Staklo

Staklo , anorganski čvrsti materijal koji je obično proziran ili proziran, kao i tvrd, lomljiv i nepropusna prirodnim elementima. Od stakla se od prastarih vremena pretvaralo u praktične i ukrasne predmete, a i danas je vrlo važno u primjenama ludost kao visokogradnja , kućanski pribor i telekomunikacije. Izrađuje se hlađenjem rastopljenih sastojaka poput silicijevog pijeska s dovoljnom brzinom da spriječi stvaranje vidljivih kristala.

stakleni pehar; gravura u dijamantnoj točki

stakleni pehar; gravura u dijamantnoj točki Stakleni pehar s gravurom u obliku tačkastog dijamanta, potpisan F. Greenwood fecit 1764, iz Nizozemske; u Museum für Kunst und Gewerbe, Hamburg. Visina 28 cm. Ljubaznošću Museum für Kunst und Gewerbe, Hamburg



Muzej Louvre

Muzej Louvre Muzej Louvre, Pariz, s piramidom od čelika i stakla koji je dizajnirao I.M. Pei. Mary Ann Hemphill / Foto istraživači



Slijedi kratki tretman stakla. Staklo je detaljno obrađeno u brojnim člancima. Vitraž i estetski aspekti dizajna stakla opisani su u vitražima i staklenom posuđu. The sastav , svojstva i industrijska proizvodnja stakla pokriveni su industrijskim staklom. Fizičke i atomske karakteristike stakla obrađuju se u amorfnoj krutini.

Promatrajte kako se superhidrofobna multifunkcionalna staklena površina odupire zamagljivanju, odsjaju i samočišćenju

Promatrajte kako se superhidrofobna multifunkcionalna staklena površina odupire zamagljivanju, odsjaju i samočišćenju. Ispitivanje superhidrofobne staklene površine koja se odupire magli i odsjaju i samočišćiva se. Massachusetts Institute of Technology (izdavački partner Britannice) Pogledajte sve videozapise za ovaj članak



Sorte stakla uvelike se razlikuju po kemijskom sastavu i fizičkim svojstvima. Međutim, većini sorti zajedničke su određene osobine. Oni prolaze kroz viskozni stupanj hlađenja iz stanja fluidnosti; razvijaju efekte boje kad se staklene smjese stope s određenim metalnim oksidima; oni su, kad su hladni, loši vodiči i električne i toplinske energije; većina vrsta lako se lomi udarcem ili udarcem i pokazuje konhoidni prijelom; i na njih obično utječu obična otapala, ali ih fluorikova kiselina lako napada.

staklo; Princ Rupert

staklo; Kap princa Ruperta Kap princa Ruperta kap je stakla nastala brzim hlađenjem rastopljenog stakla u hladnoj vodi. Novost u 1600-ima, kapljice se danas koriste za demonstriranje snage kaljenog stakla. Ovdje prikazana slika izrađena pomoću polariziranih leća prikazuje stres i potencijalnu energiju pohranjenu u staklu u obliku duge. Tyler A. Gordon

Komercijalni sastav stakla

Ispitajte može li hladna čaša teći

Ispitajte može li hladno staklo teći Saznajte kako hladno staklo može teći. Contunico ZDF Enterprises GmbH, Mainz Pogledajte sve videozapise za ovaj članak



Komercijalne naočale mogu se podijeliti na naočale soda-kreč-silicijev dioksid i posebne naočale, pri čemu je većina proizvedene tonaže bivše klase. Takve su naočale izrađene od tri glavna materijala - pijeska (silicijev dioksid ili SiOdva), vapnenac (kalcijev karbonat ili CaCO3) i natrijev karbonat (NadvaŠTO3). Sam topljeni silicijev dioksid izvrsno je staklo, ali, budući da je talište pijeska (kristalni silicijev dioksid) iznad 1.700 ° C (3.092 ° F), a kako je postizanje tako visokih temperatura vrlo skupo, njegova je upotreba ograničena na one kod kojih su njegova vrhunska svojstva - kemijska inertnost i sposobnost podnošenja naglih promjena temperature - toliko važna da je trošak opravdan. Unatoč tome, proizvodnja topljenog silicijskog stakla prilično je velika industrija; proizvodi se u raznim kvalitetama, a kad je namijenjen za optičke svrhe, sirovina koja se koristi je kameni kristal, a ne kvarcni pijesak.

