Die Glasherstellung ist ein sehr alter Prozess, mit archäologischen Beweisen für die Glasherstellung, die bis vor 2500 v. Chr. zurückreichen. Einst eine seltene und geschätzte Kunst, ist die Herstellung von Glas zu einem gemeinsamen Wirtschaftszweig geworden. Glasprodukte werden kommerziell und im Haushalt als Behälter, Isolatoren, Verstärkungsfasern, Linsen und dekorative Kunst verwendet. Während die verwendeten Materialien variieren können, ist der allgemeine Prozess zur Herstellung von Glas gleich und wird im Folgenden beschrieben.
Schritte
Methode 1 von 2: Verwendung eines Ofens oder Ofens
Schritt 1. Besorgen Sie sich Quarzsand
Quarzsand, auch Quarzsand genannt, ist der Hauptbestandteil bei der Glasherstellung. Für klare Glasstücke wird Glas ohne Eisenverunreinigungen gesucht, da das Eisen das Glas grünlich erscheinen lässt, wenn es vorhanden ist.
- Tragen Sie beim Umgang mit extrem feinkörnigem Quarzsand eine Gesichtsmaske. Beim Einatmen kann es Hals und Lunge reizen.
- Quarzsand ist bei Online-Händlern erhältlich. Es ist ziemlich günstig - kleine Mengen sollten nicht mehr als 20 Dollar kosten. Wenn Sie im industriellen Maßstab arbeiten möchten, können Fachhändler bei Großbestellungen wettbewerbsfähige Preise anbieten – manchmal unter 100 US-Dollar pro Tonne.
- Ist Sand nicht ausreichend frei von Eisenverunreinigungen zu finden, kann der Tönungswirkung durch Zugabe geringer Mengen Mangandioxid entgegengewirkt werden. Oder, wenn Sie grünliches Glas wollen, lassen Sie das Bügeleisen drin!
Schritt 2. Fügen Sie dem Sand Natriumcarbonat und Calciumoxid hinzu
Natriumcarbonat (allgemein Waschsoda genannt) senkt die Temperatur, die für die kommerzielle Glasherstellung erforderlich ist. Es lässt jedoch Wasser durch das Glas hindurch, sodass Calciumoxid oder Kalk hinzugefügt wird, um diese Eigenschaft zu negieren. Es können auch Oxide von Magnesium und/oder Aluminium hinzugefügt werden, um das Glas haltbarer zu machen. Im Allgemeinen nehmen diese Additive nicht mehr als 26 bis 30 Prozent der Glasmischung ein.
Schritt 3. Fügen Sie je nach Verwendungszweck des Glases weitere Chemikalien hinzu
Der gebräuchlichste Zusatz für dekoratives Glas ist Bleioxid, das Kristallglas für das Funkeln sowie die Weichheit sorgt, um es leichter zu schneiden und auch den Schmelzpunkt zu senken. Brillengläser können aufgrund seiner brechenden Eigenschaften Lanthanoxid enthalten, während Eisen Glas hilft, Wärme zu absorbieren.
Bleikristall kann bis zu 33 Prozent Bleioxid enthalten; Je mehr Bleioxid jedoch erforderlich ist, um das geschmolzene Glas zu formen, desto mehr Bleikristallhersteller entscheiden sich für einen geringeren Bleigehalt
Schritt 4. Fügen Sie gegebenenfalls Chemikalien hinzu, um eine gewünschte Farbe im Glas zu erzeugen
Wie oben erwähnt, lassen Eisenverunreinigungen in Quarzsand das damit hergestellte Glas grünlich erscheinen, daher wird Eisenoxid hinzugefügt, um die grünliche Tönung zu verstärken, ebenso wie Kupferoxid. Schwefelverbindungen erzeugen eine gelbliche, bernsteinfarbene, bräunliche oder sogar schwärzliche Tönung, je nachdem, wie viel Kohlenstoff oder Eisen der Mischung zusätzlich hinzugefügt wird.
