Membuat gelas adalah proses yang sangat kuno, dengan bukti arkeologi pembuatan kaca sejak sebelum 2500 SM. Dulu seni yang jarang dan berharga, pembuatan kaca telah menjadi industri biasa. Produk kaca digunakan secara komersial dan di rumah sebagai bekas, penebat, serat penguat, lensa dan seni hiasan. Walaupun bahan yang digunakan untuk membuatnya mungkin berbeza-beza, proses umum bagaimana membuat gelas adalah sama dan dijelaskan di bawah.
Langkah-langkah
Kaedah 1 dari 2: Menggunakan Tungku atau Kiln
Langkah 1. Dapatkan pasir silika
Juga disebut pasir kuarza, pasir silika adalah bahan utama dalam pembuatan kaca. Kaca tanpa kekotoran besi dicari untuk kepingan kaca yang jernih, kerana besi akan menyebabkan kaca kelihatan kehijauan ketika hadir.
- Pakai topeng muka jika mengendalikan pasir silika yang sangat halus. Sekiranya dihirup, ia boleh merengsakan tekak dan paru-paru.
- Pasir silika boleh didapati dari peruncit dalam talian. Ia cukup murah - jumlah kecil tidak boleh lebih dari 20 dolar. Sekiranya anda ingin beroperasi pada skala industri, peruncit khusus dapat menawarkan harga yang kompetitif untuk pesanan besar - kadang-kadang lebih rendah daripada $ 100 per tan.
- Sekiranya tidak mungkin menemukan pasir yang cukup bebas dari kekotoran besi, kesan pewarnaannya dapat diatasi dengan menambahkan sejumlah kecil mangan dioksida. Atau, jika anda mahukan kaca kehijauan, tinggalkan setrika!
Langkah 2. Masukkan natrium karbonat dan kalsium oksida ke pasir
Natrium karbonat (biasa disebut soda pencuci) menurunkan suhu yang diperlukan untuk membuat gelas secara komersial. Walau bagaimanapun, ia membenarkan air melewati gelas, jadi kalsium oksida, atau kapur, ditambahkan untuk meniadakan sifat ini. Oksida magnesium dan / atau aluminium juga boleh ditambahkan untuk menjadikan gelas lebih tahan lama. Secara amnya, bahan tambahan ini tidak melebihi 26 hingga 30 peratus campuran kaca.
Langkah 3. Tambahkan bahan kimia lain, bergantung pada tujuan yang dimaksudkan kaca
Penambahan yang paling umum untuk kaca hiasan adalah plumbum oksida, yang memberikan kilauan pada barang kaca kristal, serta kelembutan untuk membuatnya lebih mudah dipotong dan juga menurunkan titik lebur. Lensa kaca mata mungkin mengandungi lantanum oksida kerana sifat biasnya, sementara besi membantu kaca menyerap panas.
Kristal plumbum boleh mengandungi hingga 33 peratus plumbum oksida; namun, semakin banyak oksida plumbum, semakin banyak kemahiran yang diperlukan untuk membentuk gelas cair, begitu banyak pembuat kristal plumbum memilih kurang kandungan plumbum
Langkah 4. Tambahkan bahan kimia untuk menghasilkan warna yang dikehendaki di dalam gelas, jika ada
Seperti yang disebutkan di atas, kekotoran besi di pasir kuarza membuat kaca dibuat dengannya berwarna kehijauan, sehingga besi oksida ditambahkan untuk meningkatkan warna kehijauan, seperti halnya tembaga oksida. Sebatian sulfur menghasilkan warna kekuningan, kuning, coklat atau bahkan kehitaman, bergantung pada berapa banyak karbon atau besi yang juga ditambahkan ke dalam campuran.
Langkah 5. Letakkan campuran di dalam pelindung atau pemegang tahan panas yang baik
Bekas harus tahan dengan suhu yang sangat tinggi di dalam tanur - bergantung pada bahan tambahan anda, campuran kaca anda boleh mencair pada suhu antara 1, 500 dan 2, 500 darjah Celsius. Bekas anda juga mesti digenggam dengan cangkuk dan tiang logam dengan mudah.
Langkah 6. Cairkan campuran ke dalam cecair
Untuk kaca silika komersial, ini dilakukan di tungku berbahan bakar gas, sementara gelas khusus dapat dibuat menggunakan pelebur elektrik, tungku periuk atau tanur.
Pasir kuarza tanpa bahan tambahan menjadi gelas pada suhu 2, 300 darjah Celsius (4, 172 darjah Fahrenheit). Menambah natrium karbonat (soda) mengurangkan suhu yang diperlukan untuk membuat gelas menjadi 1, 500 darjah Celsius (2, 732 darjah Fahrenheit)
Langkah 7. Homogenkan dan keluarkan gelembung dari gelas cair
Ini bermaksud mengaduk campuran ke ketebalan yang konsisten dan menambahkan bahan kimia seperti natrium sulfat, natrium klorida atau antimoni oksida.
