Материалы 21 века

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

НИТУ  «МИСиС» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ДОКЛАД 

по дисциплине «Материалы 21 века»

«Стекло. Стекловолокно» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил:

студент МГ-09-2

Александрова П. Е.

Проверил:

Багдасарова К. А. 
 
 
 

Москва

2011 
 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

Введение.

Основная часть.

1. Стекло:

1. историческая справка, возникновение стекла как материала;

2. художественное стекло;
3. понятие «стекло», его свойства;
4. состав, виды стекла и применение;
5. технология производства;

2. Стекловолокно:

1. виды стекловолокна;

2. технология производства;
3. свойства и функции;
4. применение.

        3.   Клин – город стекольный.

Заключение.

Список используемой литературы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 

    Данная  работа посвящена теме «Стекло. Стекловолокно».

    Эту тему я выбрала не случайно, ведь город, в котором я родилась, издавна  был знаменит своим стеклодувным ремеслом и заслуженно считается  одним из центров изготовления ёлочных  игрушек в России.

    Город этот  - Клин, расположенный на северо-западе Подмосковья. В Клину в настоящее время существует несколько предприятий стекольной промышленности. Это: ОАО «Медстекло», ОАО «Химлаборприбор», ОАО «Термоприбор», ООО « Клин-Фармагласс», ЗАО «Клинстеклотара», ООО «Эй Джи Си Флэт Глас Клин» (прежнее название ООО «Главербель Клин»),  ОАО «Ёлочка».

    В курсовой работе пойдет речь о происхождении  стекла, технологиях изготовления, разновидностях и способах обработки, о применении.

    Целью моей  работы  является: подробное и глубокое исследование стекла и стекловолокна, как материала, их свойств, классификации, методов изготовления, областей применения, в одной из глав более подробно остановлюсь на стекольной промышленности города Клина. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Стекло

    История стекла началась очень давно. Прежде всего, следует признать, что не человек изобрел стекло. Стекло родила сама природа. Первое стекло образовалось из раскаленной лавы, вырвавшейся на поверхность сотни миллионов лет назад. Правда, было оно не прозрачным, а вовсе даже мутным, почти черным. Это вулканическое стекло теперь называют обсидианом. Позднее человек стал изготавливать стекло сам. Первое упоминание о стекле, полученном руками человека, дошли до нас из описаний Плиния. В своих описаниях Плиний рассказал, будто однажды финикийские мореплаватели везли из Африки природную соду. Высадившись на берег, на ночлег, они принялись готовить пищу. Вокруг был один песок. Камней под рукой у них не оказалось, и они поставили котел на куски соды. Под воздействием высоких температур песок и сода

расплавились, образовав стекло.

  В XX веке эту красивую историю решили проверить. Но энтузиастам, действовавшим строго по методике, изложенной Плинием Старшим, не удалось получить стекло. Температура, которую способен дать костер, пусть даже и раздуваемый штормовым ветром, оказалась недостаточной для сплавления соды с песком. Получить высокую температуру можно лишь в печи, поэтому пальма первенства в изобретении стекла, скорее всего, принадлежит неизвестному помощнику египетского гончара, который не страдал излишней аккуратностью в работе. Похоже, что именно он первым уронил сосуд из сырого глиняного теста в случайно оказавшуюся под ногами смесь песка и соды и потом, не сумев полностью его отчистить, сунул гончарное изделие в печь для обжига. В результате керамика оказалась покрытой тонкой стеклянной коркой — глазурью. Отсюда оставалось сделать лишь полшага до производства настоящего стекла.  

      Китайцы за 2000 лет до Р. X. умели приготовлять стекло; около этого же времени и египтяне показывали удивительное искусство в выделывании стеклянной посуды, как видно из картин на стенах и в склепах времен Моисея. Считается, что впервые стекло смогли произвести финикийцы еще около 7 тысяч лет назад. А фрагменты самого раннего непрозрачного стекла, датируемые 16 в. до н.э., были найдены в Месопотамии. Но стекло могло быть изобретено и раньше, в самой глубокой древности в разных местах...