Schritt 5. Geben Sie die Mischung in einen guten hitzebeständigen Tiegel oder Halter
Der Behälter sollte den extrem hohen Temperaturen im Ofen standhalten können – je nach Zusätzen kann Ihre Glasmischung in einem Temperaturbereich zwischen 1.500 und 2.500 Grad Celsius schmelzen. Ihr Container sollte auch mit Metallhaken und -stangen leicht zu greifen sein.
Schritt 6. Schmelzen Sie die Mischung zu einer Flüssigkeit
Bei kommerziellem Quarzglas geschieht dies in einem gasbefeuerten Ofen, während Spezialgläser mit einem elektrischen Schmelzer, Topfofen oder Ofen hergestellt werden können.
Quarzsand ohne Zusätze wird bei einer Temperatur von 2.300 Grad Celsius zu Glas. Die Zugabe von Natriumcarbonat (Soda) reduziert die Temperatur, die für die Glasherstellung benötigt wird, auf 1.500 Grad Celsius (2.732 Grad Fahrenheit)
Schritt 7. Homogenisieren und Blasen aus dem geschmolzenen Glas entfernen
Dies bedeutet, dass die Mischung bis zu einer konstanten Dicke gerührt und Chemikalien wie Natriumsulfat, Natriumchlorid oder Antimonoxid hinzugefügt werden.
Schritt 8. Formen Sie das geschmolzene Glas
Das Formen des Glases kann auf eine von mehreren Arten erfolgen:
- Das geschmolzene Glas kann in eine Form gegossen und abgekühlt werden. Diese Methode wurde von den Ägyptern verwendet, und so werden heute auch viele Linsen hergestellt.
- Am Ende eines hohlen Rohres kann eine große Menge geschmolzenes Glas gesammelt werden, in das dann beim Drehen des Rohres eingeblasen wird. Das Glas wird durch die in das Rohr eintretende Luft, die Schwerkraft, die auf das geschmolzene Glas zieht, und alle Werkzeuge, die der Glasbläser verwendet, um das geschmolzene Glas zu bearbeiten, geformt.
- Das geschmolzene Glas kann zur Unterstützung in ein Bad aus geschmolzenem Zinn gegossen und mit Stickstoff unter Druck gestrahlt werden, um es zu formen und zu polieren. Glas, das nach diesem Verfahren hergestellt wird, wird Floatglas genannt, und so werden seit den 1950er Jahren Glasscheiben hergestellt.
Schritt 9. Kühlen Sie das Glas langsam in einem Ofen ab
Dieser Vorgang wird als Glühen bezeichnet und entfernt alle Spannungspunkte, die sich während des Abkühlens im Glas gebildet haben könnten. Nicht geglühtes Glas ist deutlich schwächer. Sobald dieser Vorgang abgeschlossen ist, kann das Glas dann beschichtet, laminiert oder anderweitig behandelt werden, um seine Festigkeit und Haltbarkeit zu verbessern.
- Die genaue Temperatur zum Glühen kann je nach der genauen Zusammensetzung des Glases von nur 750 Grad Fahrenheit bis zu 1000 Grad Fahrenheit variieren. Die Geschwindigkeit, mit der das Glas abkühlen muss, kann sich ebenfalls ändern – im Allgemeinen müssen größere Glasstücke langsamer abkühlen als kleinere. Erkundigen Sie sich vor dem Beginn nach geeigneten Glühmethoden.
- Ein verwandter Prozess ist das Tempern, bei dem geformtes und poliertes Glas in einen auf mindestens 600 Grad Celsius erhitzten Ofen gelegt und dann mit Luftstößen unter hohem Druck schnell abgekühlt ("abgeschreckt") wird. Geglühtes Glas zerbricht bei 6.000 Pfund pro Quadratzoll (psi) in Scherben, während gehärtetes Glas bei nicht weniger als 10.000 psi und normalerweise bei etwa 24.000 psi in kleine Stücke zerbricht.
