sticla-corectat

8/2/2019 sticla-corectat

1/19

Universitatea Transilvania din BraovFacultatea de tiine Economice

MARFURI DIN STICL

Studeni: Nedelcu George CristianMurariu Marius

Secia: MarketingGrupa: 8173

Anul: II

-2008-

1


2/19

Istoria milenar a sticlei

Cea mai veche sticl este sticla vulcanic, rezultat prin rcirea rapid a lavei. Diferite obiecte ca

vrfuri de sulie, topoare, oglinzi, se pstreaz n diferite muzee.

Cel mai vechi obiect din sticla propriu-zis se consider o amulet albastr ce a fost gsit n Egipt i

este datat n anul 7000 .e.n. n Egipt i Liban au fost descoperite perle din sticl vechi de 5500-3400

ani.

ntr-o localitate din apropierea Bagdadului s-a gsit un cilindru din sticl albastru-deschis, fr

incluziuni sau defecte, datat la circa 2700 ani i.e.n. Calitatea deosebit a sticlei atest existena unei

ndelungate experiene i ca atare se presupune c n Asia sticla era cunoscut naintea Egiptului.

Se estimeaz c producerea unor vase n ntregime din sticl a nceput cu 700 de ani .e.n. Atunci

modelul era confecionat din argil nisipoas care era nmuiat n topitur de sticl. Sticla ce adera la

model era nclzit n flacr pentru a se distribui uniform i a se netezi, dup rcire miezul era ndeprtat

treptat.

Pe la nceputul erei noastre a fost descoperit procedeul de fasonare a obiectelor din sticl goale n

interior, prin suflare. Se pare c faptul a avut loc n Siria, dar meteugul s-a rspndit repede n tot

Imperiul roman. Unele surse atribuite romanilor aceast descoperire. Prin anul 200 Alexandria (Egipt) era

un important centru de producie a obiectelor din sticl. Meteugul a fost preluat de Roma, unde un sfert

din locuitori triau de pe urm lui.

O alt dovad privin arta meteugarilor romani este aa zisa ,,vaza de Portland gsit n sec. XVIlng Roma, n mormntul uni patrician. Sticla de baz este albastr iar peste ea este depus un al doilea

strat de sticl alb-lptoas modelat artistic cu semne mitologice n relief. Acest obiect a avut o soart

ieit din comun. Dup ce s-a pstrat intact n mormntul n care s-a gsit, timp de 14 sec., a fost

cumprat de ducele de Portland i expus apoi n British Museum din Londra. Aici, n 1845, a fost

2


3/19

spart cu un baston de un visitator nebun. Vasul a fost reconstituit din cioburi iar specialiti au executat 2

copii foarte asemntoare. Una din aceste copii este expus i n prezent n muzeu.

n secolele I-II e.n. prelucrarea sticlei s-a dezvoltat i pe rmurile portului Euxin. La Tomis n

(actuala Constana) au fost gsite urmele unor cuptoare de topit sticla i la muzeul Arheologic Constana

sunt expuse multe vase de sticl din acea perioad, variate ca form i dimensiuni.n aceai perioad existau ateliere de prelucrat sticl i n Germania, la Trier i Kln.. Prin anul 1000 au

aprut asemenea cuptoare n Boemia i n Polonia. Dar cea mai mare faim o aveau produsele de sticl

din Veneia. Aici au fost adui meterii iscusii din Bizan i instalai pe insula-fortrea Murano.

Folosind nisip cuaros fin imbibat cu diferite sruri aduse din cetile feniciene Sidon (Liban), aceti

meteri au reuit s obin produse ce nu aveau rival n lume.

La nceputul secolului I al erei noastre, un meter roman a inventat eava de suflat sticl: o eav

de fier lung i subire, prevzut la un capt cu o mic umflatur, iar la cellalt capt cu o prelungire de

lemn prin care se sufl aerul. La captul evii de fier se prinde un ghem de sticl lichid i se sufl n

eava. Se formeaz un balon de sticl cruia nainte de a se rci i se poate da orice form. Aproape 2000

de ani toate obiectele de sticl s-au fabricat astfel. Sticlarii romani fceau vase obinuite din sticl opac,

verzuie, dar i sticl incolor i slab transparent din nisipuri albe.

Sticla colorat era cunoscut nc de egipteni dar romanii au iniiat o art a sticlei colorate.

Acum 1500 de ani n urm ei tiau s lucreze pocale parc tiate din pietre preioase: smarald, safir, opal,

rubin; fceau flacoane asemntoare ca form i culoare cu lotusul, curmalele, strugurii etc. Dar nici un

asemenea obiect nu se putea compara cu renumitele cupe murrhine, care erau mai scumpe ca aurul.Aceste cupe erau mici, fr ornamente dar frumuseea lor se datora colritului viu i bogat. Pereii

murrhinei aveau o sclipire deosebit, aruncnd parc lumini de curcubeu. Acest efect se datora faptului

c, n sticla transparent din care erau fcute, erau presrate grune multicolore din sticl. Neron a pltit

pe o murhhina 70 de talani, sum cu care se puteau cumpra 300 de robi. Foarte scumpe erau i cetile

de sticl pentru splatul minilor (trulla), vase folosite de meseni dup fiecare fel de mncare (nu se

cunoteau tacmurile). La fel de scumpe erau i diatretele, nite pocale introduse n suporturi dantelate

de sticl n form de inele. Suportul nu se lipea de pocal i nici nu se nclzea pre mult dac se beau

lichide fierbini.