    1.1. историческая справка

    В природе существует природное стекло – перлит, обсидиан.

    Появление искусственного стекла обычно связывают  с развитием гончарства. При обжиге на изделие из глины могла попасть смесь соды и песка, в результате чего на поверхности изделия образовалась плёнка-глазурь. Производство стекла началось в 4-м тыс. до н. э. (Древний Египет, Передняя Азия).

    Первоначально получались непрозрачные стёкла, с помощью которых эмитировали поделочные камни (малахит, бирюзу и др.). Постепенно состав стекла менялся, количество окислов щелочных металлов с 30 % (по массе) уменьшилось до 20 %; в стекло вводились окислы свинца и олова; для окрашивания стали добавлять соединения марганца и кобальта. Во 2 тыс. до н. э. в Египте стекло варили в глиняных горшках – тиглях ёмкостью около 0,25 л.

    Коренные изменения в технологии стеклоизделия произошли на рубеже нашей эры, когда были решены две важнейшие проблемы стеклоизделия – изготовление прозрачного бесцветного стекла и формование изделий выдуванием. Получение прозрачного стекла стало возможным в результате усовершенствования стекловаренных печей, что позволило повысить температуру варки и надежно воспроизвести условия хорошего осветления стекломассы. Стеклодувная трубка, изобретенная в 1 в. до н. э., оказалась универсальным инструментом, с помощью которого стало возможным создавать простые, доступные всем предметы обихода, например посуду.

    Первым  научным трудом по стеклоизделию считают вышедшую в 1612 году книгу монаха Антонио Нери, в которой были даны указания об использовании окислов свинца, бора и мышьяка для осветления стекла, приведены составы цветных стёкол. В 1615 Г. В Англии стали применять для нагрева стеклоплавильных печей уголь, что повысило температуру в печи. С начала 17 в. во Франции был предложен способ отливки зеркальных стёкол на медных плитах, с последующей прокаткой; в то же время был открыт метод травления стекла смесью плавикового шпата и серной кислоты, освоено производство оконного и оптического стекла. Существенную роль в создании основ стеклоизделия сыграли русские учёные: Михаил Васильевич Ломоносов, Э. Г. Лаксман, С. П. Петухов, А. К. Чугунов, Д. И. Менделеев, В. Е. Тищенко.

    До  конца 19 в. в стеклоизделии преобладал ручной труд, и только со 2-ой половины 20 в. производство всех видов массового стекла (оконное, тарное и др.) было механизировано и автоматизировано, а ручные методы сохранились лишь при изготовлении художественного стекла и некоторых сортовых изделий.

    1.2. художественное стекло

    Художественное  стекло включает в себя витражи, смальтовые мозаики, сосуды художественные, декоративные композиции, светильники, бижутерию (искусственные  драгоценности).

    В древнем мире производство стекла было особенно развито в Египте, Сирии, Китае. Изделия (небольшие вазочки, бусы, серьги, печати) изготавливались путем прессования в открытых глиняных формах или путём навивания стекломассы на палочку; такое стекло обычно было непрозрачным, а по цвету зелёным, голубым, бирюзовым.

    С 6 в. центры художественного стеклоизделия  сосредоточились в Византии, где  процветала выделка цветного непрозрачного  стекла для посуды и смальт. В 12-14 вв. производством стеклянных изделий  с эмалевыми росписями славилась  Сирия.

    В 15-16 вв. ведущее значение в декоративно-прикладном искусстве Европы приобрело венецианское стекло. С изобретением в 17 в. более твёрдого кальциевого стекла и развитием техники гравировки центр художественного стеклоизделия переместился в Чехию (чешское стекло). С 1770-х гг. (первоначально в Англии) стало широко применяться стекло, полученное на основе окиси свинца (хрусталь или флинт-гласс), главным способом обработки которого явилось алмазное гранение, выявляющее способность хрусталя преломлять или отражать свет. Начиная с 18 в. интенсивно развивается производство искусственных драгоценных камней. Для современного художественного искусства характерно разнообразие техник и стилевых тенденций.

