Att göra glas är en mycket gammal process, med arkeologiska bevis på att glas tillverkades från 2500 f. Kr. En gång en sällsynt och uppskattad konst har tillverkning av glas blivit en vanlig industri. Glasprodukter används kommersiellt och i hemmet som behållare, isolatorer, armeringsfiber, linser och dekorativ konst. Även om de material som används för att göra dem kan variera, är den allmänna processen för hur man tillverkar glas densamma och beskrivs nedan.
Steg
Metod 1 av 2: Använda en ugn eller ugn
Steg 1. Skaffa kiselsand
Kallasand, även kallad kvartssand, är den primära ingrediensen vid tillverkning av glas. Glas utan järnföroreningar eftersträvas för klara glasbitar, eftersom järnet kommer att få glaset att se grönt ut när det finns.
- Använd ansiktsmask vid hantering av extremt finkornig kiselsand. Vid inandning kan det irritera halsen och lungorna.
- Kiselsand är tillgänglig från onlinebutiker. Det är ganska billigt - små mängder bör inte kosta mer än 20 dollar. Om du vill arbeta i industriell skala kan specialhandlare erbjuda konkurrenskraftiga priser på stora order - ibland lägre än $ 100 per ton.
- Om det inte är möjligt att hitta sand som är tillräckligt fri från järnföroreningar kan deras färgningseffekt motverkas genom att tillsätta små mängder mangandioxid. Eller, om du vill ha grönaktigt glas, lämna strykjärnet kvar!
Steg 2. Tillsätt natriumkarbonat och kalciumoxid i sanden
Natriumkarbonat (vanligen kallat tvätt soda) sänker temperaturen som krävs för att göra glas kommersiellt. Det tillåter dock att vatten passerar genom glaset, så kalciumoxid eller kalk tillsätts för att förneka denna egenskap. Oxider av magnesium och/eller aluminium kan också tillsättas för att göra glaset mer hållbart. I allmänhet upptar dessa tillsatser inte mer än 26 till 30 procent av glasblandningen.
Steg 3. Tillsätt andra kemikalier, beroende på glasets avsedda ändamål
Det vanligaste tillägget för dekorativt glas är blyoxid, som ger gnistan i kristallglas, liksom mjukheten för att göra det lättare att skära och också sänker smältpunkten. Glasögonlinser kan innehålla lantanoxid på grund av dess brytningsegenskaper, medan järn hjälper glaset att absorbera värme.
Blykristall kan innehålla upp till 33 procent blyoxid; dock, ju mer blyoxid, desto mer skicklighet krävs för att forma det smälta glaset, så många blykristalltillverkare väljer mindre blyinnehåll
Steg 4. Tillsätt kemikalier för att producera önskad färg i glaset, om det finns någon
Som nämnts ovan gör järnföroreningar i kvartssand att glas som framställts med det verkar grönt, så järnoxid tillsätts för att öka den grönaktiga nyansen, liksom kopparoxid. Svavelföreningar producerar en gulaktig, gul, brunaktig eller till och med svartaktig nyans, beroende på hur mycket kol eller järn som också tillsätts till blandningen.
Steg 5. Lägg blandningen i en bra värmebeständig degel eller hållare
Behållaren ska kunna klara de extremt höga temperaturerna i ugnen - beroende på dina tillsatser kan din glasblandning smälta vid temperaturer mellan 1, 500 och 2, 500 grader Celsius. Din behållare bör också vara lätt att greppa med metallkrokar och stolpar.
Steg 6. Smält blandningen till en vätska
För kommersiellt kiseldioxidglas görs detta i en gaseldad ugn, medan specialglas kan skapas med hjälp av en elektrisk smältare, krukugn eller ugn.
Kvartsand utan tillsatser blir till glas vid en temperatur av 2, 300 grader Celsius (4, 172 grader Fahrenheit). Att tillsätta natriumkarbonat (läsk) minskar temperaturen som behövs för att göra glas till 1 500 grader Celsius (2, 732 grader Fahrenheit)
Steg 7. Homogenisera och ta bort bubblor från det smälta glaset
Detta innebär att omröra blandningen till en jämn tjocklek och tillsätta kemikalier som natriumsulfat, natriumklorid eller antimonoxid.