Langkah 8. Bentuk kaca cair
Pembentukan kaca boleh dilakukan dengan salah satu daripada beberapa cara:
- Gelas cair boleh dituangkan ke dalam acuan dan biarkan sejuk. Kaedah ini digunakan oleh orang Mesir, dan juga berapa banyak lensa yang dibuat hari ini.
- Sebilangan besar gelas cair dapat dikumpulkan di hujung tiub berongga, yang kemudian ditiup semasa tiub dipusingkan. Kaca itu dibentuk oleh udara yang memasuki tiub, tarikan graviti pada kaca cair dan alat apa saja yang digunakan oleh pengacang kaca untuk mengerjakan kaca lebur.
- Gelas cair dapat dituangkan ke dalam bak mandi timah cair untuk disokong dan diletupkan dengan nitrogen bertekanan untuk membentuk dan menggilapnya. Kaca yang dibuat dengan kaedah ini disebut kaca terapung, dan begitulah cara kaca kaca dibuat sejak tahun 1950-an.
Langkah 9. Sejukkan perlahan gelas dalam tanur
Proses ini disebut penyepuhlindapan, dan ia menghilangkan titik tekanan yang mungkin terbentuk di kaca semasa penyejukan. Kaca yang belum dilekatkan secara signifikan lebih lemah. Setelah proses ini selesai, gelas kemudian boleh dilapisi, dilaminasi atau dirawat sebaliknya untuk meningkatkan kekuatan dan ketahanannya.
- Suhu tepat untuk penyepuhlindapan boleh berbeza-beza berdasarkan komposisi tepat kaca dari 750 darjah Fahrenheit hingga setinggi 1000 darjah Fahrenheit. Kadar di mana kaca mesti sejuk juga boleh berubah - secara amnya, kepingan kaca yang lebih besar mesti sejuk lebih perlahan daripada kepingan yang lebih kecil. Teliti kaedah penyepuhlindapan yang betul sebelum bermula.
- Proses yang berkaitan adalah tempering, di mana kaca berbentuk dan digilap diletakkan di dalam oven yang dipanaskan hingga sekurang-kurangnya 600 darjah Celsius (1, 112 darjah Fahrenheit) dan kemudian disejukkan cepat ("dipadamkan") dengan letupan udara pada tekanan tinggi. Kaca anil pecah menjadi pecah pada 6, 000 paun per inci persegi (psi), sementara kaca tempered pecah menjadi kepingan kecil tidak kurang dari 10, 000 psi dan biasanya sekitar 24, 000 psi.
Kaedah 2 dari 2: Menggunakan Barbeku Arang
Langkah 1. Siapkan tungku sementara dari panggangan barbeku arang
Kaedah ini menggunakan haba yang dihasilkan oleh api arang besar untuk mencairkan pasir silika ke dalam gelas. Bahan yang digunakan agak murah dan biasa - secara teorinya, semua yang anda perlukan adalah perjalanan singkat ke kedai perkakasan untuk siap membuat gelas anda sendiri. Gunakan gril barbeku arang besar - model "kubah" bersaiz standard berfungsi dengan baik. Gunakan panggangan paling tebal dan terkuat yang ada. Sebilangan besar pemanggang arang akan mempunyai lubang di bahagian bawah - buka bolong ini.
- Walaupun pada suhu yang sangat panas yang dicapai dalam kaedah ini, sukar untuk mencairkan pasir silika di panggangan. Tambahkan sebilangan kecil (kira-kira 1/3 hingga 1/4 isipadu pasir) soda cucian, kapur, dan / atau boraks ke pasir sebelum anda memulakannya. Bahan tambahan ini menurunkan suhu pencairan pasir.
- Sekiranya anda mahu meletupkan gelas anda, gunakan tiub logam yang panjang dan berongga. Sekiranya anda ingin mencurahkannya ke dalam acuan, sediakan acuan anda terlebih dahulu. Anda mahukan acuan yang tidak akan terbakar atau lebur dari panas kaca lebur - grafit berfungsi dengan baik.
Langkah 2. Ketahui bahaya kaedah ini
Kaedah ini akan mendorong barbeku konvensional melepasi had suhu normal - sangat panas sehingga boleh mencairkan panggangan itu sendiri. Kaedah ini boleh menyebabkan kecederaan teruk atau kematian jika ia dicuba secara melulu. Teruskan dengan berhati-hati. Mempunyai sejumlah besar kotoran atau pasir atau alat pemadam api untuk suhu tinggi di tangan untuk memadamkan api jika diperlukan.
