Применение алюминия – Потребительские товары
Чтобы убедиться, что алюминий стал частью нашей повседневной жизни, достаточно оглянуться вокруг. Возможно, этот текст вы читаете с устройства, корпус которого выполнен из алюминия. Планшеты и плоские телевизоры, спортивное снаряжение и мебель, зеркала и кофеварки – эти и многие другие виды товаров производятся с использованием «крылатого» металла.
- Техника и электроника
- Интерьер
- Кухня
- Спортивные товары
- Одежда и аксессуары
Джонатан Айв
Директор по дизайну Apple
Техника и электроника
Производители смартфонов, планшетов, ноутбуков, плоских телевизоров, мониторов и другой техники все чаще используют алюминий. Красота и практичность – залог растущей популярности «крылатого» металла в этой отрасли. Техника в алюминиевом корпусе выглядит стильной и надежной, оставаясь при этом легкой и прочной.
Производители алюминия предлагают дизайнерам и инженерам новые усовершенствованные алюминиевые сплавы – с анодированием и без, полированные и матовые, рифленые и гладкие, которые позволяют реализовывать самые сложные и интересные дизайнерские решения.
В продукции мировых гигантов электроники алюминий успешно заменяет собой сталь и пластик: он прочнее и надежнее пластика, легче стали, отлично отводит тепло, неизбежно образующееся при работе любой техники. Именно поэтому лучшие модели современных плоских телевизоров от лидеров рынка, таких как Samsung, LG, Sony, Philips и других производителей выполнены из алюминия. Только в 2014 году продажи таких телевизоров в мире выросли на 5% и составили, по экспертным оценкам, 215 млн единиц – для сравнения, это в полтора раза больше, чем все население России.
В 2014 году в мире было продано 1,2 млрд смартфонов, 190 млн
из них – Apple iPhone
использует алюминий во всей линейке продукции.
И если в первом поколении самых продаваемых смартфонов в мире – iPhone – алюминий использовался лишь частично, то начиная с пятого поколения, из этого металла производится полностью корпус устройства. Не отстает и
основной конкурент Apple – корейский производитель Samsung, который также начал выпуск алюминиевых смартфонов.
Из алюминия также делаются корпуса ноутбуков Apple MacBook всех модификаций. Дизайнеры и инженеры компании поняли, что если заменить большое количество компонентов, из которых состоит корпус ноутбука, всего лишь одним, то это позволит существенно снизить вес ноутбука и сделать его в разы тоньше. Единственный способ получить такую деталь – изготовить ее из цельного куска алюминия. В Apple этот корпус назвали Unibody.
Выбор в пользу алюминия делают и люксовые бренды электроники.
Например, датская Bang&Olufsen, специализирующаяся на разработке и производстве дорогостоящих аудио-видеосистем и телефонов, уже много лет производит корпуса для своих товаров из алюминия. Кроме достижения высоких потребительских качеств, а именно качества звука, корпус из алюминия дает широчайшие дизайнерские возможности. Товары Bang&Olufsen даже выставлялись в музеях современного искусства. Именно эта компания является поставщиком звуковых систем и радиоаппаратуры для автомобилей Audi, Aston Martin, Mercedes-Benz, BMW.
Интерьер
Не менее активно алюминий используется в производстве мебели и предметов интерьера. Столы, стулья, жалюзи, рамы для картин, корпуса светильников, декоративные стеновые панели, кондиционеры и радиаторы – все они производятся с использованием алюминия. Дизайнеры ценят «крылатый металл» за возможность создавать уникальные образы и предметы, а также за легкость в обработке и привлекательный внешний вид.
Без алюминия было бы невозможно появление интерьера в стиле хай-тек.
Обилие стекла и металла в нем зрительно расширяет пространство и прекрасно подходит для обстановки как жилого, так и офисного помещения. Кроме этого, использование этого металла значительно облегчает вес всех конструкций, делая их менее громоздкими. Алюминиевая мебель уже стала интерьерной классикой.
К таковым, например, относится стул одного из отцов-основателей и гуру хай-тека, знаменитого архитектора и дизайнера Нормана Фостера. Уникальный объект, признанный иконой стиля. Сам Фостер говорил, что ценит этот стул за «анонимный характер», полностью отвечающий его представлениям о внутреннем интерьерном пространстве.
Немало алюминиевых предметов интерьера создал и другой знаменитый дизайнер Филипп Старк. Для него особую роль всегда играла 100%-ая перерабатываемость алюминия. Дизайнер считал уникальной возможность создания «бесконечного» предмета интерьера. Стулья Старка – это одновременно и предметы интерьера, и арт-объекты.
Еще одним примером одновременно и мебели, и арт-объекта можно назвать стол совместного творчества главного дизайнера Apple Джонатана Айва и дизайнера Майка Ньюсона.
Он изготовлен из анодированного алюминия и стилистически продолжает дизайнерскую минималистическую концепцию всей продукции Apple.
Если в обстановке помещений алюминий – это, скорее, высокая мода, то в изготовлении садовой и дачной мебели его первенство неоспоримо. Складные стулья, кресла, дачные диваны-качели и столики, переносные складные стулья в уютных уличных кафе, легкие и компактные стеллажи – легкость и практичность алюминия делает его наиболее приемлемым для такой мебели. Один из мировых флагманов в этой сфере – испанская компания Indecasa, работающая на рынке с 1963 года. «Если в мебели Indecasa нет алюминия, то это не мебель Indecasa», — говорил ее глава Франсиско Лопес де Вега.