Methode 2 von 2: Einen Holzkohlegrill verwenden
Schritt 1. Bereiten Sie einen provisorischen Ofen aus einem Holzkohlegrill vor
Diese Methode nutzt die Hitze, die von einem großen Holzkohlefeuer erzeugt wird, um Quarzsand zu Glas zu schmelzen. Die verwendeten Materialien sind relativ günstig und gebräuchlich – theoretisch genügt ein kurzer Abstecher in den Baumarkt, um bereit zu sein, Ihr eigenes Glas herzustellen. Verwenden Sie einen großen Holzkohlegrill - Standardmodelle mit "Dome" funktionieren gut. Verwenden Sie den dicksten und stabilsten Grill, den es gibt. Die meisten Holzkohlegrills haben unten eine Lüftungsöffnung – öffnen Sie diese Lüftungsöffnung.
- Selbst bei den extrem heißen Temperaturen, die bei dieser Methode erreicht werden, kann es schwierig sein, Quarzsand in einem Grill zu schmelzen. Gib eine kleine Menge (etwa 1/3 bis 1/4 deines Sandvolumens) Waschsoda, Kalk und/oder Borax in deinen Sand, bevor du beginnst. Diese Zusätze senken die Schmelztemperatur des Sandes.
- Wenn Sie Ihr Glas blasen möchten, halten Sie ein langes, hohles Metallrohr bereit. Wenn Sie es in eine Form gießen möchten, bereiten Sie Ihre Form vorher vor. Sie möchten eine Form, die nicht durch die Hitze von geschmolzenem Glas brennt oder schmilzt - Graphit funktioniert gut.
Schritt 2. Kennen Sie die Gefahren dieser Methode
Mit dieser Methode wird ein herkömmlicher Grill über seine normalen Temperaturgrenzen hinausgetrieben – so heiß, dass er sogar selbst schmelzen kann. Diese Methode kann verursachen schwere Verletzung oder Tod wenn es leichtfertig versucht wird. Mit Vorsicht fortfahren. Halten Sie eine große Menge Schmutz oder Sand oder einen Feuerlöscher für hohe Temperaturen bereit, um das Feuer bei Bedarf zu ersticken.
Schritt 3. Treffen Sie alle möglichen Vorkehrungen, um sich und Ihr Eigentum vor der hohen Hitze zu schützen
Versuchen Sie diese Methode auf einer schmutzigen oder sandigen Oberfläche im Freien mit viel Platz. Wenn Sie dies auf einer blanken Betonoberfläche durchführen, die nicht mit Sand oder Schmutz bedeckt ist, kann der Beton explosionsartig abplatzen, wenn heißes geschmolzenes Glas darauf fällt. Verwenden Sie keine unersetzlichen Geräte. Abstand halten des Grills, während Sie das Glas erhitzen. Sie sollten auch so viel Schutzkleidung wie möglich tragen, einschließlich:
- Robuste Ofenhandschuhe oder Handschuhe
- Eine Schweißermaske
- Eine schwere Schürze
- Hitzebeständige Kleidung
Schritt 4. Holen Sie sich einen Werkstattstaubsauger mit einem langen Schlauchaufsatz
Winkeln Sie den Schlauch mit Klebeband oder einer anderen Methode so an, dass er direkt in die untere Belüftung bläst, ohne den Hauptkörper des Grills zu berühren. Vielleicht möchten Sie den Schlauch an einem der Beine oder Räder des Grills befestigen. Halten Sie die Hauptsaugeinheit so weit wie möglich vom Grill entfernt.
- Stellen Sie sicher, dass der Schlauch fest sitzt und sich nicht bewegt - wenn er sich während der Glasherstellung löst, sollten Sie nicht nähern Sie sich dem Grill, wenn er sehr heiß ist.
- Schalten Sie das Vakuum ein, um Ihre Schlauchpositionierung zu testen. Ein präziser Schlauch bläst direkt in die Entlüftung.