Da bi se smanjilo talište silicijevog dioksida, potrebno je dodati tok; ovo je svrha natrijev karbonat (soda pepeo), koji čini sredstvo za topljenje natrijev oksid. Dodavanjem oko 25 posto natrijevog oksida silicijum dioksidu, talište se smanjuje sa 1.723 na 850 ° C (3.133 na 1.562 ° F). Ali takve su čaše lako topljive u vodi (nazivaju se njihove otopine čaša vode ). Dodatak vapna (kalcijev oksid ili CaO), kojeg isporučuje vapnenac, čini staklo opet netopivim, ali previše čini staklo sklonim devitrifikaciji - tj. Taloženju kristalnih faza u određenim rasponima temperature. Optimalni sastav je oko 75 posto silicijevog dioksida, 10 posto vapna i 15 posto sode, ali čak je i to previše podložno devitrifikaciji tijekom određenih mehaničkih operacija oblikovanja da bi bilo zadovoljavajuće.

Za izradu limenog stakla uobičajeno je koristiti 6 posto vapna i 4 posto magnezijeva oksida (magnezijev oksid ili MgO), a za staklene boce oko 2 posto glinice (aluminijev oksid ili AldvaILI3) je često prisutan. Dodaju se i drugi materijali, neki se stavljaju kako bi se pomoglo pročišćavanju stakla (tj. Kako bi se uklonili mjehurići koji su ostali u procesu topljenja), dok se drugi dodaju radi poboljšanja njegove boje. Na primjer, pijesak uvijek sadrži željezo kao nečistoću, i, iako je materijal koji se koristi za izradu boca posebno odabran zbog niskog udjela željeza, mali tragovi nečistoće i dalje daju nepoželjnu zelenu boju spremniku; Korištenjem selena i kobalt oksida, zajedno s tragovima arsenovog trioksida i natrijevog nitrata, moguće je neutralizirati zelenu boju i proizvesti takozvano bijelo (obezbojeno) staklo.



Optičko i visokotemperaturno staklo

Naočale vrlo različite, a često i puno skuplje, kompozicije izrađuju se kada su potrebna posebna fizikalna i kemijska svojstva. Na primjer, u optičkim naočalama potreban je širok raspon sastava kako bi se dobila raznolikost indeks loma i disperzija potrebna ako leće dizajner je trebao proizvesti višekomponentne leće bez raznih grešaka povezanih s jednom lećom, poput kromatske aberacije. Ultra-prozirne oksidne naočale visoke čistoće razvijene su za upotrebu u optičkim telekomunikacijskim sustavima, u kojima se poruke prenose u obliku svjetlosnih impulsa preko staklenih vlakana.

Kad je obično staklo izloženo nagloj promjeni temperature, u njemu se stvaraju naprezanja koja čine podložna lomu; smanjenjem njegovog koeficijenta od toplinsko širenje međutim, moguće je učiniti ga mnogo manje podložnim toplinskom šoku. Staklo s najmanjim koeficijentom širenja je topljeni silicij. Drugi dobro poznati primjer je borosilikatno staklo koje se koristi za izradu domaćeg posuđa, a koje ima koeficijent širenja samo jednu trećinu od tipičnog soda-vapneno-silicijevog stakla. Da bi se postiglo ovo smanjenje, velik dio natrijevog oksida dodanog kao tok zamjenjuje se bornim oksidom (BdvaILI3) i dio vapna glinicom. Sljedeće poznato posebno staklo je olovno kristalno staklo koje se koristi u proizvodnji vrhunskog posuđa; uporabom olovnog monoksida (PbO) kao fluksa moguće je dobiti čašu s visokim indeksom loma i, posljedično, željenom svjetlucanjem i sjajem.



Dodavanje boje i posebnih svojstava

Sredstva koja se koriste za bojenje stakla uglavnom su metalna oksidi . Isti oksid može stvoriti različite boje s različitim smjesama stakla, a različiti oksidi istog metala mogu stvoriti različite boje. Ljubičasto-plava boja kobalta, krom-zelena ili žuta krom, dikroična kanarska boja urana i ljubičica mangana konstantne su. Željezni oksid stvara maslinastozelenu ili blijedoplavu boju prema čaši s kojom se miješa. Željezni oksid daje žutu boju, ali zahtijeva oksidirajuće sredstvo kako bi se spriječilo reduciranje u željezo. Olovo daje blijedo žutu boju. Srebrni oksid daje trajnu žutu mrlju. Fino podijeljeni biljni ugljen dodan u soda-vapnenu čašu daje žutu boju. Seleniti i selenati daju blijedo ružičastu ili ružičasto žutu boju. Čini se da telurij daje blijedo ružičastu boju. Nikal s kalij-olovnim staklom daje ljubičastu boju, a smeđa sa soda-vapnenim staklom. Bakar daje paunovo plavo, koje postaje zeleno ako se poveća udio bakrenog oksida.