Впрочем, алюминий в интерьере есть абсолютно в каждом доме, вне зависимости от дизайна обстановки, — в зеркалах. Дело в том, что именно алюминий является тем самым отражающим слоем, благодаря которому стекло становится зеркалом. Он – не единственный металл, использующийся в этих целях, но алюминий, имея высокий коэффициент отражения, дает прекрасные показатели по этой характеристике как в ультрафиолетовом (видимом), так и в инфракрасном диапазоне.
инфракрасном.
Необычный, но многим знакомый с детства пример применения алюминия в интерьере – искусственная новогодняя елка из серебристой мишуры, которая тоже изготавливается из алюминия. Такие елки были очень популярны в США в 50-60-х годах XX века и до сих пор встречаются в чуланах и на чердаках наших бабушек. Ну а сама елочная мишура по-прежнему – обязательный атрибут празднования Нового года.
Используется алюминий и в интерьерных объектах высокого стиля – статуэтках и арт-хаусных объектах. В скульптуре работа с алюминием весьма сложна и трудоемка. Его температура плавления значительно ниже, чем, например, у бронзы, но зато этот металл легко окисляется. Отливку из алюминия приходится делать в инертной среде – в атмосфере азота аргона и углекислого газа. Поэтому первые алюминиевые статуэтки были небольшими и в конце XIX века служили настольными украшениями. Но уже во второй половине XX века алюминиевые статуи делались уже в размере нескольких метров.
Один из известнейших мировых скульпторов, активно использующих алюминий – наш соотечественник Вадим Сидур. В 60-х годах XX века он создал целый ряд уникальных с художественной точки зрения скульптур. Одни из его наиболее известных работ – Связи, Памятник погибшим от насилия в Касселе (Германия), Треблинка в Берлине (Германия).
Пожалуй, ни одна кухня не обходится без алюминия. Речь не только о корпусах бытовой техники, но и о современной, технологичной, безопасной и красивой посуде – от кастрюль и сковородок до форм для выпечки и мясорубок. Такую посуду легко мыть, она прекрасно проводит тепло и позволяет равномерно нагреваться всей площади изделия, устойчива к появлению вмятин и царапин, не подвержена коррозии, не будем забывать и о дизайнерских достоинствах алюминия.
Благодаря высокой теплопроводимости – почти в 2,5 раза выше, чем у стали – алюминиевая кастрюля поглощает только 7% получаемого тепла, а остальное отдает пище. Из алюминиевых сплавов с марганцем отливают толстую посуду: гусятницы, сковороды и казаны. Кстати, именно такой посуде отдают предпочтения профессиональные повара. Но существует и более дешевая, массовая, алюминиевая посуда, производимая не литьем, а штамповкой. В целях пищевой безопасности и долговечности такой посуды она эмалируется; получаются столь распространенные сковороды с антипригарным полимерным покрытием. И если раньше готовить
нержавеющей стали.
Большой популярностью пользуются и алюминиевые одноразовые формы для выпечки. В отличие от резиновых, они прекрасно сохраняют форму и легко отделяются от готового изделия. При этом безопасны, нетоксичны и экологичны.
Именно из алюминия была сделана знаменитая гейзерная кофеварка Bialetti, созданная в 1933 году итальянским инженером, дизайнером и большим поклонником алюминия Альфонсо Биалетти. Они производятся и в наши дни, причем их дизайн почти не меняется, а число поклонников во всем мире только растет. Сегодня это неотъемлемый атрибут любой итальянской кухни. Bialetti уже не единственная их компания-производитель, зато неизменным остается материал изготовления – алюминий.
Спортивные товары
Небольшой вес, прочность, легкость в обработке и любовь дизайнеров обеспечили алюминию прочное место в сегменте спортивных товаров. Из сплавов на его основе изготавливают велосипедные рамы и самокаты – в основном, на эти нужны идут сплавы серий 5ххх, 6ххх и 7ххх.
Алюминий – самый распространенный материал для производства велосипедных рам. Считается, что именно такие рамы имеют лучшее соотношение вес/стоимость. Такие велосипеды быстрее разгоняются, устойчивы к коррозии и необходимы для агрегатов с большим весом.
Еще один предмет спортинвентаря, который прочно ассоциируется с алюминием – лыжные палки. Сначала спортсмены использовали бамбуковые палки, потом стальные. Но первые были уж слишком недолговечны и быстро расслаивались, а вторые – слишком тяжелыми. Ситуация изменилась в 1958 году, когда американец Эдвард Скотт придумал алюминиевую лыжную палку, на смену стальному веку пришел алюминиевый. Это революционное изобретение породило новый бренд, существующий и поныне, – SCOTT – и основательно закрепило за этой маркой положение лидера в лыжной индустрии.
Алюминий также незаменим при производстве альпинистского снаряжения. В этом виде спорта особое внимание уделяется надежности и легкости продукции – альпинист доверяет снаряжению собственную жизнь и несет на себе все необходимое для выживания и восхождения.
Неудивительно, что главным металлом альпинистов во всем мире является алюминий.