Steg 8. Forma det smälta glaset
Formning av glaset kan göras på ett av flera sätt:
- Det smälta glaset kan hällas i en form och låt svalna. Denna metod användes av egyptierna, och det är också hur många linser som skapas idag.
- En stor mängd smält glas kan samlas i slutet av ett ihåligt rör, som sedan blåses in medan röret vrids. Glaset formas av att luften kommer in i röret, tyngdkraften drar i det smälta glaset och vilka verktyg som glasblåsaren använder för att bearbeta det smälta glaset.
- Det smälta glaset kan hällas i ett bad av smält tenn för stöd och blästras med kvävgas under tryck för att forma och polera det. Glas tillverkat med denna metod kallas floatglas, och det är hur glasrutor har gjorts sedan 1950 -talet.
Steg 9. Kyl glaset långsamt i en ugn
Denna process kallas glödgning, och den tar bort alla spänningspunkter som kan ha bildats i glaset under kylning. Glas som inte har glödgats är betydligt svagare. När denna process är klar kan glaset sedan beläggas, lamineras eller på annat sätt behandlas för att förbättra dess styrka och hållbarhet.
- Den exakta temperaturen för glödgning kan variera baserat på glasets exakta sammansättning från så lågt som 750 grader Fahrenheit till så högt som 1000 grader Fahrenheit. Hastigheten med vilken glaset måste svalna kan också förändras - i allmänhet måste större glasbitar svalna långsammare än mindre bitar. Undersök korrekta glödgningsmetoder innan du börjar.
- En relaterad process är härdning, där format och polerat glas placeras i en ugn som är uppvärmd till minst 600 grader Celsius (1, 112 grader Fahrenheit) och sedan snabbkyld ("släckt") med luftstrålar vid högt tryck. Glödgat glas bryts i skärvor med 6 000 pund per kvadrattum (psi), medan härdat glas bryts i små bitar på inte mindre än 10 000 psi och vanligtvis vid cirka 24 000 psi.
Metod 2 av 2: Använda en kolgrill
Steg 1. Förbered en provisorisk ugn från en kolgrill
Denna metod använder värmen som genereras av en stor koleld för att smälta kiselsand till glas. Materialen som används är relativt billiga och vanliga - teoretiskt sett behöver du bara en kort resa till järnaffären för att vara redo att göra ditt eget glas. Använd en stor kolgrill - standardkupolmodeller i standardstorlek fungerar bra. Använd den tjockaste, starkaste grillen som finns. De flesta kolgrillar kommer att ha en ventil i botten - öppna den här ventilen.
- Även vid de extremt varma temperaturer som uppnås med denna metod kan det vara svårt att smälta kiselsand i en grill. Tillsätt en liten mängd (cirka 1/3 till 1/4 av din sandvolym) tvätt soda, kalk och/eller borax till din sand innan du börjar. Dessa tillsatser sänker sandens smälttemperatur.
- Om du ska blåsa ditt glas, ha ett långt, ihåligt metallrör till hands. Om du ska hälla den i en form, förbered din form i förväg. Du vill ha en form som inte brinner eller smälter från värmen i smält glas - grafit fungerar bra.
Steg 2. Känn till farorna med denna metod
Denna metod kommer att driva en konventionell grill förbi sina normala temperaturgränser - så varm att det till och med är möjligt att smälta själva grillen. Denna metod kan orsaka allvarlig skada eller dödsfall om man försöker hänsynslöst. Fortsätt med försiktighet. Ha en stor mängd smuts eller sand eller en brandsläckare för höga temperaturer till hands för att kväva elden vid behov.
