26. 12. 2020 | 08:08
Sklo je materiál nesmírně všestranný. Denně jej využíváme v mnoha aplikacích, z nichž mnohé si často ani neuvědomujeme. Používáme jej k pití nápojů, k ukládání potravin nebo jako okna v domovech a automobilech.
Někdy sklo dokonce není vidět, to ale neznamená, že nepomáhá. Skleněné komponenty se například používají v lékařských diagnostických zařízeních, elektronice, stavební izolaci a jako výztužný materiál v záležitostech jako jsou surfovací prkna, věterné turbíny a ortopedické odlitky.
Tavení a chlazení jako nejobvyklejší způsob výroby
Co je vlastně sklo? Trocha chemie: Sklo je amorfní materiál postrádající periodickou krystalickou strukturu s dlouhým dosahem, je charakteristické náhodnou atomovou povahou. Konec lekce, jdeme do praxe: Sklo může být vytvořeno několika způsoby, ten nejběžnější spočívá v zahřívání surovin na roztavenou kapalinu. Ta je poté rychle ochlazena způsobem, který atomy ponechá v náhodném uspořádání.
Poznejte sklo i ve vašem interiéru
Sklo v podobě kapaliny lze tvarovat a měnit jeho chemickou formulaci podle potřeby
Při použití metody tavení a následného chlazení operuje proces v počátku se směsí několika práškových surovin. Ty sestávají z mnoha různých složek, z nichž každá hraje důležitou roli. Ve většině skel jsou kompozice konstruovány tak, aby zahrnovaly síťotvorné látky, tavidla, modifikátory vlastností, čeřidla a barviva. Chemická formulace určuje fyzikální vlastnosti a vlastnosti formovaného skla. Tyto suroviny se potom zahřívají na dostatečnou teplotu tání, takže se vytvoří homogenní viskózní kapalina. V tomto okamžiku může být roztavené sklo v závislosti na výrobní technice manipulováno a tvarováno do požadované formy. Chemická formulace může být změněna, aby splňovala různé technické parametry nebo zlepšovala zpracovatelnost.
3 nejužívanější druhy skla
Skleněné kompozice jsou konstruovány tak, aby vykazovaly různé fyzikální, chemické a optické vlastnosti. Různé aplikace vyžadují specifické typy skla a výrobní procesy. Při výrobě skla se běžně používá několik skleněných kompozic – nejobvyklejší jsou tři.
V první řadě se jedná o sodno-vápenato-křemičité sklo, které zahrnuje mnoho skleněných kompozic používaných k vytváření nádob na potraviny a nápoje, ozdobného nádobí, doplňků a oken. Tvoří téměř 90 % vyrobeného skla na světě. Velkou výhodou jsou nízké náklady na výrobu.
V náročnějších aplikacích se obvykle používá sklo borosilikátové, které vyniká mimořádnou dlouhověkostí – odolává tepelným nárazům, proto se často užívá k výrobě nádob na pečení a vaření, protože nepraská ani se neláme. Často se používá i v osvětlovacích aplikacích, kde je nežádoucí degradace povrchu a ztráta propustného skla. Odolává dále působení vlhkosti i chemikáliím, proto z něj často sestávají skla laboratorní, průhledová v průmyslových zařízeních, také pouzdra transformátorů, osvětlení odolné vůči výbuchům a vnější čočky letadel.
Posledním typem je sklo fosfátové vyznačující se vysokou odolností proti působení kyseliny fluorovodíkové. Vůči chemické korozi ale jinak vykazuje odolnost poměrně nízkou. Dobře „spolupracuje“ s různými barvivy, včetně iontů přechodných kovů a oxidů vzácných zemin. Tato barevná skla nachází využití v různých lékařských, vojenských a vědeckých aplikacích. Složení bioaktivního skla, které se v lékařském průmyslu používá jako materiál pro podporu růstu kostí, je z velké části založeno na bázi z fosfátů.
Vlastnosti skla samy určí, k čemu je nejlépe využitelné
Na první pohled se může zdát složité zvolit, které sklo je pro konkrétní aplikaci nejlepší. Mělo by vykazovat vysokou odolnost proti tepelným šokům nebo proti chemikáliím? Odpověď nemusí být černobílá. Konečný výsledek závisí na prostředí, kterému bude vystaveno, a na požadovaných specifikacích výkonu. Jakmile budou známy kýžené technické parametry, přehled optických, tepelných, chemických a mechanických vlastností skla sám určí, které bude nejlepší a nejhospodárnější.
Kateřina Hájková
Fotografie: Shutterstock