    В Древней Руси стеклоделие получило развитие уже в домонгольский  период (выделка украшений, сосудов, смальты для мозаик). Прерванное татаро-монгольским нашествием, производство художественного стекла возродилось в 17 в., когда в 1635 г. был основан первый в России стекольный завод. Огромный вклад в производство стекла (для мозаик, бижутерии и архитектурной облицовки) внёс М. В. Ломоносов, создавший в 1753 г. Усть-Рудицкую фабрику. Важнейшую роль в развитии русского стеклоделия сыграл Императорский хрустальный и стекольный завод в Петербурге (заложенный Петром 1 в начале 18 в. под Москвой и к середине 18 в. вместе с Ямбургскими заводами  переведённый в Петербург). В 18 в. были основаны также Гусевской хрустальный завод и Дятьковский хрустальный завод. Для русского искусства 18 в. было характерно гутное стекло, изготовлявшееся путём свободного выдувания и лепки на небольших купеческих заводах (изделия из такого стекла, часто тёмные по тону, расписывались эмалевыми красками), и прозрачное светлое стекло, декорируемое в основном с помощью гравировки и выпускавшееся Императорским заводом и наиболее крупными частными предприятиями; выпускалось также стекло матовое. С конца 18 в. были освоены варка свинцового хрусталя и алмазное гранение, для которого в начале 19 в. типичен особый рисунок, подражающий бриллиантовой огранке («русский камень»). К середине 19 в. в русском художественном стекле возникает увлечение гигантскими размерами изделий (вазы, сборные хрустальные канделябры, детали архитектурного декора).

    В 20 в. интенсивное производство стекла начинается с конца 30-х гг.. Ведущую  роль в развитии советской художественной школы сыграла архитектор В. И. Мухина (Ленинградский завод художественного стекла).  В это время существовало несколько направлений: ленинградская школа (бесцветный и цветной хрусталь строгих форм с алмазной гранью), владимирское стекло (использование традиций русского гутного стекла), украинское стекло (традиции украинского гутного стекла, яркая полихромия), прибалтийская школа (слабо окрашенное прессованное стекло с тонкой гравировкой). В 60-70 гг. развивается витраж, созданы хрустальные фонтаны, декоративные установки из стекла и металла, изготовление изделий для украшения интерьеров.

    В настоящее время стекольная промышленность получила «второе дыхание» после  долгого «затишья», ведь накануне Великой  Отечественной войны стекольная промышленность выдвинулась по объёму производства на 1-е место в Европе (с 11-го, какое занимала Россия в 1913).

    1.3. понятие «стекло», свойства

      Стекло - твёрдый аморфный прозрачный в той или иной области оптического диапазона (в зависимости от состава) материал, полученный при переохлаждении расплава, содержащего стеклообразующие компоненты (оксиды Si, В, Al, Р и т. д.) и оксиды металлов (Li, K, Mg, Pb и т. д.).

    Стекло́ — вещество и материал, один из самых древних и, благодаря разнообразию своих свойств, — универсальный в практике человека. Физико-химически — неорганическое вещество, твёрдое тело, структурно — аморфно, изотропно; все виды стёкол при формировании преобразуются в агрегатном состоянии — от чрезвычайной вязкости жидкого до так называемого стеклообразного — в процессе остывания со скоростью, достаточной для предотвращения кристаллизации расплавов, получаемых плавлением сырья (шихты). Температура варки стёкол, от 300 до 2500 °C, определяется компонентами этих стеклообразующих расплавов (оксидами, фторидами, фосфатами и др.). Прозрачность (для видимого человеком спектра) не является общим свойством для всех видов существующих как в природе, так и в практике стёкол.