Schritt 5. Legen Sie das Innere Ihres Grills mit Holzkohle aus
Verwenden Sie mehr Holzkohle als zum Grillen von Fleisch. Erfolgreiche Ergebnisse wurden erzielt, indem der Grill fast bis zum Rand gefüllt wurde. Stellen Sie einen gusseisernen Topf oder Tiegel mit Ihrem Sand in die Mitte des Grills, umgeben von Holzkohle.
Holzkohle aus Hartholz (oder "Klumpen") brennt heißer und schneller als Brikettkohle, was sie zu einer besseren Wahl macht, wenn sie verfügbar ist
Schritt 6. Zünden Sie die Holzkohle an
Sehen Sie auf der Verpackung der Holzkohle nach, ob Ihre Holzkohle direkt angezündet werden kann oder ob Feuerzeugflüssigkeit benötigt wird. Lassen Sie die Flammen sich gleichmäßig ausbreiten.
Schritt 7. Warten Sie, bis die Holzkohle heiß wird
Wenn die Holzkohlen gräulich sind und orange leuchten, sind sie fertig. Sie sollten die Hitze spüren können, wenn Sie einfach in der Nähe des Grills stehen.
Schritt 8. Schalten Sie den Werkstattsauger ein, um Luft in die Holzkohle zu bringen
Holzkohle, die von unten mit Luft versorgt wird, kann extrem heiß brennen (bis zu 2.000 Grad Fahrenheit). Vorsicht - es können große Flammen entstehen.
Wenn du immer noch keine ausreichend hohen Temperaturen erreichen kannst, experimentiere mit dem Aufsetzen des Deckels, während du Luft durch die Lüftungsöffnung einlässt
Schritt 9. Wenn Ihr Glas geschmolzen ist, verwenden Sie sehr vorsichtig Metallwerkzeuge, um es zu entfernen und zu formen
Aufgrund der niedrigen Temperatur des Grillverfahrens kann das geschmolzene Glas steifer und schwieriger zu bearbeiten sein als Glas aus einem Ofen. Forme es wie gewohnt mit einem Rohr, einer Form oder anderen Werkzeugen.
Tipps
- Einige Strandsande können anstelle von reinem Quarzsand verwendet werden, obwohl das resultierende Glas undurchsichtig, verfärbt oder von geringerer Qualität sein kann. Verwenden Sie den weißesten, feinsten und gleichmäßigsten Sand, der verfügbar ist.
- Wenn Ihr Sand oder Ihre Zusätze grobkörnig sind, pulverisieren Sie sie mit einem Mörser und Stößel oder einer mechanischen Mühle. Feinkörnige Partikel schmelzen schneller.
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Zermahlene Altglasstücke können dem Sand vor dem Schmelzen hinzugefügt werden, um es zu neuem Glas zu recyceln. Das alte Glas oder "Kerbchen" muss zuerst auf Verunreinigungen untersucht werden, die das neue Glas schwächen würden - suchen Sie nach Blasen.
Tragen Sie beim Schleifen von Glas eine Gesichtsmaske, um ein versehentliches Einatmen zu verhindern
- Verwenden Sie eine Hochtemperatur-Lötlampe, um kleine Stücke, Stäbe oder Stränge zu schmelzen oder zu schneiden.
Warnungen
- Immer Seien Sie in der Nähe von Hochwärmequellen vorsichtig. Versuchen Sie niemals, Glas in der Nähe von Kindern oder Haustieren herzustellen.
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Das Löschen extrem heißer Brände mit Wasser kann sie verschlimmern. Ein Feuer, das bei 2.000 Grad Celsius brennt, ist beispielsweise heiß genug, um Wasser (H2O) in seine Bestandteile Wasserstoff- und Sauerstoffatome zu spalten und dabei eine enorme Menge an Wärmeenergie freizusetzen. Bei sehr heißen Bränden ist es am besten, einen großen Eimer mit Erde oder Sand zur Hand zu haben.
Feuerlöscher der Klasse D enthalten Natriumchlorid (Kochsalz) und werden zum Ersticken von Metallbränden verwendet