stakleni pehar

stakleni pehar Vinski pehar, plavo staklo ukrašeno bijelom i zlatnom caklinom, Iran, sredina 19. stoljeća; u muzeju Brooklyn u New Yorku. Fotografija Trish Mayo. Brooklynski muzej, New York, dar gospode i gospođe Charles K. Wilkinson u čast Irme L. Fraad, 76.147.3



Važna klasa materijala su halkogenidne naočale, koje su selenidi, a sadrže talij, arsen, telur i antimon u različitim omjerima. Ponašaju se kao amorfni poluvodiči. Njihova fotoprovodljiva svojstva također su dragocjena.

Određene metalne naočale imaju magnetska svojstva; njihove karakteristike jednostavnosti izrade, magnetska mekoća i velika električna otpornost čine ih korisnima u magnetskim jezgrama električnih transformatora.



Proizvodnja stakla kroz stoljeća

Mnogo različitih korisnih i ukrasnih predmeta izrađeno je od stakla tijekom stoljeća. Povijest stakla kao kreativne umjetnosti određena je dijelom tehničkim napretkom u proizvodnji i ukrašavanju, a dijelom poviješću okusa i mode.

puhanje stakla

puhanje stakla Rastopljeno staklo na štapiću za puhanje stakla. Royik Yevgen / Shutterstock.com

Staklo je prvi put napravljeno u drevnom svijetu, ali njegovo najranije podrijetlo je nejasno. Egipatske staklene perle najraniji su poznati stakleni predmeti, koji datiraju iz oko 2500 godinabce. Kasnije je u egipatskoj civilizaciji napravljena vrsta stakla koju karakteriziraju pernati ili cik-cak uzorci obojenih niti na površini staklene posude.

Pravo podrijetlo modernog stakla bilo je u Aleksandriji tijekom razdoblja Ptolemeja i, kasnije, u starom Rimu. Aleksandrijski obrtnici usavršili su tehniku ​​poznatu kao mozaično staklo u kojoj su kriške staklenih štapića različitih boja presječene poprijeko kako bi se napravili različiti ukrasni uzorci. Staklo Millefiori, za koje su trske izrezane tako da daju dizajne koji podsjećaju na cvjetne oblike, vrsta je mozaičnog stakla.

staklena zdjela

staklena zdjela Zdjela od prešanog mozaičnog stakla, za koju se vjeruje da je iz Aleksandrije, Egipat, 1. stoljećebce; u muzeju Victoria and Albert, London. Ljubaznošću muzeja Victoria i Albert

Kalupljeno staklo također je razvijeno rano, staklo je prešano u kalup kako bi oblikovalo određeni oblik. Također su bile moguće razne vrste ukrasa koji uključuju gravuru i boju.

Puhanje stakla vjerojatno je razvijen tijekom 1. stoljećabcestaklara u Siriji. Ovom tehnikom mogućnosti oblikovanja stakla u željene oblike bile su bezbrojne. Staklo se može puhati u kalup ili oblikovati u potpuno slobodnom obliku. Rimljani su usavršili kameo staklo u kojem je dizajn proizveden odsijecanjem sloja stakla kako bi dizajn ostao reljefan.

Portland vaza

Portland Vase Portland Vase, rimsko kamejsko staklo, 1. stoljećeovaj; u Britanskom muzeju. Ljubaznošću povjerenika Britanskog muzeja

znanstveno puhanje stakla

znanstveno puhanje stakla Portret znanstvenog puhača stakla. Prikazuje se uz dopuštenje regenta sa Sveučilišta u Kaliforniji. Sva prava pridržana. (Izdavački partner Britannice) Pogledajte sve videozapise za ovaj članak

Sljedeća velika zbivanja u povijesti stakla dogodila su se tijekom 15. stoljeća u Veneciji. Već u 13. stoljeću venecijanski otok Murano postao je središte proizvodnje stakla. Isprva su se venecijanski staklari koristili mnogim drevnim i srednjovjekovni ukrasne tehnike za izradu bogato obojenih i ukrasnih dijelova s ​​motivima karakterističnim za talijansku renesansu.

