոցում։ Սոդայի հետ փոխազդեցության շնորհիվ ավազն ավելի լավ է հալվում։ Կրաքարը ծառայում է ստացված նյութի ամրացմանը, և այն չի փլուզվում ջրի հետ փոխազդելու ժամանակ։ Եթե կրաքարը չավելացվեր, ապա ապակին պարզապես կարող էր լուծարվել ջրի հետ շփվելիս: Երբ ջերմաստիճանը հասնում է 1700 աստիճանի, երեք նյութերն էլ խառնվում են և դառնում մեկ նյութ, որը 1000 աստիճանից ավելի ջերմաստիճանում թաթախում են հալած թիթեղի մեջ։ Այնուհետև ստացված նյութը տեղադրվում է կոնվեյերի վրա, որտեղ այն սառչում է մինչև 250 աստիճան: Այնտեղ ապակին կտրված է ստանդարտ կտորներով և ճշգրտվում է հաստությամբ:
Գունավոր ապակի ստանալու համար, բացի սոդայից և կրաքարից, ավազին ավելացնում են նաև քիմիական տարրերի միացություններ։ Օրինակ՝ կանաչ ապակի կարելի է ստանալ՝ ավելացնելով քրոմ, դեղինը՝ ուրանի օքսիդ, իսկ կարմիրը՝ երկաթի օքսիդ։ Օքսիդը քիմիական տարրի (օրինակ՝ մետաղի) միացությունն է թթվածնի հետ։
Տաք ապակի փչելուց ստացվում են ապակու տարբեր ձևեր։ Նման մասնագիտություն կա՝ ապակի փչող։ Սա վարպետ է, ով տարբեր ձևերի ապակի է պատրաստում։ Ապակի փչողն իր աշխատանքում օգտագործում է հատուկ երկար խողովակ։
Նա հալած ապակին ամրացնում է դրա ծայրին և դուրս է փչում առաջացած պղպջակը։ Այս դեպքում ապակու փչակը պտտում է խողովակը, իսկ փուչիկը ընկնում է հատուկ փայտե կամ մետաղյա կաղապարի մեջ։ Երբեմն վարպետներն իրենց գլուխգործոցները պատրաստում են առանց ձևերի։ Խողովակից փչած պղպջակը մշակում են գործիքների (պինցետ, մկրատ, հարթեցնող և այլն) միջոցով՝ տալով նրան տարբեր ձևեր։
Ինչու՞ են ձեզ անհրաժեշտ վառարաններ ապակու հալման համար: Փաստն այն է, որ ապակուց ինչ-որ օգտակար բան պատրաստելու համար նախ պետք է այն հալեցնել, և այն հալչում է ոչ ավել, ոչ պակաս՝ 1400-1600 ° C ջերմաստիճանում:
Ապակու արտադրության հումքը հիմնականում քվարցային ավազն է (սիլիկոնի օքսիդ SiO2)
Քվարց ավազ
Ապակու համար անհրաժեշտ հատկություններ տալու համար քվարց ավազը խառնվում է տարբեր հավելումների՝ հիմնականում կրաքարի (շենքերի ճակատային մասից՝ կեղևային ապարների), ֆելդսպարի, դոլոմիտի, սոդայի և ներկանյութերի (մետաղների օքսիդներ) հետ։
Կրաքար
Feldspar
Դոլոմիտ
Ապակու մեջ նման հավելումների մինչև 20-30%-ը կա։ Ընդհանրապես, որքան շատ հավելումներ, այնքան ցածր է հալվածքի մածուցիկությունը (կոպիտ ասած՝ «ավելի հեղուկ» է) և այնքան ցածր է հալման կետը, այսինքն. այն ավելի հեշտ է մշակել, օրինակ՝ կարելի է փչել շշերը և այլն՝ արդեն 800 °C ջերմաստիճանում։ Բայց դա կարող է տարբեր լինել. եթե, օրինակ, խառնուրդին ավելացնեն բորի օքսիդ, ապա արդյունքը կլինի բորոսիլիկ ապակի, ջերմակայուն և ջերմաստիճանի փոփոխություններին դիմացկուն՝ ի ուրախություն տնային տնտեսուհիների: Մաքուր սիլիցիումի օքսիդից պատրաստված ապակին հրակայուն կլինի, որպեսզի դրանից որևէ բան փչվի, այն պետք է տաքացնեք մինչև 1600 °C:
Ընդհանուր առմամբ, մենք տեսակավորել ենք հումքը։ Այն ամենը, ինչ անհրաժեշտ է, մանրակրկիտ մաքրվում է, մանրացվում է (դա սովորաբար անում են հատուկ հարստացման գործարանները/արտադրությունները), խառնում և հատուկ պատուհանով լցվում ապակե վառարանի մեջ։ Հսկայական լողավազանի վառարանի ներսում գրեթե դժոխային կրակ է տիրում և մի քանի ժամում ավազը վերածում հեղուկի:
Բոցը ջեռոցի ներսում։
Ի դեպ, նման վառարանը տաքացնելը մինչև պահանջվող ջերմաստիճանը բարդ, երկար և ամենակարևորը թանկ գործընթաց է (որքա՞ն վառելիք է անհրաժեշտ 2-9 հազար տոննա ապակու համար նման հսկայական հիմարին տաքացնելու համար), հետևաբար ունենալով. մեկ անգամ վառել են, փորձում են չմարել էլ․
Բնականաբար, խառնուրդը միանգամից չի հալվում, այլ աստիճանաբար; Երբ այն հալվում է, խառնվում է, և դրանից օդի պղպջակներ են դուրս գալիս: Այն, ինչ արդեն լավ հալված է, հավաքվում է լողավազանի հատակում (հալվածքի խտությունն ավելի մեծ է) և, հաղորդող անոթների օրենքի համաձայն, պատի տակով հոսում է լողավազանի միջով դեպի նրա մեկ այլ հատված՝ բոցից հեռու և դեռ չհալած խառնուրդը։
Այստեղ ջերմաստիճանը մի փոքր ցածր է, և այստեղից հեղուկ ապակին գնում է վառարանից դուրս հաջորդ աշխատանքային բաղնիքը, իսկ այնտեղից գնում է վերամշակման։ Պատուհանների և հայելիների համար թիթեղներ արտադրելու համար, օրինակ, այն ձուլվում և գլորվում է գրեթե մետաղի պես:
Կատարյալ հարթ մակերևույթ ստանալու համար ժամանակակից գործարաններում հալած ապակին նախ լցնում են հալած թիթեղով լի ավազանի մեջ, իսկ թիթեղի մակերեսի վրա լողացող ապակին հավասարաչափ բարակ շերտով բաշխվում է դրա վրա և սառչում է մոտ 1000-ից մինչև 600 ° C, այսպես կոչված, լողացող ապակի:
Ինչպես արդեն ասացի, այս գործընթացը շարունակական է, և սառչելուց հետո ելքը անվերջ ապակե ժապավեն է: Բայց նախքան այն կտոր-կտորելը, մակերեսը կրկին տաքացվում է գազի այրիչներով. այս կերպ կնքվում են միկրոճաքեր, որոնք դեռևս ձևավորվում են, չնայած աստիճանական սառչմանը, պնդացման ժամանակ ապակու ներսում լարվածության տարբերության պատճառով: Արդյունքում ապակին հատկապես թափանցիկ է դուրս գալիս։
Լողացող ապակու արտադրություն
Խորհրդային գործարաններում օգտագործվող հին տեխնոլոգիան ներառում էր ապակե ժապավենի ուղղահայաց քաշում, մինչդեռ վառարանից եկող զանգվածը ինտենսիվորեն սառեցնում էր: Այս կերպ արտադրված ապակին զգալիորեն ավելի մեծ օպտիկական աղավաղում ունի:
Դե, թվում է, թե մենք դասավորել ենք գրեթե ամեն ինչ: Նկարում վառարանի միայն մեկ անհասկանալի հատված է մնացել՝ ռեգեներատորը։ Բանն իր պարզությամբ հրաշալի է ու հնարամիտ։ Իր գյուտի համար դեռևս 1856 թվականին Սիմենս եղբայրներից կրտսերը՝ Ֆրիդրիխը, ստացավ անգլիական ազնվականություն։ Բանն այն է, որ ապակու հալեցման վառարանի համար վառելիքը խնայվի՝ այրման համար վառարան մատակարարվող օդը տաքացնելով: Իսկ վառելիքի խնայողությունը կարող է հասնել 40%-ի:
Ռեգեներատորի շահագործման սկզբունքը
Ռեգեներատորը բաղկացած է երկու միանման լիսեռներից, որոնք լցված են ջերմակայուն կերամիկական հավաքույթներով, որոնք ստեղծում են լիսեռների ներսում օդի համար շատ փոքր ալիքներ: Օդը մտնում է առաջին լիսեռով, պատուհանից մտնում վառարան, խառնվում վառելիքի (գազի) հետ և այրվում։ Տաք այրման արտադրանքները մեկ այլ պատուհանով անցնում են երկրորդ լիսեռ, և մինչ դուրս գալը տաքացնում են նշված կերամիկական հավաքույթները։ Այնուհետև, հենց որ դրանք բավականաչափ տաքանան, մոտ քսան րոպե անց երկրորդ լիսեռով օդի հոսք է բացվում, այն տաքանում է դրա մեջ նախքան վառարան մտնելը, և արտանետվող գազերը սկսում են տաքացնել առաջին լիսեռի հավաքները: Այնուհետեւ ցիկլը կրկնվում է:
Այս պատմության շրջանակներից դուրս վառարանի ներսում կան տարբեր ջերմակայուն կերամիկական ծածկույթներ (մետաղը հարմար չէ այս ջերմաստիճանի համար): Նրանց հետ ամեն ինչ նույնպես բավականին հետաքրքիր է. ֆիզիկական և քիմիական գործընթացները, որոնք տեղի են ունենում ապակու հալման ժամանակ, հանգեցնում են զարմանալի գոյացությունների. ստալակտիտները սկսում են աճել վառարանի ներսում:
Մարդիկ ամեն օր շփվում են ապակե արտադրանքների հետ: Ապակին գրեթե կախարդական առարկա է՝ մի կողմից թափանցիկ, մյուս կողմից՝ նյութական։ Նյութը թափանցիկ կլինի, երբ դրա միջով անցնեն ֆոտոնները (լույսի քվանտաները) առանց կլանվելու։ Բայց չգիտես ինչու, ոչ բոլորի մոտ է գալիս այն միտքը, թե ինչպես և ինչի՞ց է պատրաստվում ապակին: Ինչպե՞ս է գործում գործընթացը:
Հետաքրքիր փաստեր:
- Ապակու քայքայման համար կպահանջվի միլիոն տարի:
- Ապակին վերամշակվում է առանց որակի կորստի։
- Աշխարհի ամենահաստ ապակին Սիդնեյի ակվարիումի 26 սմ էկրանն է։
Ինչից է պատրաստված ապակին:
Ապակի պատրաստելու համար արհեստավորները վերցնում են՝ քվարց ավազ (հիմնական բաղադրիչ); կրաքարի; սոդա;
Նախ, քվարց ավազը, սոդան և կրաքարը տաքացվում են հատուկ վառարանում մինչև զրոյից 1700 աստիճան ջերմաստիճան: Ավազահատիկները միանում են իրար, հետո համասեռանում (վերածվում են միատարր նյութի), գազը հանվում է։ Զանգվածը 1000 աստիճանից բարձր ջերմաստիճանի դեպքում «թաթախում» է հալած անագի մեջ, որն ավելի ցածր խտության պատճառով լողում է մակերեսի վրա։ Որքան փոքր է զանգվածը, որը մտնում է թիթեղյա լոգանքի մեջ, այնքան ավելի բարակ կլինի դուրս եկող ապակին:
Հետաքրքիր փաստեր:
- Մուրանոյի ապակին համարվում է ամենաթանկն աշխարհում։ Դրանից պատրաստված արտադրանքն արժե միլիոնավոր դոլարներ։ Հին ժամանակներից Վենետիկը հայտնի է եղել բարձրորակ ապակու արտադրությամբ։ Հուսալիորեն հայտնի է, որ 13-րդ դարում նահանգի կառավարությունը արտադրությունը տեղափոխեց մեծ Մուրանո կղզի, և արհեստավորներին խստիվ արգելվեց լքել այն։ Պատիժը մահապատիժ է։ Բացի այդ, կղզի մուտքը փակ է եղել նաև զբոսաշրջիկների կամ Վենետիկի այլ բնակիչների համար։ Նման խիստ միջոցները հնարավորություն են տվել պահպանել արտադրության գաղտնիքը։
- Միջնադարի ամենահետաքրքիր հոգեկան հիվանդություններից մեկը «ապակի հիվանդությունն» է։ Նման խանգարում ունեցող մարդը կարծում էր, թե ինքը ապակուց է և վախենում էր կոտրվելուց։ Ֆրանսիայի թագավոր Շառլ VI-ը տառապում էր այս հիվանդությամբ։ Միապետը միշտ հագնում էր մի քանի շերտ հագուստ և արգելում էր որևէ մեկին դիպչել իրեն։
Ի՞նչ գործառույթներ են կատարում սոդան և կրաքարը արտադրության գործընթացում:
Խմորի սոդան օգնում է նվազեցնել հալման ջերմաստիճանը 2 անգամ։ Եթե չավելացնեք, շատ դժվար կլինի ավազը հալեցնել, և, համապատասխանաբար, ավազի առանձին հատիկներ միացնել միմյանց հետ։ Կրաքարն անհրաժեշտ է, որպեսզի զանգվածը դիմանա ջրին։ Եթե կոմպոզիցիայի մեջ չլիներ, ապա պատուհանը, օրինակ, առաջին անձրեւից անմիջապես հետո կլուծվեր, իսկ ապակին կպայթեր ջրի հետ շփվելուց հետո։
Հարակից նյութեր.
Ի՞նչ է վենետիկյան ապակին և ինչու են արվեստագետները ձու գնում:
Հետաքրքիր փաստեր:
- Չինաստանը ապակի չի արտադրել ավելի քան 500 տարի՝ 14-ից 19-րդ դարերում։ Այժմ պետությունը արտադրության առաջատարներից է և վերահսկում է ապակու համաշխարհային շուկայի մեկ երրորդը։
- 1994 թվականը ԱՄՆ-ում շատ ակտիվ տարի էր ապակու վերամշակման համար: Եթե այդ տարվա ընթացքում վերամշակված բոլոր ապակյա արտադրանքները մեկ գծի մեջ դնեք, ապա մի տեսակ «ճանապարհ» կստանաք դեպի Լուսին։
Ինչպե՞ս է պատրաստվում գունավոր ապակին:
Արտադրվում է ոչ միայն անգույն ապակի։ Գունավոր արտադրանք ստանալու համար, բացի հիմնական բաղադրիչներից, հալեցման վառարանին ավելացվում են քիմիական միացություններ.
- Երկաթի օքսիդները ապակին տալիս են հարուստ կարմիր երանգ:
- Նիկելի օքսիդներ՝ շագանակագույն, մանուշակագույն (կախված քանակից):
- Վառ դեղին երանգ ստանալու համար ավազի, սոդայի և լայմի մեջ ավելացրեք ուրանի օքսիդներ։
- Chrome-ը ապակին դարձնում է կանաչ:
Ի՞նչ հատկանիշներ և հատկություններ ունի ապակին:
Ապակե իրերի արտադրության համար բաղադրիչների համամասնությունները ընտրվում են կախված դրանց նպատակից: Տարբերակվում են՝ կենցաղային ապակի՝ այն, ինչից հետո պատրաստվում են սպասք, բաժակներ, զարդեր; շինարարություն – ցուցափեղկեր, ցուցափեղկեր, վիտրաժներ;