Pn n zilele noastre nu s-au pstrat dect aproximativ zece diatrete, numai cteva ntregi. Se

presupune c au fost fcute de un singur meter artist, care a pstrat secretul artei sale.

Secole de-a rndul Veneia a deinut monopolul sticlei de bun calitate i prelucrate artistic. Dar pentru

aceast supremaie, insul Murano era o adevrat nchisoare n care divulgarea secretelora sau tentativa

de evadare erau pedepsite cu moartea.

3


4/19

n secolele XIV-XVII apare n Europa numeroase ateliere care produceau sticl ce ncepea s o

concureze pe cea de Murano.

Primul document scris despre sticl apare n cele peste 20 de tblie de argil ars care constituiau

biblioteca lui Assurlanipal (circa 650 ani .e.n.), gsite n micile ceti asiriene Ninive (n Irak). Informaii

interesante despre sticl a lsat n scrierile sale i Pliniu cel Btrn.Prima ,,tehnologiea sticlei apare n 1540 n lucrarea ,,Pirotehnia scris se pare la Veneia de Vanaccio

Biringuccio. Treptat, lucrrile despre sticl s-au nmulit n ritm accelerat.

Cea dinti fabric de sticl cunoscut din documente n ara noastr se afl lng Trgovite i

aparinea lui Matei Voievod (1650). n Moldova, Grigore Ghica a dat un hrisov pentru nfiinarea unei

fabrici de sticl n satul Calugara din inutul Romanului (1740). Documentele scrise atesta i existena

unei fabrici de sticl din 1727 n localitatea Belin din Criana. n secolul XIX s-au construit numeroase

fabrici de sticl dintre care unele funcioneaz i astzi. Aa sunt fabricele de la Poiana Codrului

(Maramure) constituit n 1801, cea de la Tometi (Banat) din 1804, fabrica de la Avrig din 1830,

Pdurea Neagr 1840, Azuga 1880 i altele. n anii 1921-1922 s-au constituit fabricile de sticl de la

Turda i Media ce foloseau drept combustibil gazul metan.

Chimia sticlelor

Sticlele sunt un amestec de dioxid de siliciu i silicai ai diferitelor metale. Sunt materiale necristalizate

(amorfe), cu rezisten mecanic i duritate mare, cu coeficient de dilatare mic. La temperaturi mai nalte

se comport ca lichidele subrcite cu vscozitate mare. Nu au punct de topire definit. Prin nclzire senmoaie treptat, ceea ce permite prelucrarea sticlei prin suflare, presare, turnare, laminare.

Obinere

Sticlele se obin, n general, prin topirea n cuptoare speciale, a unui amestec format din nisip de

coar, piatr de var, carbonat de sodiu (sau de potasiu) i materialele auxiliare.

Proprietile fizice ale sticlelor sunt determinate de compoziia lor. Sticla obinuit, sticla de sodiu

are compoziia aproximativ 6SiO2CaONa2O. Se ntrebuineaz la fabricarea geamurilor i aambalajelor de sticl. Sticla de potasiu are compoziia 6SiO2CaOK2O i este rezistent la variaii de

temperatur. Se folosete la fabricarea vaselor de laborator. Cristalul (sticla de plumb) este o sticl n care

sodiu i calciul au fost nlocuii cu potasiu i plumb (6SiO2PbOK2O) i se caracaterizeaza prin

proprieti de refracie bune i densitate mare. Flintul i trasul conin un procent de plumb mai mare

dect cristalul. Flintul se folosete pentru prisme i lentile optice. Prin adugarea unor cantiti mici de

4


5/19

Al2O3 sau B2O3 se obin sticle rezistente la variaii brute de temperatur care se folosesc la fabricarea

vaselor de laborator (sticla Jena, Pirex sau Duran). Au o rezisten chimic mare i coeficient de dilataie

mic.

Compoztia chimic a unor sticle mai cunoscute

Componenii

Sticladegeam

(Scaieni)

Sticladebutelii

(Sighiso

ara)

Sticlacristal

Sticladelaborator

Turingia

SticladelaboratorJena

(Ger.Glas.)

S

ticladelaboratorPirex

SticlaLindeman

Sricalopticcrongreu

Sticlaopticflint

SiO2

B2O3

BeO

CaO

MgO

BaO

PbO

ZnO

%

71,5

-

-

7,9

3,6

-

-

-

%

72,4

-

-

9,3

1,l

-

-

-

%

55,5

-

-

-

-

-

30

-

%

66

-

-

8

4,5

-

-

-

%

76

16

-

0,2

-

-

-

-

%

81

12

-

0,5

-

-

-

-

%

-

64

15,3

-

-

-

-

-

%

32,70

13,20

-

-

-

45,90

-

3,50

%

47

-

-

-

-

-

46,4

-

5


6/19

Li2O

Na2O

K2O

Al2O3

Fe2O3As2O3

-

15,6

-

1,20

0,20-

-

15,3

-

1,79

0,2-

-

-

14,5

-

--

-

11

3

7,5

--

-

5,4

0,6

1,7

--

-

4,5

-

2

--

20,7

-

-

-

--

-

-

-

3,15

-1,60

-

-

6,35

-

-0,20

Sticlele colorate se obin dac, n topitur, se adaug unii oxizi metalici de (Fe,Co,Cr,Cu etc.),

care formeaz silicaii colorai. n industria sticlei se utilizeaz drept colorani un numr foarte mare de

substane care se ncadreaz de obicei n trei categorii: colorani ionici, colorani moleculari i colorani

coloidali.