Steg 3. Vidta alla möjliga försiktighetsåtgärder för att skydda dig själv och din egendom från hög värme
Försök denna metod på en smutsig eller sandig yta utomhus med gott om plats. Om du utför detta på en ren betongyta som inte är täckt med sand eller smuts kan det resultera i att betongen sprängs explosivt om varmt smält glas tappas på den. Använd inte någon ersättningsbar utrustning. Håll dig undan på grillen medan du värmer upp glaset. Du bör också bära så mycket skyddskläder som möjligt, inklusive:
- Kraftiga ugnshandskar eller vantar
- En svetsmask
- Ett kraftigt förkläde
- Värmebeständiga kläder
Steg 4. Skaffa ett butiksdammsugare med en lång slangfäste
Med hjälp av tejp eller annan metod, vinkla slangen så att den blåser direkt i bottenventilen utan att vidröra grillens huvudkropp. Du kanske vill fästa slangen på en av grillens ben eller hjul. Håll huvudenheten så långt bort från grillen som möjligt.
- Se till att slangen sitter ordentligt och inte rör sig - om den lossnar när du gör ditt glas bör du inte närma dig grillen om det är extremt varmt.
- Slå på vakuumet för att testa din slangposition. En korrekt slang kommer att blåsa direkt in i ventilen.
Steg 5. Klä insidan av din grill med kol
Använd mer kol än du skulle för att grilla kött. Framgångsrika resultat har uppnåtts genom att fylla grillen nästan till brädden. Placera en gjutjärnsgryta eller degel som innehåller din sand i mitten av grillen, omgiven av kol.
Lövträ (eller "klump") kol brinner varmare och snabbare än brikettkol, vilket gör det till ett bättre val om det är tillgängligt
Steg 6. Tänd kolen
Konsultera kolets förpackning för att veta om ditt kol kan tändas direkt eller om det kräver tändvätska. Låt lågorna sprida sig jämnt.
Steg 7. Vänta tills kolet blir varmt
När kolen är gråaktiga och avger ett orange sken är de redo. Du bör kunna känna värmen från att helt enkelt stå nära grillen.
Steg 8. Slå på butiksvakuumet för att introducera luft till kolet
Kol som matas med luft från botten kan brinna extremt varmt (upp till 2 000 grader Fahrenheit.) Akta dig - stora flammor kan uppstå.
Om du fortfarande inte kan nå tillräckligt höga temperaturer kan du experimentera med att byta ut locket samtidigt som luft kommer in genom ventilen
Steg 9. När ditt glas är smält, använd mycket försiktigt metallredskap för att ta bort och forma det
På grund av grillmetodens låga temperatur kan det smälta glaset vara styvare och svårare att bearbeta än glas från en ugn. Forma den med ett rör, form eller andra verktyg som du normalt skulle göra.
Tips
- Vissa strandsanden kan användas istället för ren kiselsand, även om det resulterande glaset kan vara ogenomskinligt, missfärgat eller av lägre kvalitet. Använd den vitaste, finaste, mest enhetliga sanden som finns.
- Om din sand eller tillsatser är grovkorniga, pulverisera dem med en mortel eller en stöt eller en mekanisk kvarn. Finkorniga partiklar smälter snabbare.
-
Malade bitar av gammalt glas kan läggas till sand före smältning för att återvinna det till nytt glas. Det gamla glaset, eller "cullet", måste först kontrolleras för orenheter som skulle försvaga det nya glaset som gjorts med det - leta efter bubblor.
Vid slipning av glas, använd en ansiktsmask för att förhindra oavsiktlig inandning
- Använd en högtemperaturblåsare för att smälta eller klippa små bitar, stavar eller trådar.
Varningar
- Alltid var försiktig med hög värmekällor. Försök aldrig att göra glas runt barn eller husdjur.
-
Att släcka extremt heta bränder med vatten kan göra dem värre. Till exempel är en eld som brinner vid 2 000 grader Celsius tillräckligt varm för att klyva vatten (H2O) i dess komponent väte och syreatomer, vilket frigör en enorm mängd värmeenergi. Vid mycket heta bränder är det bäst att ha en stor hink med smuts eller sand till hands.
Brandsläckare i klass D innehåller natriumklorid (bordsalt) och används för att kväva metallbränder