Langkah 3. Lakukan setiap langkah berjaga-jaga untuk melindungi diri dan harta benda anda dari panas terik
Cuba kaedah ini di permukaan yang kotor atau berpasir di luar rumah dengan banyak ruang. Melakukan ini pada permukaan konkrit yang tidak ditutup dengan pasir atau kotoran boleh mengakibatkan konkrit meletup jika kaca cair panas dijatuhkan ke atasnya. Jangan gunakan peralatan yang tidak dapat diganti. Berdiri jelas dari panggangan semasa anda memanaskan gelas. Anda juga harus memakai pakaian pelindung sebanyak mungkin, termasuk:
- Sarung tangan atau sarung tangan ketuhar tugas berat
- Topeng tukang las
- Apron tugas berat
- Pakaian tahan panas
Langkah 4. Dapatkan vakum kedai dengan alat selang panjang
Dengan menggunakan pita saluran atau kaedah lain, sudutkan selang sehingga meletup terus ke lubang bawah tanpa menyentuh badan utama panggangan. Anda mungkin mahu memasang hos ke salah satu kaki atau roda panggangan. Jauhkan unit vakum utama sejauh mungkin dari panggangan.
- Pastikan selang itu selamat dan tidak akan bergerak - jika longgar semasa membuat gelas, anda seharusnya tidak menghampiri panggangan jika sangat panas.
- Hidupkan vakum untuk menguji kedudukan selang anda. Hos yang tepat akan meletup terus ke lubang bolong.
Langkah 5. Gariskan bahagian dalam panggangan anda dengan arang
Gunakan arang lebih banyak daripada yang anda lakukan untuk memanggang daging. Hasil yang berjaya telah dicapai dengan mengisi panggangan hampir sampai ke puncak. Letakkan periuk besi tuang atau wadah yang berisi pasir anda di tengah panggangan, dikelilingi oleh arang.
Arang kayu keras (atau "gumpalan") membakar lebih panas dan lebih cepat daripada arang briket, menjadikannya pilihan yang lebih baik jika ada
Langkah 6. Nyalakan arang
Rujuk pembungkusan arang untuk mengetahui sama ada arang anda boleh menyala secara langsung atau sama ada ia memerlukan cecair yang lebih ringan. Biarkan api menyebar sekata.
Langkah 7. Tunggu sehingga arang menjadi panas
Apabila arang berwarna kelabu dan memancarkan cahaya oren, mereka sudah siap. Anda seharusnya dapat merasakan kepanasan dari berdiri di dekat panggangan.
Langkah 8. Hidupkan kekosongan kedai untuk memperkenalkan udara ke arang
Arang yang diberi udara dari bawah dapat membakar sangat panas (hingga 2, 000 darjah Fahrenheit.) Berhati-hatilah - kebakaran besar mungkin berlaku.
Sekiranya anda masih tidak dapat mencapai suhu yang cukup tinggi, bereksperimen dengan mengganti penutup sambil memperkenalkan udara melalui bolong
Langkah 9. Apabila gelas anda cair, gunakan alat logam dengan berhati-hati untuk mengeluarkan dan membentuknya
Kerana suhu kaedah pemanggang yang rendah, kaca cair mungkin lebih kaku dan lebih sukar untuk bekerja daripada kaca dari tanur. Bentuknya dengan tiub, acuan, atau alat lain seperti biasa.
Petua
- Beberapa pasir pantai dapat digunakan sebagai ganti pasir silika murni, walaupun kaca yang dihasilkan mungkin legap, berubah warna, atau kurang berkualiti. Gunakan pasir paling putih, paling seragam yang ada.
- Sekiranya pasir atau bahan tambahan anda kasar, buburkan dengan mortar dan alu atau penggiling mekanikal. Zarah butiran halus mencair lebih cepat.
-
Potongan gelas lama dari permukaan tanah dapat ditambahkan ke pasir sebelum dicairkan untuk mengitar semula menjadi gelas baru. Kaca lama, atau "cullet," mesti diperiksa terlebih dahulu untuk mengetahui kekotoran yang akan melemahkan gelas baru yang dibuat dengannya - cari gelembung.
Semasa mengisar kaca, pakai topeng muka untuk mengelakkan penyedutan secara tidak sengaja
- Gunakan obor suhu tinggi untuk menyatu atau memotong kepingan kecil, batang, atau helai..
Amaran
- Sentiasa berhati-hati di sekitar sumber panas tinggi. Jangan sekali-kali membuat kaca di sekitar kanak-kanak atau haiwan peliharaan.
-
Memadamkan api yang sangat panas dengan air boleh menjadikannya lebih teruk. Sebagai contoh, api yang menyala pada suhu 2, 000 darjah Celsius cukup panas untuk membelah air (H2O) ke atom hidrogen dan oksigen komponennya, melepaskan sejumlah besar tenaga haba. Untuk kebakaran yang sangat panas, sebaiknya simpan baldi kotoran atau pasir yang besar.
Alat pemadam api Kelas D mengandungi natrium klorida (garam meja) dan digunakan untuk memadamkan api logam