Одежда и аксессуары
Говорить о массовости использования алюминия в одежде и аксессуарах не приходится, но если в мире моды кто-то хочет удивить публику, он достаточно часто обращается к алюминию. В начале века итальянские футуристы предлагали выпускать шляпы, отделанные алюминиевыми листами и даже алюминиевые галстуки, которые можно было скрутить таким образом, чтобы они залихватски торчали над плечом рискнувшего его надеть модника. В 1933 году американская актриса Кэтрин Хэпберн снялась в фильме «Кристофер Стронг» в костюме мотылька, выполненном из тонких алюминиевых пластин.
В 60-е годы XX века знаменитый Оскар де ла Рента создал бикини из тончайшей алюминиевой нити. Сенсационная вещь стала классическим элементом клубной моды. Уже в 1969 году Пако Рабан пошел еще дальше и представил публике мини-платье из полированного серебра и алюминиевого кольчужного плетения.
К слову, к идее алюминиевого платья маэстро вернулся аж через 30 лет – в 1999 году он выпустил несколько моделей вечерних алюминиевых платьев. Алюминий напыляли на платья, использовали в дизайне сумок и каблуков для обуви, в 80-е годы
модницы щеголяли в колье, клипсах и браслетах из анодированного алюминия.
Уже в 2000-е годы алюминий в коллекциях использовали такие модельеры как Миуччи Прада, Кристиан Лакруа, Александр МакКуин и другие. Сегодня, когда металлический блеск снова вернулся в моду, в одежде снова появляются детали из алюминия. Эти вещи никогда не станут массовыми, но зато отлично подчеркивают индивидуальность и стиль их владельца. Недаром для журнала Vogue знаменитая актриса Кирстен Данст позировала в платье из черной алюминиевой фольги, созданном великим Джоном Гальяно.
И если платье – это все же мир высокой моды, то различные алюминиевые аксессуары можно приобрести каждый из нас. Речь, прежде всего, об оправах для очков. Облегченные металлические оправы для очков, столь полюбившиеся модникам и удобные в использовании, — это очень часто алюминий.
Такие оправы долговечны, не давят на переносицу и в случае деформации легко могут быть возвращены в исходную форму. А некоторые фирмы до сих пор выпускают бижутерию из анодированного алюминия – стоит не так дорого, а выглядит уникально.
В статье использованы фотоматериалы © Shutterstock и © Rusal.
Читайте также
Применение алюминия в других сферах
Транспорт
Строительство
Энергетика
Упаковка
Свойства стекла
Свойства стекла
- Авторы
- Руководители
- Файлы работы
- Наградные документы
Шухтин Ю.Д. 1
1МОУ «Средняя общеобразовательная школа №1» города Котласа, 6 класc
Кривошапкина В.
В. 1
1МОУ «Средняя общеобразовательная школа №1» города Котласа,
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Диплом школьникаСвидетельство руководителя
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF
Научно-исследовательская работа
Химия
СВОЙСТВА СТЕКЛА
Выполнил:
Шухтин Юрий Дмитриевич
учащийся 6 класса
МОУ «Средней
общеобразовательной
школы № 1» МО «Котлас»,
Архангельской области
Руководитель:
Кривошапкина
Валентина Владимировна
учитель МОУ «Средней
общеобразовательной
школы № 1» МО «Котлас»,
Архангельской области
Содержание
Введение………………………………………………………………….
3
Теоретическая часть……………………………………………..3
Распространение в природе……………………………………..3
История стекла……………………………………………………4
Физические свойства…………………………………………….5
Состав стекла……………………………………………….……..6
Основные виды стекла и их применение ……………….…..….6
Практическая часть………………………………………… ..…7
Изучение школьной коллекции «Стекло»………………….…..7
Растворение стекла ……………………………………….….…..7
Плавление стекла ……………………………………………..….8
Получение цветных стекол…………………………………..…..8
Матирование стекла……………………………………………….8
Выводы……………………………….…………………………….8
Заключение……………………………………………………………….9
Литература………………………………………….
.…….……………..10
Приложения………………………………………………………………11
Введение
Стекло — вещество и материал, один из самых древних и, благодаря разнообразию своих свойств, универсальный в практике человека. Стекло является самым широко применяемым материалом в быту, строительстве, на транспорте благодаря своим уникальным качествам: прозрачности, твердости, химической устойчивости к активным химическим реагентам, относительной дешевизне производства. Без него невозможно изготовить оптические приборы, телевизоры, космические корабли и др. Для своей работы я выбрал именно эту тему, так как считаю, что история возникновения и познания этого вещества тесно связана с историей человечества. Кроме того, эта тема меня заинтересовала, и я хотел бы как можно шире раскрыть ее.
Цель работы: доказать, что стекло – это уникальный материал, обладающий удивительными свойствами.
Для достижения заданной цели были поставлены следующие задачи:
1.
Узнать историю открытия стекла
2. Изучить технологию изготовления стекла
3. Изучить состав стекла
4. Познакомиться с различными видами стекла
5. На основе полученных теоретических знаний выполнить практическую работу по изучению свойств стекла
Гипотеза: Стекло – материал, обладающий необычными свойствами.
При подготовке исследования я пользовался материалами:
Научных и публицистических изданий;
Периодических изданий;
Данными, опубликованными в сети Интернет.
3
Теоретическая часть
1.1 Распространение в природе
Как
известно, стекло, используемое нами в
повседневной жизни, – материал
искусственный. Древние
люди могли держать в руках стекло, даже
не имея представления о его приготовлении,
поскольку наряду с искусственным
существует и природное (вулканическое)
стекло – перлит, обсидиан.