Colorani ionici sunt n general oxizii metalici. Aa de exemplu sticla roie conine i oxid de cupru I,

sticla galben sulfat de cadmiu, sticla albastr oxid de cobalt (II), sticla verde oxid de crom (III), sticlaviolet oxid de mangan. Trioxidul de uraniu d o culoare galben-verde nsoit de o frumoas

fluorescen verde.

Colorani moleculari sunt reprezentai de seleniu care d o culoare roz, de sulf care d o culoare galben

sau galben-cafenie i mai ales de sulfurile i seleniurile diferitelor elemente. Foarte utilizat este

amestecul CdS + CdSe care d o culoare roie-rubinie a crei nuan depinde de raportul dintre cei doi

componeni.

Colorani coloidali sunt de fapt metalele care, prin tratamente termice adecvate, sunt dispersate

sub form de soluie coloidala imprimnd sticlei culori ce depind de dimensiunile particulelor coloidale.

Astfel, aurul fin dispersat n sticl d o culoare roie-rubinie foarte frumoas. Argintul d nuane de la

galben la cafeniu.

Sticlele colorate se topesc n creuzete cu capciti de ordinul sutelor de liri sau n cuptoare mici n care

temperatura, i mai ales caracterul mediului, se pot controla riguros. Sticlele colorate se utilizeaz n afara

obiectelor de menaj, n numeroase domenii importante. Mari consumatori de sticl colorat sunt

transporturile aeriene, navele, terestre. Semnalizrile luminoase n transporturi au o deosebit important,

culorile utilizate deobicei, fiind roul, verde, albastru i galben.

Sticlele colorate se utilizeaz i drept filtre penru anumite radisii, pentru protejarea ochilor,

sudorilor sau a celor ce privesc n cuptoare incandescente se utilizeaz aa-numitele sticle de cobalt dar i

alte sticle care pot reine radicali calorici sau ultraviolete. Filtrele colorate intr n componena unor

aparate optice sau de analiz, utilizate n laboratoare de fizic, chimie sau tehnic fotografic.

6


7/19

Metalizarea superficial a sticlei

Sunt cunoscute numeroase procedee de aplicare pe suprafaa sticlei a unor particule metalice ce-i

confer proprieti optice, electrice sau decorative foarte preioase. Asta ntruct suprafaa sticlei are

capacitatea de a fixa puternic particule solide.

Metalizarea superficial a sticlei se practic de sute de ani pentru obinerea oglinzilor. Mult timpoglinzile s-au fabricat prin depunerea pe sticl a unui strat de amalgam de staniu (aliaj de Sn i Hg).

Acest procedeu a fost prsit deoarece amalgamul nu este stability i degaja n permanen vapori toxici

de mercur. Din acelai motiv aceste oglinzi se degradau relativ repede. Astzi oglinzile se fabric prin

depunerea pe sticla a unui strat de argint metalic. Depunerea se realizeaz prin reducera ionilor de argint

dintr-o sare complex amoniacal cu ajutorul unui reductor organic (de exemplu, acid tartric). Soluia

amoniacal se obine prin tratarea azotului de argint cu amoniac. Atenie deosebit se d pregtirii

suprafeei sticlei pentru a se asigura o bun aderen a argintului. n acest scop placa de sticl se

lustruiete uor cu un abraziv foarte fin. Se nltur apoi orice urm de grsime prin tratarea sticlei cu un

degresant puternic. Suprafaa astfel curat se spal cu ap i se pstreaz acoperit cu o pelicul de apa

distilat pn la argintare.

Un alt procedeu de depunere pe sticl a unor pelicule metalice este depunerea n vid. Pentru aceast

pies de sticl se introduce ntr-un spaiu vidat n care se evapor metalul ce urmeaz s fie depus.

Evaporarea se face fie introducnd metalul respectiv n arc electric, fie depunndu-l pe un filament de

wolfram ce poate fi nclzit la temperatura necesar. Astfel se poate depune practic orice metal. Sunt mai

multe metode folosite, amintim o metod relativ recent care const n ngroarea suprafeei sticlei cu

picturi de metal topit. Topirea se realizeaz fie formnd un arc electric ntre dou srme din metalul

respectiv, fie introducnd o asemenea srm ntr-o flacr oxiacetilenic. Asupra punctului unde se

topete metalul se ndreapt un jet de aer comprimat care pulverizeaz metalul topit i-l proiecteaz pe

suprafaa sticlei i astfel se ncrusteaz puternic n suprafaa ei. Piese de sticl metalizate n acest fel sunt

utilizate n construcii n scopuri decorative. O sticl incolor metalizat cu Al pare argintat iar cu cupru-

aurit.

Dac pe sticl se depune o pelicul de dioxid de staniu, aceasta are proprieti semiconductoare.Peliculele semiconductoare au multe aplicaii n laboratoare i n industrie. Ele sunt utilizate mult pentru

nclzirea electric a obiectelor de sticl sau a coninutului lor. Astfel, ferestrele avioanelor i n special

cele din cabina echipajului sunt protejate pe aceast cale mpotriva givrajului (acoperiri cu ghea),

fenomene curente la nlimile de zbor ale avioanelor moderne. Pentru laboratoare, industrie sau uz

casnic se fabric diferite vase de sticl prevzute cu nclzitoare pe baz de pelicule semiconducatoare

7


8/19

depuse direct pe pereii vasului. Introducerea curentului electric se face prin intermediul unor contacte de

argint depuse pe sticl cu ajutorul unei paste, pentru izolarea electric a pastei semiconducatoare se

depune pe ea o a doua pelicul de SiO2 i TiO2.

