유리 만드는 법

유리 생산은 메소포타미아에서 발견된 유리 입자에서 알 수 있듯이 적어도 기원전 3000년부터 시작되었습니다. 한때 희귀한 예술이었던 유리 제조는 유리 제품이 유리 용기, 단열재, 섬유 강화, 렌즈, 예술 및 공예품 등 상업용 및 가정용으로 사용되는 광범위한 산업이 되었습니다. 유리를 만드는 데 사용되는 재료는 다양할 수 있지만 유리를 만드는 기본 공정은 동일하며 아래에 설명되어 있습니다.

규산질 모래를 충분히 섭취하세요. 석영 모래라고도 불리는 규사는 유리 생산의 주요 구성 요소입니다. 철 불순물이 없는 유리는 투명한 유리를 만드는 데 사용됩니다. 철이 존재할 경우 유리에 녹색 색조를 주기 때문입니다. 철 불순물이없는 모래를 찾을 수 없다면 소량의 이산화망간을 첨가하여 색조 효과를 없앨 수 있습니다.

모래에 탄산나트륨과 산화칼슘을 첨가합니다. 탄산나트륨(또는 소다)은 산업 규모로 유리를 생산하는 데 필요한 온도를 낮춰줍니다. 그러나 유리를 통해 물이 침투할 수 있으므로 이 특성을 중화하기 위해 탄산나트륨이나 수산화칼슘을 첨가합니다. 유리의 내구성을 높이기 위해 마그네슘 및/또는 산화알루미늄을 첨가할 수도 있습니다. 일반적으로 이러한 첨가제는 유리 배치의 26~30%를 넘지 않습니다.

유리의 품질을 향상시키기 위해 사용 목적에 따라 기타 화학성분을 첨가합니다. 장식용 유리 생산에 가장 일반적으로 사용되는 첨가제는 산화납입니다. 이는 투명 유리 제품에 광택을 더할 뿐만 아니라 연성을 더해 유리 절단 공정을 더 쉽게 만들고 녹는점을 낮춥니다. 안경 렌즈에는 굴절 특성으로 인해 산화란탄이 포함될 수 있으며, 철은 유리가 열을 흡수하는 데 도움이 됩니다.

크리스탈에는 최대 33%의 산화납이 포함될 수 있습니다. 그러나 산화 납이 많을수록 용융 유리를 형성하는 데 더 많은 기술이 필요하므로 많은 크리스탈 제조업체는 유리에 납을 덜 사용하는 것을 선택합니다.

특정 색상의 유리를 만들고 싶다면 화학 물질을 첨가하세요. 위에서 언급한 것처럼 석영사에 함유된 철 불순물은 유리에 녹색 색조를 주기 때문에 녹색 색조를 높이기 위해 산화구리와 마찬가지로 산화철을 첨가합니다. 황 화합물은 혼합물에 얼마나 많은 탄소나 철이 첨가되는지에 따라 유리에 노란색, 호박색, 갈색 또는 심지어 검은색 색조를 제공합니다.

혼합물을 내열성이 좋은 도가니나 용기에 담습니다.

액체가 될 때까지 혼합물을 녹입니다. 공업용 석영유리를 만들기 위해서는 가스로에서 용융을 하고, 특수유리는 전기용해로, 케틀로, 가마 등을 사용하여 생산할 수 있습니다.

첨가물이 없는 석영 모래는 섭씨 2,300도(화씨 4,174도)의 온도에서 유리로 변합니다. 탄산나트륨(소다)을 첨가하면 온도가 유리 제조에 필요한 수준인 섭씨 1,500도(화씨 2,732도)로 낮아집니다.

기포를 제거하고 용융 유리 덩어리의 균질성을 보장합니다. 이는 혼합물이 걸쭉해질 때까지 저어주고 황산나트륨, 염화나트륨 또는 삼산화안티몬과 같은 화학물질을 첨가하는 것을 의미합니다.

녹은 유리의 모양. 유리 성형은 여러 가지 방법 중 하나로 수행할 수 있습니다. 즉, 용융된 유리를 주형에 붓고 냉각시킵니다. 이 방법은 이집트인들이 사용했으며 현재는 렌즈를 만드는 데 사용됩니다.

대부분의 용융 유리는 속이 빈 튜브의 끝에 쌓일 수 있으며, 튜브를 회전시키면서 공기가 불어 넣어집니다. 유리의 모양은 튜브를 통해 들어오는 공기에 의해 주어지며, 중력의 힘은 녹은 유리를 끌어당기고, 유리 송풍기는 다양한 도구를 사용하여 녹은 유리를 작업합니다.

용융된 유리를 베이스로 하는 용융 주석 욕조에 붓고 질소로 가압하여 유리의 모양을 만들고 광택을 낼 수 있습니다. 이 방법으로 만든 유리를 연마판유리라고 하는데, 이는 1950년대부터 창유리를 만드는 방법이다.

유리를 식히십시오.

유리의 강도를 높이려면 열처리가 필요합니다. 이 과정을 소성이라고 하며, 유리의 냉각 과정에서 발생한 손상을 제거합니다. 이 공정이 완료되면 유리를 코팅, 적층 또는 기타 처리하여 강도와 내구성을 향상시킬 수 있습니다.

어닐링은 특정 모양의 연마된 유리를 섭씨 600도(화씨 1.112도) 이상으로 가열된 용광로에 넣은 다음 강한 고압 공기 흐름을 사용하여 빠르게 냉각("템퍼링")하는 추가 제조 공정입니다. . 강화 유리는 평방 인치당 6,000파운드(psi)에서 작은 조각으로 부서지는 반면, 강화 유리는 최소 10,000psi, 일반적으로 약 24,000psi에서 작은 조각으로 부서집니다.

유리가 녹기 전에 분쇄된 오래된 유리 파편을 유리 혼합물에 추가하여 새 유리로 재활용할 수 있습니다. 오래된 유리 또는 "유리 조각"은 새 유리에 유입될 경우 새 유리의 특성을 약화시킬 수 있는 불순물이 있는지 먼저 테스트해야 합니다.

필요한 구성 요소:

석영 모래(이산화규소);
탄산나트륨(소다);
산화칼슘(수산화칼슘);
기타 산화물 및 염: (예를 들어, 원하는 경우 산화마그네슘, 산화알루미늄, 산화철, 산화마그네슘 또는 산화나트륨, 또는 칼슘염);
산화납(선택 사항);
내열성 도가니, 성형 또는 중공 튜브;
가마 또는 유리 가열 캐비닛 - 이것이 유리 생산을 완료합니다.