Из такого
природного стекла делали режущий
инструмент и украшения. Обсидиан представляет собой застывшую вулканическую лаву или оплавленную скальную породу. Именно обсидиан использовался первобытными людьми для изготовления различных режущих инструментов, а также украшений.(1)
1.2 История стекла
История стекла уходит в глубокую древность. Известно, что в Египте и Месопотамии его умели делать уже 6000 лет назад. Вероятно, стекло начали изготавливать все же позже, чем первые керамические изделия, так как для его производства требовались более высокие температуры, чем для обжига глины. Если для простейших керамических изделий было достаточно только глины, то в состав стекла необходимо минимум три компонента.
Существует
легенда, что первыми изобрели стекло
финикийцы. Возвращаясь с дальнего
плавания, они решили остановиться на
близлежащем острове. Развели костёр
для того, чтобы приготовить еду.
А так
как камней не было, они поставили под
котёл глыбы соды. Через некоторое время
финикийцы заметили, что ракушки, сода
и песок превратились в какую-то жидкость.
Это и было стекло. Но у этой легенды
существует опровержение: учёные доказали,
что при открытом огне нельзя добиться
температуры плавления компонентов.
Изделия из стекла так же, как и из керамики, практически не подвергаются атмосферным воздействиям и хорошо сохраняются даже под слоем земли. Эти изделия оказались важнейшими документами далекого прошлого. Они донесли до нас бесценную информацию об уровне культуры и
4
техники древних народов. Благодаря стеклу до нашего времени дошли величайшие художественные произведения различных эпох культуры человечества.
Несмотря
на то что возраст стеклоделия оценивается
в 6 тыс. лет, прозрачное и бесцветное
стекло люди научились варить лишь на
пороге новой эры. До этого производилось
непрозрачное окрашенное в различные
тона стекло и из него изготавливались
главным образом мелкие изделия: бусы,
браслеты, пуговицы, кольца, печатки,
шахматные фигуры и др.
Стеклодувы
античной эпохи начали широко применять
холодную обработку стекла: рельефную
резьбу, гравировку, шлифовку. Как только
было получено прозрачное стекло,
стеклоделы стали стремиться изготовить
из него оконные пластины. Ученые
предполагают, что оконное стекло вначале
было цветным. Это объясняется тем, что
бесцветное стекло получить было весьма
непросто, так как сырье обычно содержит
различные примеси, которые придают
стеклу окраску. Особенно часто в
сырье
присутствуют соединения железа. Получение
пластин для остекления окон оказалось
весьма непростым делом. Изготовление
полых изделий довольно сложной формы
путем выдувания для человека было более
простой задачей, чем получение листового
стекла. Эта задача была решена лишь к
концу средневековья. При раскопках
Помпеи, погребенной под пеплом вулкана
Везувия в 79 г. н.э., было установлено,
что в очень редких случаях в окна были
вставлены пластины стекла, которые были
довольно толстыми. По-видимому, тонкое
листовое стекло итальянские стеклоделы
еще не научились делать.
Считают, что метод выдувания так же, как и способ варки прозрачного стекла, был открыт в период смены летоисчисления. Поводов для его открытия было предостаточно. Для получения высоких температур в металлургии был уже известен способ дутья. При варке стекла, требующей также высоких температур, дутье, в частности, проводилось при помощи легких человека. Для
5
этого использовались длинные и полые тростниковые трубки, конец которых обмазывался глиной. Последнее было необходимо для того, чтобы трубка не загоралась. Таким образом, для открытия метода выдувания стеклянных изделий были созданы все предпосылки. Нужен был только случай, когда конец трубки прикоснется к жидкой стекольной массе. Если это произошло, то, продолжая дуть в трубку, человек должен получить что-то похожее на пузырь. Следующим шагом было помещение выдуваемого «пузыря» в деревянную форму, и полое стеклянное изделие почти готово.
Вероятно,
метод выдувания изделий из стекла был
изобретен в различных местах, где
культивировалось стеклоделие, примерно
в одно и то же время.
Однако принято
считать, что способ выдувания был
изобретен в Александрии в I в. до н.э.
Первый стекольный завод в России был построен в 1636 г. близ г. Воскресенска под Москвой. На нем выдували оконное стекло и стеклянную посуду. Через 30 лет в селе Измайлово, также под Москвой, был построен завод, на котором изготовляли высококачественные стаканы, графины, фляги, рюмки, кувшины и др. Особенно быстро стеклоделие развилось при Петре I. В XVIII в. около Москвы действовало уже шесть стекольных заводов.
Физические свойства
Как и любой другой материал, стекло обладает рядом качеств, которые необходимо знать, прежде чем использовать его в той или иной области.
Плотность. Может варьироваться в зависимости от состава смеси и способа изготовления. Значение плотности стекла может колебаться от 220 до 650 кг/м3.
Хрупкость.
Эта характеристика является отличительной
особенностью стекла и ограничивает
его применение в строительной области.
В настоящее время учеными создаются
более сложные сплавы, максимально
увеличивающие прочность материала.
Термостойкость. Обычное стекло выдерживает температуру до 90 оС.