Clirea sticleiClirea sticlei este cunoscut cel puin din secolul al XVIII-lea cnd ,,lacrima batavica, obinut

prin cderea unei picturi de sticl topit n apa, strnea uimirea tuturor. O astfel de pictur de sticl

rcit brusc rezist la ocuri puternice, dar devine instantaneu o pulbere fin cnd i se rupe codia subire

rmas dup desprinderea din bucata topit. Clirea a fost aplicat industrial n 1930 pentru obinerea

plcilor de sticl cu rezisten mrit, numit ,,securit.

Prin clire crete rezistena sticlei i aceasta se datoreaz unor eforturi de conpresiune n sfaturile

superficiale ale plcii, care compensez apoi o parte din eforturile de traciune ce apar sub influena

solicitrilor mecanice. Valoarea tensiunilor de conpresie, respectiv rezistena mecanic a sticlei clite,

este influenat de temperatura de la care ncepe rcirea i viteza de rcire.

Clirea se aplic industrial pe scar larg la fabricarea parbrizelor i a celorlalte geamuri pentru

autovehicule.

Sticla plan-cel mai rspndit produs din sticl

Ochiurile de sticl de la ferestre au fost folosite i apreciate de oameni ncepnd de acum 2000

de ani. Ele au devenit ns accesibile abia la sfritul secolului trecut. Cele mai vechi procedee se bazau

pe turnarea sticlei ntr-o ram ce delimita i ddea form plcii de sticl. Se obineau astfel plci groase

cu suprafee nu prea netede. Imposibilitatea de a obine plci mari de sticl a dus probabil la inventarea

tehnicii vitraliilor care au permis nchiderea cu sticl a marilor ferestre ogivale. n acest scop se sufl

sticl topit sub forma unei bici de dimensiuni convenabile ,dup desprinderea acesteia se rotea rapid

vergeaua i sticla capt forma unui disc. Din aceste discuri sau buci tiate de discuri se confecionau

vitraliile. Procedeele s-au perfecionat continuu. Din dorina de a obine oglinzi de dimensiuni mari s-au

pus la punct procedee de laminare a sticlei. Sticla obinut prin laminare trebuie lefuit i lustruit pentruc suprafeele s fie netede i paralele. lefuirea se face cu o suspensie de nisip n ap i folosind discuri

grele de font care se rotesc. Lustruirea se face asemntor dar cu discuri acoperite cu psl i pulbere

fin de Fe2O3. Procedeul este folosit la fabrica de geamuri de la Scieni.

Din 1959 se produce sticl plan prin procedeul numit al ,,sticlei plutitoare (procedeul Pilkington).

8


9/19

n acest procedeu topirea i laminarea se face prin aceleai operatii doar c placa de sticl laminat este

condus pe suprafaa unei bi de metal topit (Sn sau aliaje) nclzit la temperatur ridicat. Sticla moale

intr n contact cu suprafaa metalului topit; se netezete perfect suprafaa superioar, nclzit cu ajutorul

unei flcri se netezete datorit aciuni tensiunii superficiale (,,lustruirea la foc). Placa de sticl,

avansnd pe baia de metal, se rcorete i este trecut apoi n cuptorul de recoacere. Suprafeele aparperfect netede, fr a fi nevoie de lefuire.

Geamurile moderne

Pentru a asigura n locuine accesul luminii soarelui i confortul maxim, sticla trebuie s fie termo-i

fonoizolant. Proprietaile izolante termic i fonic se realizeaz de obicei nchiznd ntre 2 plci de sticl

un strat de aer (ferestre duble). n cazul cldirilor moderne n care sticla formeaz perei ntregi se

folosete un sortiment relativ nou de geamuri, numite comercial termopan. Geamurile termopan sunt de

fapt nite panouri formate din doua sau mai multe plci de sticl prinse ntre ele fie prin sudur , fie prin

lipire de rame, care nchid ntre ele straturi de aer uscat, termo-i fonoizolant. Panourile se fixeaz direct

n zidire i pot avea dimensiunile cele mai diferite, n funcie de construcie. Grosimea stratului de aer

trebuie s fie de maximum 4cm pentru ca stratul de aer s se comporte laminar. Au o mare rezistent

mecanic i caliti izolante (fonice sau termice) corespunztoare grosimii stratului de aer. Pentru

reglarea cantitii de lumin panourile sunt prevzute plcile de jaluzele de aluminiu ce fi manevrate

din exterior. Pentru interiorul s nu fie vizibil , se pune un strat de de (1-1,25mm grosime). Geamul

termoabsorbant are n compozie oxizi care absorb intens radiaiile inflarosii (Feo). Aceste geamuri sunt

i la noi. Pot opri 80% din radiatiile calorice-numai 40% din cele vizibile. Acelai efect care are pe o

depunere a unei pelicule metalice semitransparente.

