Comment fabriquer du verre

La production de verre a commencé au moins dès le troisième millénaire avant JC, comme en témoignent les particules de verre trouvées en Mésopotamie. La fabrication du verre, autrefois un art rare, est devenue une industrie répandue où les produits en verre sont utilisés dans des applications commerciales et domestiques, comme récipients en verre, matériaux isolants, renforts en fibres, lentilles et dans les arts et l'artisanat. Bien que les matériaux utilisés pour fabriquer le verre puissent varier, le processus de base de fabrication du verre reste le même et est décrit ci-dessous.

Prenez suffisamment de sable siliceux. Également appelé sable de quartz, le sable de silice est le principal composant de la production de verre. Le verre sans impuretés de fer est utilisé pour fabriquer du verre transparent, car le fer, lorsqu'il est présent, donne au verre une teinte verdâtre. Si vous ne trouvez pas de sable sans impuretés de fer, l'effet de teinte peut être éliminé en ajoutant une petite quantité de dioxyde de manganèse.

Ajoutez du carbonate de sodium et de l'oxyde de calcium au sable. Le carbonate de sodium (ou soude) réduit la température nécessaire à la production industrielle du verre. Cependant, il permet à l'eau de pénétrer à travers le verre, c'est pourquoi du carbonate de sodium ou de l'hydroxyde de calcium est ajouté pour neutraliser cette propriété. Du magnésium et/ou de l'oxyde d'aluminium peuvent également être ajoutés pour rendre le verre plus durable. En règle générale, ces additifs ne représentent pas plus de 26 à 30 pour cent du lot de verre.

Pour améliorer la qualité du verre, ajoutez d'autres éléments chimiques selon le but de son utilisation. L'additif le plus courant pour la production de verre décoratif est l'oxyde de plomb, qui ajoute de la brillance aux produits en verre transparent, ainsi que de la ductilité, ce qui facilite le processus de découpe du verre et réduit en outre le point de fusion. Les verres de lunettes peuvent contenir de l'oxyde de lanthane en raison de ses propriétés réfractives, tandis que le fer aide le verre à absorber la chaleur.

Le cristal peut contenir jusqu'à 33 pour cent d'oxyde de plomb ; cependant, plus il y a d'oxyde de plomb, plus il faut de compétences pour façonner le verre fondu, c'est pourquoi de nombreux fabricants de cristaux optent pour moins de plomb dans le verre.

Si vous devez fabriquer du verre d'une certaine couleur, ajoutez-y des produits chimiques. Comme mentionné ci-dessus, les impuretés de fer contenues dans le sable de quartz donnent au verre une teinte verdâtre, c'est pourquoi de l'oxyde de fer, comme l'oxyde de cuivre, est ajouté pour augmenter la teinte verte. Les composés soufrés donnent au verre une teinte jaunâtre, ambrée, brunâtre ou même noirâtre, selon la quantité de carbone ou de fer ajoutée au mélange.

Placez le mélange dans un creuset ou un récipient résistant à la chaleur.

Faire fondre le mélange jusqu'à ce qu'il soit liquide. Pour fabriquer du verre de quartz industriel, la fusion est effectuée dans un four à gaz, tandis que le verre spécial peut être produit à l'aide d'un four de fusion électrique, d'un four à bouilloire ou d'un four.

Le sable de quartz sans additifs se transforme en verre à une température de 2 300 degrés Celsius (4 174 degrés Fahrenheit). En ajoutant du carbonate de sodium (soude), la température est réduite au niveau requis pour la fabrication du verre, 1 500 degrés Celsius (2 732 degrés Fahrenheit).

Éliminer les bulles et assurer l'homogénéité de la masse de verre fondue. Cela signifie remuer le mélange jusqu'à ce qu'il devienne épais et ajouter des produits chimiques tels que le sulfate de sodium, le chlorure de sodium ou le trioxyde d'antimoine.

Forme de verre fondu. Le façonnage du verre peut se faire de plusieurs manières : le verre fondu est versé dans un moule et y est refroidi. Cette méthode était utilisée par les Égyptiens et est actuellement utilisée pour fabriquer des lentilles.

La majeure partie du verre fondu peut s'accumuler à l'extrémité d'un tube creux, dans lequel de l'air est ensuite soufflé lors de la rotation du tube. La forme du verre est donnée par l'air qui entre par le tube, la force de gravité attire le verre en fusion et le souffleur de verre utilise divers outils pour travailler avec le verre en fusion.

Le verre fondu peut être versé dans un bain d'étain fondu comme base et mis sous pression avec de l'azote pour façonner et faire briller le verre. Le verre fabriqué selon cette méthode est appelé verre plat poli, et c'est la méthode par laquelle le verre à vitre est fabriqué depuis les années 1950.

Laissez le verre refroidir.

Pour augmenter la résistance du verre, vous devez recourir à un traitement thermique. Ce processus est appelé cuisson et élimine les dommages survenus lors du processus de refroidissement du verre. Une fois ce processus terminé, le verre peut être revêtu, feuilleté ou autrement traité pour améliorer sa résistance et sa durabilité.

Le recuit est un processus de fabrication ultérieur dans lequel le verre poli d'une forme donnée est placé dans un four chauffé à au moins 600 degrés Celsius (1,112 degrés Fahrenheit), puis rapidement refroidi (« trempé ») à l'aide d'un fort courant d'air à haute pression. . Le verre recuit se brise en petits morceaux à 6 000 livres par pouce carré (psi), tandis que le verre trempé se brise en petits morceaux à au moins 10 000 psi et généralement autour de 24 000 psi.

De vieux éclats de verre broyés peuvent être ajoutés au mélange de verre avant que le verre ne soit fondu pour le recycler en nouveau verre. Le vieux verre ou « débris de verre » doit d'abord être testé pour détecter la présence d'impuretés qui pourraient affaiblir les propriétés du verre neuf si elles y étaient introduites.

Composants dont vous aurez besoin :

• sable de quartz (dioxyde de silicium);
• carbonate de sodium (soude);
• oxyde de calcium (hydroxyde de calcium);
• d'autres oxydes et sels : (par exemple, l'oxyde de magnésium, l'oxyde d'aluminium, l'oxyde de fer, l'oxyde de magnésium ou de sodium, ou des sels de calcium selon vos préférences) ;
• oxyde de plomb (facultatif);
• creuset résistant à la chaleur, tube profilé ou creux;
• four ou armoire chauffante en verre - ceci complète la production de verre.