6
После обработки термические свойства материала значительно повышаются. Например, промышленное стекло способно выдерживать температуру более 200 оС.(2)
1.4 Состав стекла
Стандартный состав стекла представляет собой смесь чистого кварцевого песка, извести и соды. Для изменения свойств материала могут использоваться различные добавки. Но все-таки основным составляющим компонентом является именно чистый речной песок. Его количество составляет примерно 75% от всей смеси. Сода позволяет снизить температуру плавления песка почти в 2 раза. Известь защищает стекло от воздействия большинства химических веществ, а также добавляет прочности и блеска.
Дополнительные примеси:
Марганец
(Mn)
добавляют в стекло для получения
специфического зеленого оттенка.
Для
получения других цветов может
использоваться никель или хром.
Свинец (Pb) придает стеклу дополнительный блеск и характерный звон. Материал получается более холодным на ощупь. Стекло с примесью свинца называется хрусталь.
Оксид бора тоже придает материалу дополнительный блеск и прозрачность, при этом понижая коэффициент теплового расширения изделий.(3)
1.5 Основные виды стекла и их применение
Существует множество видов стекол, которые охватывают весь спектр применения их в народном хозяйстве.
Закаленное стекло, обладающее повышенной термостойкостью, получают путем нагрева стекла до температуры закалки (540-650˚ С) и последующего быстрого охлаждения. Термостойкость – до 175˚С. применяется в строительстве (двери, перегородки, ограждения), для остекления городского транспорта.
7
Термостойкое
(борсиликатное) стекло содержит окись
рубидия, окись лития и др.
Термостойкие
стекла имеют коэффициент линейного
расширения в 2-3 раза меньше, чем обычное
стекло. Изделия из таких стекол выдерживают
перепады температур до 200˚С.
Их используют для изготовления термостойких деталей аппаратуры.
Теплозащитное стекло задерживает 70-75% инфракрасных лучей, оставаясь при этом прозрачным для видимого света.
Отражающее стекло используют для уменьшения нагрева солнечными лучами и регулирования освещенности. Эти свойства достигаются путем покрытия, наносимого на стекло в вакуумной камере и образующего с ним единое целое.
Триплекс – безопасное безосколочное стекло с повышенной тепло- и шумоизоляцией. Оно состоит из пакета, образованного из 2-х или более листов стекла, между которыми проложена прозрачная пластичная пленка, прочно соединенная со стеклом склеивающим составом.
Жидкое
стекло – водный раствор силиката натрия
Na2SiO3.
Этим стеклом пропитываются ткани и
дерево для придания им огнестойкости;
оно применяется для изготовления
кислотоупорного цемента, силикатных
красок и глазурей, а также в качестве
конторского клея.
Есть еще много других видов стекол, таких как: оконное, фотохромное, витражное, хрустальное, кварцевое, пеностекло, стекловолокно, стеклопластики. (2)
2.Практическая часть
2.1 Изучение школьной коллекции «Стекло»
В школьной лаборатории есть учебная коллекция «Стекло», в которой представлены различные виды этого материала, некоторые из которых были охарактеризованы выше. В коллекции 12 разновидностей стекла. Оказывается, есть такие виды стекла, которые не обладают прозрачностью, пористые
8
(пеностекло),
похожие на пластмассу (стеклопластики),
в виде волокон (стекловолокно). Для меня
оказалось интересным, что из стекловолокна
можно изготавливать стеклоткани.
(Приложение 1)
2.2 Растворение стекла.
Казалось бы, стекло – это нерастворимое в воде вещество. Ведь в стеклянные банки, бутылки можно не только наливать воду и различные растворы, но и хранить в них. Однако, и стекло можно растворить.
Для опыта мы использовали два вида стекла – оконное и пробирковое. Оба образца сломали и растерли в ступке до порошкообразного состояния. К растертому стеклу добавили воды и взболтали. Чтобы стекло быстрее растворилось, пробирки нагрели. Один из компонентов, используемых для получения стекла – сода, имеет щелочную реакцию среды. Для определения среды используют индикаторы – вещества, изменяющие цвет в растворах кислот и щелочей. Мы воспользовались фенолфталеином.
Результат. Раствор стал розовым. Это значит, что стекло растворилось, а сода, входящая в его состав дала щелочную реакцию. (Приложение 2)
2.3 Плавление стекла
Стеклянную
трубку нагрели в пламени спиртовки.
Результат. Через некоторое время стекло размягчается. Мягкому стеклу можно придать различные формы. У меня получились изогнутые трубки. (Приложение 3)
Получение цветных стекол
Размягчили стеклянную трубку в пламени спиртовки и аккуратно растянули так,
чтобы получилась стеклянная нить. Растягивали до разрыва нити. Одну часть опустили в раствор хлорида кобальта розового цвета, другую в раствор сульфата меди. Затем снова внесли в пламя спиртовки.(6)
Результат. В пламени спиртовки нить сплавилась в шарик. В первом
9
случае шарик светло-голубого, во втором – светло-розового цвета. Чем длиннее получается нить, тем крупнее шарик. У меня получились шарики в диаметре примерно 1,5 мм. Интересно, что при использовании розового раствора, получается голубое стекло, а при использовании голубого раствора – розовое. (Приложение4)
Матирование
стекла.
Стекло неактивное вещество, но может растворяться в плавиковой кислоте. В школьном химическом кабинете плавиковая кислота, как правило, отсутствует, однако ее можно получить в процессе нанесения рисунка.
Перед обработкой поверхность обезжиривают и сушат. Для работы готовят эмульсию, которая состоит из 1 г фтористого натрия, 1 г желатина и 200 мл горячей воды.