Sticla de siguran este sticla care prin spargere nu d cioburi periculoase i se folosete n special n

mijloacele de transport. n toat lumea se produc trei tipuri de sticl de siguran: sticl armat, sticl

triplex, sticl clit (la noi-securit). Sticla armat conine n grosimea ei o reea de srm de fier cu

ochiuri ptrate hexagonale sau alt forma, care n momentul spargerii impidica desprinderea cioburilor i

cderea plcii din rama n care este fixat. Se folosete la acoperirea haleleor industriale i la construciapereilor laterali. Plasa metalic se poate introduce ntre valurile unei maini moderne de laminare

continu a sticlei, dar sunt i alte procedee. Uneori firele metalice nglobate n sticl sunt folosite ca

rezistene electrice cu ajutorul crora se nclzesc geamurile avioanelor pentru evitarea depunerilor de

ghea. ridicate, se prefera rainile fenol-formaldehidice, pentru rezistene mecanice mari se folosesc

raini epoxi-fenolice iar proprietaile electrice bune cu raini polimetil-siloxanice.

9


10/19

Sticla triplex este format, n principiu, din dou plci de sticl lipite pe un material transparent care, la

spargere reine cioburile i nu las geamul s ias din ram. n prezent se folosesc folii de butafol care

ader bine pe sticl. Triplexul are rezisten mecanic mare, dar este cel mai scump sortiment de sticl

plan.

Plcile securit, cele mai utilizate n transporturi, se obin prin clirea sticlei. Plcile agate de nitedispozitive speciale (de obicei verticale), sunt nclzite n cuptoare electrice pn la aproximativ 600C.

Dup cteva minute sunt scoase i rcite repede cu jeturi de aer. Rezisten mecanic la incovoire crete

de 5-8 ori fa de cea a sticlei necalite iar la spargere formeaz cioburi sub form unor grune cu muchii

i coluri rotujite, nepericuloase pentru cltori. Un dezavantaj l constituie zgomotul puternic produs la

spargerea geamului securit. Acest zgomot i poate surprinde pe oferi i le pot distrage atenia de la trafic.

Fibrele de sticl

Fibrele i produsele din sticl, cele mai uimitoare produse obinute din sticl, au intrat de mult n

practica industrial, avnd numeroase utilizri curente. Una din cele mai simple metode de obinere a

fibrelor de sticl este tragerea lor din baghete. Dac o baghet meninut n poziie vertical este nclzit

pn la topire la captul inferior, se formeaz la un moment dat o pictur de sticl topit. Pictura tinde

s se desprind de baghet, antrennd dup sine un fir de sticl. n cazul cnd firul este nfurat pe un

tamburul ce se rotete, tragerea firului poate continua vreme ndelungat, obtinundu-se un fir lung.

Industrial se folosesc instalaii n care tragerea se face din 100 de baghete care avanseaz treptat spre

zona de topire, antrenate de 2 valuri prin care trec. Sunt i alte procedee care folosesc principiul trageriifirelor de sticl prin filiera (orificii de 1-2mm diametru) prin care ptrunde sticla fluid.

Fibrele de sticl au o rezisten mecanic mare, pe care o pstreaz pn la cca. 250C. De

asemenea au o stabilitate chimic bun i o greutate volumetric mic. De mare utilitate sunt proprietile

izolate, termice i fonice ale fibrelor de sticl. pentru case. Izolaiile termice pe baza de vat de sticl sunt

mult utilizate; la fel plcile i ,,saltelele prinse ntre dou reele de srm. Ele sunt utilizate la izolarea

termic a conductelor ce transport fluide calde sau cele ce trebuie ferite de nghe, a cazanelor cu aburi, a

unor cuptoare sau a unor instalaii din industria chimic. Fibrele de sticl i-au gsit utilizri n izolareatermic a navelor cosmice i la realizarea unor sisteme de protejare a lor mpotriva nclzirii excesive la

rentlnirea n atmosfer. Izolarea fonic gsete n vat i esturile din sticl materialele ideale care

absorb intens sunetele, sunt uoare, neinflamabile.

esaturile simple din fibre de sticl impregnate cu bitum sunt folosite pentru izolaii hidrofuge foarte

durabile.

10


11/19

Sticla optic

De mult timp sticla este un material optic consacrat. Aceasta pentru c sticla cumuleaz cteva

proprieti fizice i tehnologice preioase. Se pot obine cantiti mari de sticl perfect omogen din punctde vedere optic (transparena, indice de refracie, dispresia); variaia compoziiei poate duce la modificari

ale proprietilor optice, rezistena sticlei la diferii ageni externi.

Sticlele optice se grupeaz n doua mari categorii care difer ntre ele prin conpoziie, dar mai ales prin

valorile constantelor optice.

Sticla cron (crown) care este o sticl silico-calco-sodic, ce mai conine suplimentar diferite proprieti de

ali oxizi sau fluoruri (BaO, P2O5, Al2O3, NaF, KF, La2O3, etc.). Sticla cron are indicii de refracie mici

si dispersii mari. Sticlele flint conin un procent ridicat de oxizi ai metalelor grele

(TiO2,CdO,La2O3,Bi2O3) Ele au indicii de refractie ridicati si dispresii mici.

Instrumentele optice moderne necesita sticle cu o mare varietate de indicii de refractie pe cand dispresia,

le este necesara doar in spectroscopie.

Fibrele optice

Fibrele din sticl i-au gsit o aplicare neateptat n optic i se bazeaz pe proprietatea acestor

fibre de a conduce lumina de-a lungul firului de sticl cu foarte puine pierderi. Cnd firul este drept,

lumina se transmite n linie dreapt. Dac firul este ndoit, lumina urmeaz toate ondulaiile datorit

reflexiilor totale repetate care au loc la suprafaa de separare sticl-aer. n felul acesta lumina poate fi

condus la distane mari. Aplicaiile au devenit interesante numai dup ce s-au folosit fibre de sticl

extrem de subiri nmnuncheate ntr-un fascicol de grosimea necesar i care poate fi indoit cu uurin.

