Производство стекла в Забайкалье

Оглавление

Введение……………………………………………………………………………3

Глава I. Теоретический аспект получения стекла  и историческое  происхождение понятия «стекло».

1.1.Производство и типы  стекла…………………………………………………11

1.2.Химические и физические  свойства стекла…………………………………14

1.3.  Производство стекла  в Забайкалье…………………………………………19

1.3.1.Запуск стекольного  завода в Забайкальском крае………………………...19

1.3.2.Кварцевый песок –   основное сырье Первомайского  стекольного

Завода………………………………………………………………………………22

1.4.Эксперимент «Получение  стекла». Выводы………………………………...24

Глава II Организационные  формы процесса обучения в современной

Школе.

2.1. Характеристика основных  организационных форм обучения  в

современной России………………………………………………………………32

2.2. Внеклассная работа  учащихся при изучении школьного  курса 

химии………………………………………………………………………………37

Заключение………………………………………………………………………...60

Литература…………………………………………………………………………62

Приложение………………………………………………………………………..64

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Каждый год страна выпускает  сотни миллионов квадратных метров оконного стекла. Мало того, из стекла научились делать прочные трубы, стекловолокно, стеклопластик, бронестекло, пустотельные строительные блоки, сложную, термостойкую лабораторную посуду. Стекло успешно конкурирует с металлом. Это очень перспективный материал в самых различных отраслях народного  хозяйства.

Стекло, без которого в  настоящее время нельзя обойтись почти ни в одной области человеческой жизни и деятельности, было получено свыше пяти тысяч лет назад. Древнейшие образцы изделий из стекла, дошедшие до нас - египетского происхождения. На Руси производство художественных изделий из стекла (мозаики, посуды, браслетов) существовало с начала XI столетия. Технология изготовления стекла была перенята от византийцев, и уже  во времена Ярослава Мудрого киевские мастера начали изготовлять свинцово-кремнезёмное стекло.

Назначение стекла в жизни  человека гораздо серьезнее, чем  других материалов, даже самых дорогостоящих. Любить стекло - значит забыть о мраке  и тенях, устремиться к вершинам света и сияния. Смотреть на возвышенную  игру всех цветов радуги, стать более  благородным и более светлым  человеческим существом. Любить стекло - это значит восторгаться и дорожить теми его качествами, которые составляют его непреходящую ценность- благородство материала и благородство труда  в него вложенного. (Йозеф Драконовской)

Михаил Ломоносов был  первым, кто начал изучение  стекла и заложил научную основу в  его производство.

Предмет: производство стекла.

Цель  работы: - рассмотреть роль и значение получения и применения, производство стекла в  Забайкальском крае.

Задачи:

- ознакомиться с понятием  и историей производства стекла и рассмотреть  основные типы  стекла

-на основе литературных данных рассмотреть производство стекла в Забайкалье;

-проанализировать  основные  физические и химические свойства  стекла;

-выполнить эксперимент  по получению стекла из различных  компонентов

-разработать внеклассное  мероприятие по теме «Стекло»

Структура дипломной работы: состоит из введения двух глав, заключения и списка литературы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава I. Теоретический  аспект получения стекла и историческое происхождение понятия «стекло».

Стекло - вещество и материал, один из самых древних и, благодаря  разнообразию своих свойств, - универсальный  в практике человека

О слове русского языка  у В. И. Даля сказано: «Стекло́ ср., стекло юж. Зап. и црк., сплав песку (кремнистого) с. поташом; хим. кремнекислый натр, иногда калий, свинцовая окись». Старославянское — стекле, сткляно - стеклянное [море] (Апокалипсис — Откр; Апок 15, 2); древнерусское (с XI века) — стекло (существительное среднего рода второго типа склонения — по Н. Д. Русинову); «стёка — псковское, тверское наречие».

Любопытна пространственная аналогия метафоры Апокалипсиса с реальными  стеклянными горами, которые именно таковыми «стали» совсем недавно, как  можно понять из дальнейшего.

Первоначально стеклом называли лишь всем известный и наиболее распространённый продукт стеклоделия, относимый  с некоторых пор в научном  обиходе к силикатным стёклам. Когда  была установлена идентичность строения, состава и свойств стекла многим минералам, последние стали квалифицироваться как разновидности его природного аналога, именуясь в соответствии с условиями формирования: некристаллизовавшиеся производные быстро остывшей лавы - вулканическим стеклом (пемза, обсидианы, пехштейн, базальты и др.), образовавшиеся из земной горной породы в результате удара космического тела — метеоритным (молдавит); особый класс стеклообразных минералов представляют фульгуриты (кластофульгуриты), которые образуются из силикатных отложений (SIO₂ - песка, кварца, кремнезёма — то есть тривиальных, наиболее распространённых сырьевых компонентов в рядовом стеклоделии), в результате удара мощного разряда молнии, встречаются преимущественно — на вершинах скалистых гор в районах с повышенной грозовой активностью, имеют место и полупрозрачные образцы кластофульгуритов.