Стекло заклеили скотчем, с помощью скальпеля вырезали в скотче фигуру в виде звездочки. Стекло покрыли полученной эмульсией. После высыхания эмульсии на обрабатываемое стекло на 50-60 секунд наливают 5%-ный раствор соляной кислоты. Затем излишки реактива удаляют, а впитавшаяся в желатин кислота протравливает стекло. (7)
Результат. После промывания стекла в проточной воде и удаления скотча на стекле осталась звезда. (Приложение 5)
Выводы
— не смотря на свою «обычность» стекло обладает особенными свойствами;
— изучив свойства стекла и приложив некоторые старания, можно в школьной лаборатории изменить обычное стекло, поменяв форму, цвет и нанести рисунок
Заключение
Стекло,
по праву, считается одним из самых
удивительных материалов.
Человек уже
много веков назад научился изготавливать
из него не только посуду, но и ювелирные
украшения, правда в настоящее время все
больше
10
используются пластики. Прошло много веков, но и в настоящее время стекло популярно в различных сферах деятельности человека: медицине, технике, науке, культуре, быту.
Моя гипотеза подтвердилась, цель работы достигнута. Я доказал, что стекло – это вещество с удивительными свойствам. Каждый из нас использует стекло с раннего детства, смотря на мир через окно, выпивая воду из стакана, украшая себя стеклянными бусами. И, наверное, по этой причине мы не замечаем необычного в обычных вещах.
11
Литература.
Кукушкин Ю. Н. Химия вокруг нас: Справочное пособие. – М.: Высшая школа, 2010.
Лисичкин Г. В., Бетанели В. И. Химики изобретают. – М.: Просвещение, 2012.
Стенин
Б.
Д. Занимательные задания и эффектные
опыты по химии. – М. Дрофа, 2002.
Химия для гуманитариев. Сост. Н. В. Ширшина. – Волгоград: Учитель, 2010
Интернет-ресурсы:
http://chem21.info/info/682090/
http://www.mywebs.su/blog/riddles/23629.html
http://mash-xxl.info/article/242071/
12
Приложения
Коллекция «Стекло»
2.Растворение стекла
3.Плавление стекла
13
Получение цветных стекол
Матирование стекол
14
Просмотров работы: 1768
Стекло — самый важный материал для человечества
Технология
Стекло изменило мир так, как никакое другое вещество, но люди обычно не замечают его. Наглядный урок.
Дуглас Мейн Regis Duvignau / Reuters
Чтобы до вас добраться, эти слова были закодированы в световые сигналы, перемещающиеся со скоростью около 125 000 миль в секунду по оптоволоконным кабелям.
Эти линии, протянувшиеся через горы и океаны, сделаны из стекла толщиной с волос, в 30 раз более прозрачного, чем самая чистая вода. Технология стала возможной частично благодаря команде Corning Incorporated. В 1970 они запатентовали тип кабеля, который мог передавать большие объемы информации на большие расстояния, основываясь на десятилетиях работы других исследователей.
Предполагая, что вы читаете это на смартфоне, вы также в долгу перед Стивом Джобсом, который в 2006 году попросил Corning сделать очень тонкий и прочный экран для своего нового продукта iPhone. В результате Gorilla Glass теперь доминирует на рынке мобильных устройств: телефоны, изготовленные с использованием этого продукта пятого поколения, можно упасть на шероховатую поверхность с высоты пяти футов (высота селфи) и выдержать 80 процентов времени.
Это только начало. Без стекла мир был бы неузнаваем. Это в очках на вашем лице, лампочках в вашей комнате и окнах, которые позволяют вам видеть снаружи. Но, несмотря на его повсеместное распространение, в исследовательском сообществе все еще ведутся споры о том, как определить «стекло».
Одни склонны подчеркивать его твердые качества, другие — его ликвидность. Существует множество вопросов без ответов, например, что делает один тип стекла прочнее другого или почему определенные смеси создают свои уникальные оптические или структурные свойства. Добавьте к этому почти бесконечное количество сортов стекла — в одной базе данных перечислено более 350 000 видов стекла, известных в настоящее время, хотя в принципе количество смесей безгранично, — и вы получите удивительно большое и активное поле исследований, которое регулярно производит поразительные новые продукты. Стекло сформировало мир больше, чем любое другое вещество, и во многих отношениях оно является определяющим материалом человеческой эры.
«Мы производим стекло тысячи лет, но до сих пор не имеем четкого представления о том, что это такое», — говорит Матье Боши, эксперт по стеклу и исследователь материалов из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Большинство стаканов изготавливают путем нагревания, а затем быстрого охлаждения смеси ингредиентов.
В случае листового стекла, из которого состоят окна, эта смесь может включать песок (диоксид кремния), известь и соду. Кремний обеспечивает прозрачность, кальций обеспечивает прочность, а сода снижает температуру плавления. Процесс быстрого охлаждения не позволяет атомам формировать регулярную структуру, объясняет Стив Мартин, специалист по стеклу из Университета штата Айова.
Это помогает объяснить, почему стекло не является ни кристаллическим твердым телом, ни жидкостью, а представляет собой атомарно неупорядоченное (или аморфное) твердое тело. Атомы внутри хотят снова принять кристаллическую структуру, но обычно не могут, потому что они практически застыли на месте. Возможно, вы слышали, что окна собора текут в течение длительного периода времени, поэтому некоторые из них толще внизу. Это неверно: такие окна были сделаны таким образом из-за технологии производства, которая включала вращение расплавленного стекла, что создавало неровные пятна. Но стекло движется; просто это происходит очень медленно.