Se practic uneori vopsirea acestora la exterior cu negru, pentru a evita trecerea parazit a luminii ntre

fibre. Astfel s-au putut transmite imagini prin cablu din spaii sau ncperi greu accesibile i n care exist

condiii periculoase. S-a pus la punct un aparat care permite vizionarea i fotografierea unor imagini

transmise de un fascicol de fibre de 1,25mm diametru i de circa 1m lungime. Aparatul se folosete nmedicin pentru vizualizarea interiorului stomacului dupa ce pacientul a nghiit captul cablului optic.

Imaginea total, dei mic este foarte clar i precis. Exist posibilitatea ca un astfel de dispozitiv,

introdus printr-o ven, s observe starea de funcionare a inimii.

Printre aplicaiile fibrelor optice se numar i laserele. Laserul este un dispozitiv care realizeaz emisia

stimulat a luminii. n mare, principiul emisiei stimulate a luminii poate fi descris astfel: unii electroni

11


12/19

din nveliul electronic al unor anumii atomi sunt determinati s treac pe un nivel energetic superior iar

apoi s revin simultan pe nivelele iniiale, emind diferene de energie sub form de lumin cu o

anumit lungime de und. ,,Ridicarea electronilor pe un nivel superior se realizeaz iradiind atomii

respectivi cu lumina de o lungime de und aleas astfel ncat s corespund cu diferena de energie dintre

cele dou nivele. Revenirea electronilor pe nivelele energetice inferioare, nsoit de emisia luminii estestimulat tot de iradiere cu lumina de o alt lungime de und (ce d electronilor impulsul iniial).

n realizarea laserelor, sticla reprezint mediul transparent n care atomii alei n funcie de lungimea de

und a luminii ce trebuie emis i de particularitile nveliului de electroni, s fie nglobai ntr-o

anumit concentraie.

Pe baza proprietilor ei optice, sticla se folosete n executarea semnelor de circulaie care strlucesc

puternic cnd sunt iluminate de farurile autovehicolelor, devenind astfel vizibile n timpul nopii. n acest

scop se folosesc bile de sticl de mici dimensiuni. Astfel se valorific proprietatea corpurilor sferice de a

reflecta practic ntreaga cantitate de lumin incident n direcia din care sunt iluminate. Aceste bile se

aplic pe placa semaforului rutier deasupra unui polimer alb sau colorat.

Proprietile sticlei

Proprietile fizice, fiziomecanice i chimice ale sticlei caracterizeaz comportarea produselor din

sticl la diferite solicitri din procesul de utilizare.Proprietile fizice sunt: masa specific, proprietile

termice, optice i electrice.

Masa specific variaz ntre limite largi, de la 2-8 g/ 3cm n funcie de compoziia chimic i de

viteza de rcire. Astfel, sticlele cu un coninut ridicat de oxizi ai metalelor grele (PbO, BaO), au densiti

mari, precum i cele rcite lent (sunt mai grele) fa de produsele clite (rcite rapid), la aceeai

compoziie chimic.

Proprietile termice sunt exprimate prin conductibilitatea termic, dilatarea termic i stabilitatea

termic. Conductibilitatea termic a sticlei este redus, sticla fiind considerat un izolator termic.

Valoarea conductibilitii termice cuprinse ntre 0,31,20/mhkcal C variaz n funcie de compoziia

chimic, i anume crete odat cu creterea coninutului n oxizi cum sunt: trioxidul de bor ( 32OB ),

oxidul de magneziu (MgO), de calciu (CaO) i de sodiu ( ONa2 ).

Dilatarea termic a sticlei este redus; coeficientul de dilatare este mai mic dect al metalelor.

Compoziia sticlei influeneaz marimea coeficientului de dilatare termic, i anume acesta este mai mic

cnd sticla are un coninut bogat n bioxid de siliciu i anhidrida boric; coninutul de oxizi de sodiu sau

12


13/19

de potasiu mrete coeficientul de dilatare termic al sticlei. Cu ct coeficientul de dilatare este mai mic,

cu att rezistena sticlei la ocul puternic este mai mare.

Stabilitatea termic (rezistena la oc termic) reprezint capacitatea sticlei de a rezista la variaii

mari i rapide de temperaturi, fr s se distrug. Valoarea stabilitii termice a sticlei este direct

proporional cu dilatarea i cldura specific. De asemenea, rezistena la oc termic este redus cndgrosimea pereilor produselor din sticl este mai mare (datorit prezenei tensiunilor interne) sau cnd

produsele prezint zgrieturi i defecte de topire.

Proprietile optice mai importante sunt: transmisia, absorbia, dispersia, refracia i reflecia

razelor de lumina.Transmisia luminii, exprimat prin coeficientul de transmisie, T (raportul dintre fluxul

luminos transmis i fluxul luminos incident), este cu att mai mare cu ct transparena sticlei este mai

bun.

Absorbia luminii, exprimat prin coeficientul de absorbie A (raportul dintre fluxul luminos

absorbit i fluxul luminos incident), este invers proporional cu transmisia. Cnd razele de lumin sunt

absorbite parial sau total, sticla poate fi translucid, respectiv opaca.

Indicele de refracie reprezint raportul dintre viteza de deplasare a unei oscilaii

electromagnetice de o anumit lungime de und, n aer i n material de studiat (sticla). Diferena dintre

indicii de refracie ai sticlei pentru doua lungimi de und diferite se numete dispersie. Indicele de

refracie este dependent de natura oxizilor i de proporia n care se gsesc n compoziia sticlei.