 Основным поводом к  созданию синтетического заменителя  — органического стекла, стало  отсутствие в пору его разработки (1930-е годы) материалов, пригодных  для использования в авиации.  Стеклом этот полимер - соответственно  принадлежащий к классу органических  веществ, именуется только по  внешнему сходству. Прозрачное, иногда  цветное вещество.

Долгое время первенство в открытии стеклоделия признавалось за Египтом, чему несомненным свидетельством считались глазурованные стеклом  фаянсовые плитки внутренних облицовок  пирамиды Джессера (27ой век до н. э.); к ещё более раннему периоду (первой династии фараонов) относятся находки фаянсовых украшений, то есть стекло существовало в Египте уже 5 тысяч лет назад. Археология Двуречья, в особенности — Древних Шумера и Аккада, склоняет исследователей к тому, что немногим менее древними образцом стеклоделия следует считать памятник, найденный в Месопотамии в районе Ашнунака — цилиндрическую печать из прозрачного стекла, датируемую периодом династии Аккада, то есть возраст её — около четырёх с половиной тысяч лет. Бусина зеленоватого цвета диаметром около 9 мм, хранящаяся в Берлинском музее, считается одним из древнейших образцов стеклоделия. Найдена она была египтологом Флиндерсом Питри около Фив, по некоторым представлениям ей пять с половиной тысяч лет. Н.Н. Качалов отмечает, что на территории Старовавилонского царства археологи регулярно находят сосудики для благовоний местного происхождения, выполненные в той же технике, что и египетские. Учёный утверждает — есть все основания считать, «что в Египте и в странах Передней Азии истоки стеклоделия… отделяются от наших дней промежутком приблизительно в шесть тысяч лет».

Существует также несколько  легенд, с той или иной степенью правдоподобия толкующих возможные  предпосылки того, как сложилась  технология. Н. Н. Качалов воспроизводит  одну из них, поведанную античным естествоиспытателем  и историком Плинием Старшим (I век). Эта мифологическая версия гласит, что однажды финикийские купцы  на песчаном берегу, за неимением камней, сложили очаг из перевозимой ими африканской соды — утром на месте кострища они обнаружили стеклянный слиток.

Изучающие историю происхождения  этого материала когда-нибудь придут к единому мнению и относительно места — Египет, Финикия или  Месопотамия, Африка или Восточное  Средиземноморье и т. д., — и  относительно времени — «около 6 тысяч лет назад», но характерную  для феноменологии естествознания черту — «синхронность открытий», можно наблюдать по некоторым  признакам и в данном случае, причём не имеет большого значения разница  даже в сотни лет, в особенности, когда в реконструируемом способе варки стекла прослеживаются существенные различия.

Актуальность легенд, повествующих о зарождении стеклоделия, сводится не столько к историческим и этногеографическим аспектам, которые с точки зрения теории познания лишь косвенно важны, - сколько к происхождению технологии как таковой, словно отделившейся от «случайных» процессов гончарных  ремёсел, и ставшей отправной  точкой для создания материала с  новыми свойствами — первым шагом  к управлению ими, а в дальнейшем - к постижению строения. Существует несколько версий, одна из которых именно на этом примере делает попытку решить вопрос: что есть стекло? — Н. Н. Качалов предлагает: ...отмерять этот срок от появления поливной керамики или вообще каких-либо глазурованных силикатных изделий. Всякая глазурь, закреплённая на глиняном или вообще силикатном черепке, по составу представляет собой стекло, и наиболее правдоподобная версия открытия стекла как самостоятельного материала связывается с наблюдением человека над процессами керамической технологии. Однако глазурь на древнем фаянсе играет второстепенную роль в изделии и является материалом непрозрачным, т. е. она лишена главного отличительного признака стекла, а потому может называться им лишь условно. 