Исследование, опубликованное в прошлом году в Журнал Американского керамического общества подсчитал, что кафедральному стеклу комнатной температуры потребуется более 1 миллиарда лет, чтобы течь на один нанометр.
Хотя природные вулканические стекла, такие как обсидиан, использовались в качестве инструментов в начале истории человечества, стекло, вероятно, впервые было изготовлено в Месопотамии более 4000 лет назад. Скорее всего, он возник как ответвление керамического глазури. Эта техника вскоре распространилась в Древнем Египте, и первые стеклянные предметы состояли из бусин, амулетов и стержней, часто окрашенных добавлением минералов, чтобы они выглядели как другие материалы, говорит Карол Уайт, исполнительный директор Музея стекла Корнинга.
К началу второго тысячелетия до нашей эры мастера начали изготавливать небольшие сосуды, такие как вазы. Уайт добавляет, что археологи обнаружили клинописные таблички с рецептом таких материалов, но они были написаны загадочным языком, предназначенным для сокрытия коммерческой тайны.
Стекло уже стало серьезным бизнесом на заре Римской империи. Писатель Петроний рассказывает историю о ремесленнике, преподнесшем императору Тиберию кусок якобы небьющегося стекла. Тиберий спросил мастера: «Кто-нибудь еще умеет так выдувать стекло?» Нет, ответил ремесленник, думая, что сделал это по-крупному. Без предупреждения Тиберий приказал обезглавить этого человека. Хотя мотивы Тиберия остаются загадочными, можно представить, что такое изобретение разрушило бы важную стекольную промышленность Рима, первую в своем роде.
Первое крупное нововведение произошло в первом веке до нашей эры, когда вокруг Иерусалима изобрели стеклодувное дело. Вскоре римляне придумали, как сделать стекло относительно прозрачным, и появились первые стеклянные окна. Это был важный сдвиг; раньше материал ценился в первую очередь за цвет и декоративные свойства. Вместо того, чтобы смотреть на стекло, люди теперь могли смотреть сквозь него. Через пару столетий римляне начали производить стекло в промышленных масштабах, и со временем оно распространилось по всей Евразии.
В то время наука была недостаточно изучена, и стекло сохраняло волшебный вид. Например, римляне создали кубок четвертого века, известный как чаша Ликурга, который кажется нефритово-зеленым при освещении спереди, но кроваво-красным при подсветке сзади. Исследования показывают, что его невероятные свойства обусловлены наличием наночастиц серебра и золота, которые меняют цвет в зависимости от местоположения наблюдателя.
В средние века секреты стеклоделия хранились в карманах Европы и арабского мира. К Средневековью европейцы производили витражи. Эти великолепные картины на стекле в церквях Западной Европы сыграли огромную роль в обучении в основном неграмотных масс церковному катехизису, говорит Уайт. Неудивительно, что их называют Библией для бедных.
Хотя окна появились еще со времен Римской империи, они оставались дорогими и труднодоступными. Но это начало меняться после строительства Хрустального дворца для Великой выставки 1851 года, массивного сооружения, построенного в Лондоне и содержащего почти 1 миллион квадратных футов стекла.
(Это более чем в четыре раза превышает площадь остекления штаб-квартиры Организации Объединенных Наций в Нью-Йорке, построенной столетием позже.) Хрустальный дворец продемонстрировал людям силу и красоту окон и оказал большое влияние на архитектуру и потребительский спрос в будущем. — говорит Алан Макленаган, генеральный директор SageGlass, компании, производящей тонированные окна и другую продукцию. Хрустальный дворец сгорел дотла в 1936, но через несколько лет окна стали намного доступнее, когда британская стекольная компания Pilkington изобрела технику флоат-стекла — простой способ создания плоских стеклянных плоскостей путем плавания их поверх расплавленного олова.
Задолго до того, как окна стали обычным явлением, неизвестные изобретатели в северной Италии в конце 13 века создали первые очки. Изобретение помогло распространить грамотность и проложило путь к более совершенным линзам, которые позволили бы людям видеть непостижимое. Неподалеку, к 1400-м годам, венецианцы начали совершенствовать процесс изготовления cristallo , очень прозрачное стекло, заимствованное из техники, разработанной на Ближнем Востоке и в Малой Азии.
Один из рецептов заключался в расплавлении тщательно отобранных кварцевых камешков с очищенной золой солелюбивых растений, которая, в то время неизвестная, обеспечивала правильное соотношение кремнезема, марганца и натрия. Секретность была вопросом жизни и смерти; стеклодувам, хотя и обладавшим высоким социальным статусом, грозила казнь, если они покидали Венецианскую республику. Венецианцы доминировали на рынке стекла следующие 200 лет.
Венецианцы также создали первые зеркала из искусственного стекла, которые изменили мир невероятным образом. До этого зеркала состояли из полированного металла или обсидиана, но они были дорогими и отражали хуже. Изобретение проложило путь к телескопам и произвело революцию в искусстве, позволив итальянскому художнику Филиппо Брунеллески открыть линейную перспективу в 1425 году. Они также изменили представление о себе. Писатель Ян Мортимер заходит так далеко, что предполагает, что до стеклянных зеркал, которые позволяли людям видеть себя уникальными и отделенными от других, концепции индивидуальной идентичности на самом деле не существовало.