Astfel, oxizii de plumb, de bariu, de zinc, de magneziu i de titan mresc indicele de refracie al sticlei.

Indicele de refracie are o anumita importan pentru sticla optic. Aceasta este de dou feluri: flint cuindice de refracie mare i coeficient de dispersie mic i crown cu indice de refracie mic i coeficient de

dispersie mare.

Reflexia luminii se exprim prin coeficientul de reflexive R (raportul dintre fluxul luminos reflectat i

fluxul luminos incident). Sticla obinuit de geam are R=4%. n cazul sticlei optice, reflexia trebuie s fie

mic, pentru a nu se micora intensitatea luminii care trece prin lentile. De aceea se aplic pe suprafaa

sticlei anumite pelicule de substane cu indice de refracie mai mic dect al sticlei, pentru a micora

coeficientul de reflexive (lentilele aparatelor de fotografiat).

Conductibilitatea electric a sticlei este mic la temperatura mediului, de aceea sticla se ncadrez

n categoria izolatorilor electrici. Conductibilitatea electric crete cnd coninutul de oxizi alcalini este

mai mare i cnd este supus clirii.

Proprietile mecanice ale sticlei sunt: duritatea, fragilitatea, rezistena la traciune, la compresiune

i la ncovoiere.

13


14/19

Duritatea este important att n timpul utilizrii, cnd este supus operaiilor de zgriere,

afectndu-se aspectul i rezistena mecanic, ct i n timpul prelucrrii (tierii, lefuirii, polizrii).

Duritatea sticlei este cuprins ntre 5-7 unitai pe scara de duritate Mohs i variaz n funcie de

compoziia chimic. Sticla cu coninut ridicat de bioxid de siliciu, anhidrida borica i cu oxizi alcalino-

pamantoi are o duritate mare, iar cea care are un coninut ridicat de oxizi alcalini i de oxid de plumb(cristal) are o duritate mic.

Fragilitatea sau rezistena la oc mecanic este o proprietate negativ a sticlei, din care cauz i limiteaz

utilizrile. La acesta nu contribuie numai compoziia chimic (borosilicaii determin o fragilitate mai

mic, pe cnd oxizii alcalini de sodiu i potasiu ca i oxidul de plumb mresc fragilitatea), ci i n

prezena tensiunilor interne. Fragilitatea se poate ameliora prin tratamente termice.

Rezistena la traciune a sticlei obinuite este de 30-1002/mmN , n schimb rezistena la

compresiune este de 500-2000

2

/mmN

, ceea ce nseamn c este mult mai mare fa de a altormateriale. Coninutul n bioxidul de siliciu, oxid de aluminiu, de magneziu mresc rezistena la

compresiune a sticlei.

Proprietile chimice exprim comportarea sticlei la aciunea distructiv a apei, acizilor, bazelor, srurilor

i a gazelor din atmosfer.

Aciunea prelungit a apei determin formarea pe suprafaa sticlei a unui strat de hidroxizi alcalini,

datorit combinrii componenilor bazici ai sticlei (oxizilor alcalini) cu apa. Acest strat fiind higroscopic

continu s absoarb apa din atmosfer, producndu-se treptat, degradarea sticlei.

n urma reaciei hidroxizilor cu bioxidul de carbon din atmosfer se formeaz carbonai, care au o aciune

i mai puternic de degradare a sticlei. Stabilitatea sticlei fa de apa se mbuntete prin creterea

coninutului de bioxid de siliciu i a oxidului de aluminiu. Dintre acizii minerali, numai acidul fluorhidric

atac sticla, ceilali au o aciune asemntoare apei. n schimb, bazele solubile atac sticla dup o anumit

perioad de timp. Rezistena la baze crete cnd proporia de oxid de calciu se mrete. Stabilitatea

chimic are importan pentru sticla de laborator, pentru articole de menaj i construcii, sticla optic etc.

Defectele mrfurilor din sticl i cauzele apariiei lor

Defectele produselor din sticl pot fi clasificate dup cauzele apariiei lor n: defecte de topitur,

de fasonare, de recoacere, de clire, de finisare, defecte din operaiile de manipulare, transport i

depozitare.

1. Defectele de topitur apar sub form de incluziuni diferite n masa sticloas, defecte de culoare i

stabilitate necorespunztoare.

14


15/19

Incluziunile de gaze n sticl sunt datorate afinrii necorespunztoare i apar de regul n form

sferic, cu diametre de marimi diferite (0,30,8 mm);

Incluziunile de sticl n sticl sunt cauzate de neomogenitatea compoziiei chimice a masei

sticloase i apar sub form de dungi fine, sau mai pronunate, de valuri sau perle (picturi vizibile de sticl

n sticl).Incluziunile de particule solide nevitroase sunt determinate de materii prime netopite i apar sub

form de pietre, noduri care au contur distinct n masa sticlei. Ele pot afecta, prin marimea lor, rezistena

termic i mecanic a sticlei.

Defectele de culoare sunt datorate utilizrii unor cantiti prea mici sau prea mari de decolorani i se

manifest ca sticla cu nuane verzui, n primul caz, sau ca sticla cu nuane roz, n cel de-al doilea caz care

apare mai rar.

Stabilitatea chimic necorespunztoare are drept cauz folosirea unei cantiti necorespunztoare

de stabilizani, i se manifest printr-o rezisten mic la aciunea apei la acizi sau la alcali.