Murano: puhanje stakla

Murano: puhanje stakla Obrtnik koji puše staklo na otoku Murano, u blizini Venecije. Bojan Brecelj - Neobjavljena banka slika / Getty Images

Kasnije su razvili bistru čašu sličnu kristalnoj, tzv kristal , koja je trebala predstavljati osnovu za uspješnu izvoznu trgovinu i proširiti se Europom. Jednostavne puhane naočale ove vrste bile su vrlo tražene u 16. stoljeću. Takvo se staklo dalo ukrasiti graviranjem nježnih dezena; korištena od početka 16. stoljeća, tehnika je ostala popularna i do 18. stoljeća u cijeloj Europi. Graviranje dijamantnom točkom bavilo se posebno u Nizozemskoj i u Njemačkoj.

tri dijela atp molekule

Kasno u 17. stoljeću Bohemija je postala važno područje za proizvodnju stakla i ostalo je važno sve do početka 20. stoljeća. Do 17. stoljeća Engleska je izrađivala staklo u venecijanskoj tradiciji koja je bila zapažena po svojoj jednostavnosti. Staklar George Ravenscroft otkrio je otprilike 1675. godine da je dodavanjem olovnog oksida staklu mletačkog tipa nastalo čvrsto, teže staklo. Kao što je bilo poznato, olovni kristal je nakon toga postao omiljena vrsta stakla za fino posuđe.

Ravenscroft, George: staklena šalica

Ravenscroft, George: staklena šalica Staklena šalica Georgea Ravenscrofta, c. 1674–80; u muzeju Victoria and Albert, London. Ljubaznošću muzeja Victoria i Albert, London

Emajliranje je ušlo u modu sredinom 18. stoljeća u Engleskoj, što je dovelo do razvoja vrste stakla koje se ponekad naziva i Bristol staklom. U 18. stoljeću rezanje stakla ušlo je u modu. Kako se ova tehnika usavršavala, postalo je moguće veliko bogatstvo učinka. Na kraju, krajem 18. stoljeća, kada se tehnika dalje razvijala u Irskoj, cijela se površina stakla duboko rezala kako bi odražavala svjetlost. Ovaj kristal olova od engleskog i irskog reza oponašan je u Europi i Sjedinjenim Državama i ostao je popularan do danas. Waterford kristal važan je primjer ove vrste.

Razdoblje secesije zabilježilo je neke važne promjene. Favrile staklo koje je izumio Louis Comfort Tiffany, sa svojim tekućim oblicima izvedenim iz naturalističkih oblika i sjajnom površinom, bilo je jako cijenjeno i posebno je utjecalo na staklare u srednjoj Europi. Francuski staklar Émile Gallé i tvrtka Daum Frères također su bili važni dizajneri u doba secesije.

Louis Comfort Tiffany: Favrile staklena vaza

Louis Comfort Tiffany: Favrile staklena vaza Vaza od favrile stakla koju je napravio Louis Comfort Tiffany, 1896; u muzeju Victoria and Albert, London. Ljubaznošću muzeja Victoria i Albert, London

Gallé, Émile: staklena vaza

Gallé, Émile: staklena vaza, Pod vodom snova (Pod vodom iz snova), čašu, nagrizano kiselinom i izrezano u kotačima, napisao je Émile Gallé, iz Cristallerie de Gallé, Nancy, Francuska, c. 1890–95; u Muzeju umjetnosti okruga Los Angeles. Fotografija Joel Parham. Muzej umjetnosti okruga Los Angeles, dar Varye i Hansa Cohna, M.82.124.55

René Lalique, jedan od vođa francuske umjetnosti stakla, napravio je staklo koje karakterizira reljefni ukras. Tvrtka Steuben Glass iz New Yorka proizvodila je predmete od prozirnog stakla, često s urezanim ili urezanim dizajnom.

ploča vrata izrađena od stakla Lalique

panel vrata od stakla Lalique Panel vrata od stakla Lalique, dizajner Norman Miller, u crkvi sv. Mateja, župa sv. Lovre, Jersey. E&E Biblioteka slika — Heritage-Images / Imagestate