Помимо отражения, стекло позволяло увеличивать. Примерно в 1590 году отец и сын Ганс и Захариас Янссен изобрели составной микроскоп с линзами на двух концах трубки, обеспечивающий увеличение в девять раз. Голландец Энтони ван Левенгук , сделал еще один рывок вперед. Относительно необразованный подмастерье в галантерейном магазине, где он подсчитывал нити в ткани с помощью увеличительного стекла, он разработал новые способы полировки и шлифовки линз, создав устройство, которое позволяло ему увеличивать изображения до 270 раз. Это позволило ему случайно обнаружить такие микроорганизмы, как бактерии и протисты, начиная с 1670-х годов.
Роберт Гук, английский ученый, подтвердил эти выводы и усовершенствовал микроскоп ван Левенгука. Он вошел в историю, написав « Micrographia », первую книгу о микроскопическом мире, с прекрасными зарисовками ранее невидимых объектов, таких как текстура губок и крошечных существ, таких как блохи («украшенные причудливо отполированным набором соболиный доспех, аккуратно сочлененный, — отметил он).
Глядя на пробку в микроскоп, сотовая структура в ней напомнила ему монастырские кельи, что привело его к введению термина «клетка». Эти достижения изменили науку и привели, среди прочего, к теории микробов и микробиологии.
В других лабораториях разработка прозрачной стеклянной посуды и оборудования, такого как стаканы и пипетки, позволила измерять и смешивать различные материалы и подвергать их разному давлению. Эти стеклянные инструменты позволили развить современную химию и медицину, а также такие достижения, как паровой двигатель и двигатель внутреннего сгорания.
Пока одни возились с микроскопами и мерными цилиндрами, другие искали звезды. Хотя ведутся споры о том, кто изобрел телескоп, первые записи появляются в Нидерландах в 1608 году. Год спустя их прославил Галилео Галилей, который усовершенствовал конструкцию и начал наблюдать за небом. В следующем году он наблюдал за спутниками Юпитера и в конце концов понял, что геоцентрическая точка зрения, господствовавшая с греческих времен, не имеет смысла.
Католическая церковь была недовольна. Инквизиционная комиссия 1616 года объявила гелиоцентризм «глупым и абсурдным в философии и формально еретическим, поскольку во многих местах он явно противоречит смыслу Священного Писания». Проклятое стекло!
Влияние Гласса не ослабевает. Заглядывая в будущее, исследователи надеются совершить прорыв аналогичного масштаба, используя стекло для связывания ядерных отходов, создания более безопасных батарей и создания биомедицинских имплантатов. Инженеры также пытаются сделать сложные сенсорные экраны, самозатемняющиеся окна и действительно небьющиеся стекла.
В следующий раз, когда вы окажетесь перед тем или иным стеклом, подумайте, как странно, что этот материал, рожденный Землей и огнем, застывший, как корка льда на пруду, пойманный в атомное чистилище, облегчил так много человеческой деятельности и прогресса. По-настоящему увидеть его, а не просто просмотреть: без него есть так много истин, которые мы не смогли бы увидеть.
Воздействие на окружающую среду | AGC Glass Europe
#par-1386
Основное воздействие стекольного производства на окружающую среду обусловлено выбросами в атмосферу при плавке
#par-1381
- плавление приводит к выбросу CO 2 .
Это единственный парниковый газ, который выделяется при производстве стекла. - Диоксид серы (SO 2 ) от разложения сульфата в сырьевых материалах может способствовать подкислению .
Это единственный парниковый газ, который выделяется при производстве стекла.#par-4826
- Оксиды азота (NO x ) из-за высоких температур плавления и в некоторых случаях из-за разложения соединений азота в материалах шихты также способствуют подкислению и образованию смога .
- Испарение из расплавленного стекла и сырья может вызвать выброс частиц в атмосферу.
#par-1421
#par-1411
Другими экологическими проблемами являются загрязнение воды, использование невозобновляемого природного сырья, такого как песок и минералы, производство твердых отходов и выброс летучих органических соединений (используемых в производстве). зеркал и покрытий).
Хотя многое уже достигнуто, например, полная замена топлива газом для стекловарения, дальнейшее сокращение выбросов SO 2 , частицы пыли, NO x и CO 2 по-прежнему являются основными экологическими целями для нашей деятельности по производству плоского стекла.
Сведение к минимуму этих выбросов и контроль за ними комплексным образом является сложной задачей. Разработка экологических технологий все еще продолжается, и AGC Glass Europe активно участвует в динамичном процессе разработки новых технологий.
#par-1416
Однако большинство этих технологий имеют как недостатки, так и преимущества. Например:
- Переход с тяжелого топлива на природный газ снижает выбросы CO 2 и SO 2 , но повышает NO x
- Некоторые технологии, снижающие выбросы NO x , могут вызывать увеличение выбросов CO 2 , когда требуется дополнительное потребление энергии
- Технологии, снижающие SO 2 могут производить неутилизируемые отходы
- Некоторые технологии снижения SO 2 несовместимы с технологиями de-NO на конце трубы x
- Некоторые технологии могут повлиять на срок службы печи или качество стекла.
#par-1441
#par-1431
Стекловаренная печь работает круглосуточно и без выходных и не может быть остановлена и охлаждена в течение всего срока службы (15-18 лет).