2. Defectele de fasonare sunt abateri de la forma, dimensiuni, capacitate, mas i integritate.

Defectele de form sunt abateri de la seciunea circular a unor produse, de la axa vertical de

simetrie, planul orizontal al suprafeei de sprijin i sunt denumite astfel: ovalitate, conicitate, deformare,

curbur etc.

Defectele de dimensiuni, capacitate i masa sunt datorate nerespectrii limitelor de toleran

prescrise ale caracteristicilor respective, n operaiile de fasonare.

Defectele de integritate sunt datorate unor surplusuri de mas sticloas (proeminente), disconuitiale suprafeei sau lipsuri din suprafaa produselor i apar sub form de: lipituri, zgrieturi, fisuri,

crpturi, stirbituri, crestari, nervure, bavuri, brazdri etc.

3. Defecte de recoacere i clire

Defectele de recoacere sunt tensiunile interne i variaiile de culoare care apar datorit

nerespectrii curbei de recoacere, respectiv a parametrilor procesului de recoacere i clire.

4. Defectele de finisare pot aprea n operaiile de lefuire, polizare, matizare, decorare.

Defectele de slefuire sunt determinate de executarea incomplet a operaiei de lefuire sau de

lefuirea prea adnc. Ele apar sub form de: slif incomplet, slif nterupt, perete ptruns la lefuire, slif

zgriat.

Defectele de polizare sunt datorate neuniformitii granulaiei materialului abraziv cu care se

execut polizarea i se manifest sub forma unor zgrieturi sau matizri ale suprafeelor.

Defectele de matizare apar atunci cnd operaia de matizare nu se execut corespunztor. Din

aceast cauz apar suprafee incomplete matizate sau neuniform matizate.

15


16/19

Defectele de decorare sunt determinate de nerespectarea modelului de referin i utilizarea unor

materii colorate cu vscozitate necorespunztoare. Din aceast cauz apar asimetrii ale elementelor de

decor sau scurgeri de colorant.

5. Defecte din timpul manipularii, depozitrii i transportului

Valoarea suprafeei i variaia proprietilor optice apar datorit hidrolizei sticlei la contactulndelungat cu umezeala i se manifest prin alterarea suprafeei produselor i anume: schimbarea luciului,

a transparenei i a indicelui de refracie.

Zgrieturi, fisuri i tirbituri apar atunci cnd nu se respecta regulile de manipulare, transport i

depozitare i se manifest prin apariia unor discontinuiti pe suprafeele produselor sau lipsuri din masa

acestora.

. Verificarea calitii mrfurilor din sticl pentru menaj

Principalele caracteristici care se verific sunt: aspectul, culoarea, stabilitatea suprafeei de sprijin,

ovaleitatea, dimensiunile, capacitatea i masa, rezistena la oc termic, prezena tensiunilor interne.

Aspectul i culoarea se verific vizual prin compararea produsului analizat cu un produs de

referin considerat etalon. La produsele din sticl incolore nu se admit nuane verzui sau roz, iar la

produsele din sticl colorat nu se admit variaii de culoare. n cazul produselor comercializate n servicii,

nu se admit variaii de culoare la piesele componente.

Verificnd aspectul se urmrete prezena defectelor de topitur i de finisare, se constat privind sticla n

lumina transmis; defectele de forma (fasonare) se constat aeznd produsul pe o suprafa plan iurmrind abaterile fat de simetrie a produsului precum i cele ale suprafeei de sprijin fa de suprafaa

orizontal.

Ovalitatea n cazul produselor cu seciune circular se verific prin msurarea a dou diametre

perpendiculare i se calculeaz diferena dintre ele. De exemplu: la pahare mici cu capacitatea de pan la

803

cm , diferena dintre dou diametre nu trebuie s fie mai mare de 1 mm, iar pentru celelalte pahare

pn la 1,5 mm.

Rezistena la oc termic se verific prin introducerea produselor din sticl, nclzite n prealabil cu

ap la temperaturi de fierbere, ntr-o baie cu ap rece la temperaturi de020 C. Se examineaz apoi

produsele pentru a se constat apariia eventual a fisurilor. n cazul n care acestea nu apar, produsul

prezint rezistena la oc termic.

16


17/19

Tensiunile interne se pun n eviden cu ajutorul polariscopului (aparat optic care indic prezena

tensiunilor interne n produsele de sticl). Se admit uoare variatii de culoare fa de culoarea iniial

(violet) a cmpului vizual al polariscopului.

17


18/19

CUPRINS

Istoria milenar a sticlei.....1 Chimia sticlelor.......2 Metalizarea superficial a sticlei...3 Clirea sticlei...4 Sticla plan......5 Geamurile moderne..6 Fibrele desticl...7 Sticlaoptic.8 Fibrele

optice...9 Proprietilesticlei...10 Defectele mrfurilor din sticl i cauzeleapariieilor...........................................................................11 Verificarea calitii mrfurilor din sticl pentrumenaj.12

18


19/19

BIBLIOGRAFIE

Familia Carbonului; Silvia Jerghiuta, Floarea Popa; editura

DOCUMENT; Iasi 2007 Povestiri despre chimie; L.Vlasov, D.Trifonov; editura Stiintifica siEnciclopedica Bucuresti 2006 Merceologie- Calitatea si sortimentul marfurilor nealimentare, Ion

Stanciu, Elena Paraianu si Ion Schileru

www.ase.ro

19

sticla-corectat

Documents

Transcript of sticla-corectat