Немногим ранее мысль  о «стеклообразном родстве» всех силикатных материалов высказывает  И.Ф. Пономарёв, причём учёный подчёркивает важность понимания не столько генезиса стекла, сколько роль исследования его строения для изучения свойств других силикатных материалов; одновременно он указывает, что эти соображения имеют место ещё у М. В. Ломоносова: Теория строения стекла имеет значение не только для понимания свойств изделий из чистого стекла, но и для всех силикатных изделий, которые в процессе производства находились при температуре выше 800°. Можно считать, что все силикатные материалы, рассматриваемые силикатной технологией, содержат стекло. Замечательны слова М.В. Ломоносова, написанные в «Письме о пользе стекла» (1752 г.): «Имеет от стекла часть крепости фарфор». Не только фарфор, но и фаянс, керамические изделия, огнеупоры, цемент — все они содержат то или иное количество стекла. Поэтому значение изучения стекла чрезвычайно расширяется и выводы, делаемые в исследованиях, посвящённых строению стекла, важны для понимания свойств самых различных технических силикатных продуктов. 

В изучении технологии египетского  стекловарения определённых успехов  добился английский исследователь  А. Лукас. Его сведения дают следующее  представление о развитии стекольного  производства Египта «архаического» периода, который заканчивается IV тысячелетием до н. э.

Так называемый «египетский  фаянс» (бусы, амулеты, подвески, небольшие  пластинки для инкрустаций) представляет собой изделия, покрытые зеленовато-голубой  глазурью. Отнесение их к тому, с  чем ассоциируется в настоящее  время «фаянс» нельзя считать  правильным, поскольку отсутствует  главный признак этой категории  изделий — глиняный черепок. Известен египетский фаянс с «черепком» трёх родов: стеатит, мягкая кварцевая мука и цельный природный кварц. Существует мнение, что наиболее ранние образцы  изготовлены из стеатита. Минерал  этот по составу представляет собой  силикат магния, он присутствует в  природе в больших количествах. Изделия, вырезанные из куска стеатита, для получения глазури покрывались порошкообразной смесью из сырых материалов, входящих в её состав, и обжигались. Глазурь эта, по химическому составу представляющая собой силикат натрия с небольшой примесью кальция — не что иное как легкоплавкое стекло, окрашенное в голубые и зеленовато-голубые тона медью, иногда с изрядной примесью железа.

 Египетские стеклоделы  плавили стекло на открытых  очагах в глиняных мисках. Спёкшиеся  куски бросали раскалёнными в  воду, где они растрескивались,  и эти обломки, так называемые  фритты, растирались в пыль жерновами  и снова плавились.

Фриттование использовалось ещё долго после Средневековья, поэтому на старых гравюрах и при археологических раскопках мы всегда находим две печи — одну для предварительной плавки и другую для плавки фритт. Необходимая температура проплавления составляет 1450 °C, а рабочая температура — 1100—1200 °C. Средневековая плавильная печь («гуль» — по чешки) представляла собой низкий, топящийся дровами свод, где в глиняных горшках плавилось стекло. Выложенная только из камней и глинозёма, долго она не выдерживала, но надолго не хватало и запаса дров. Поэтому, когда лес вокруг гуты вырубали, её переводили на новое место, где леса было ещё в достатке.

Ещё одной печью, обычно соединяемой  с плавильной, была отжигательная печь - для закалки, где готовое изделие нагревалось почти до точки размягчения стекла, а затем - быстро охлаждалось, чтобы тем самым компенсировать напряжения в стекле (предотвратить кристаллизацию). В виде такой конструкции стеклоплавильная печь продержалась до конца XVII века, однако нехватка дров вынуждала некоторые гуты, особенно в Англии, уже в XVII веке переходить на уголь; а так как улетучивающаяся из угля двуокись серы окрашивала стекло в жёлтый цвет, англичане начали плавить стекло в замкнутых, так называемых крытых горшках. Этим плавильный процесс затруднялся и замедлялся, так что приходилось подготавливать шихту не такой твёрдой, и тем не менее однако уже в конце XVIII века преобладающей делается топка углем.

Полтораста лет назад  стекло варили только в огнеупорных  сосудах. В них засыпали вручную  шихту, состоящую из кварцевого песка, соды, мела, доломита и других материалов. Шихта при высокой температуре  превращалась в прозрачную массу. Из жидкой стекломассы стеклодувы выдували различные сосуды, бутылки, посуду или  цилиндры, из которых затем получали листы стекла. Это был тяжелейший труд. В 30 гг. прошлого столетия в России появились первые ванные печи для  промышленного производства стекла. Потребность в нем росла очень  быстро. Стали делать стекло делительные  заводы. И на каждом - одна или несколько  ванных печей, выпускавших за сутки  тонны стекла.

В настоящее время современные  ванные печи - большие сооружения. Длина  печи для производства оконного стекла - несколько десятков метров. Шихту  в печь загружают непрерывно по 10-15т  в час с помощью механических устройств. Печь вмещает более 2500 т  стекломассы и дает в сутки 350т  стекла и больше.