Hogyan lesz a homokból átlátszó, tiszta üveg?

Megmutatjuk, mi is pontosan az üveg, és hogyan készül.

Az üveg az egyik legősibb emberi találmány, melyet ezernyi különböző módon használunk mindennapi életünk során, az ablaküvegtől a szemüvegen keresztül a villanykörtéig és a pohárig. De pontosan mi is az üveg, és hogyan állítják elő? Ezekre válaszol az Explain That Stuff cikke.

Az üveggyártás titkai

Üveggyártással már az ókorban is foglalkozott az emberiség, és az eljárás azóta is ugyanazokra az alapokra épül. Bármennyire is hihetetlen, az üveg valójában olvasztott homok. Akár a strandon talált, hétköznapi homokból (melynek legfőbb összetevője a szilícium-dioxid, más néven kovasav) is képesek vagyunk üveget előállítani, de természetesen manapság már számos egyéb alapanyagot is használnak e célra az üveggyárak. A homokot nagyon magas hőmérsékleten (kb. 1700 Celsius-fokon) olvasztjuk meg, mely folyamattal annak teljes szerkezete átalakul.

A megolvasztott homok semmiben sem emlékeztet korábbi formájára, helyette egy érdekes, amorf anyagként jelenik meg. Ez az anyag, habár szilárd és kemény, a folyadékokra jellemző bizonyos tulajdonságokkal bír, melynek oka, hogy kristályszerkezete a szilárd anyagokéra hasonlít, molekulái azonban a folyadékokra jellemző módon véletlenszerűen ingadoznak. Akármennyire lehűthetjük, ez az anyag sohasem válik teljesen szilárddá, ellenben bármikor újra folyékonnyá alakítható.

Hogyan készül az üveg?
Hogyan készül az üveg?Fotó: Lebazele / Getty Images Hungary

Az üvegkészítéshez tehát elsősorban óriási hőre van szükségünk. Érdekesség, hogy mikor 1945-ben az első kísérleti atomrobbantásokat hajtották végre az új-mexikói sivatagban, a tudósok azt figyelhették meg, hogy a bomba által felszabadított hatalmas hőség a robbanás közvetlen közelében üveggé változtatta a dűnék homokját. Természetesen ennél jóval egyszerűbb és kevésbé veszélyes módjai is léteznek az üveggyártásnak.

Hogyan készül a gyakorlatban?

A mai, ipari szintű előállításban a homokot különböző adalékanyagokkal, például üveghulladékkal, sziksóval és mészkővel vegyítik, majd a kemencébe kerül. A sziksóval érik el, hogy a homok a normálisnál alacsonyabb hőmérsékleten is olvadni kezdjen, mely energiát takarít meg, ellenben az így létrehozott üveg feloldódik a vízben. A mészkő hozzáadásával ezt akadályozzák meg. Az így létrejött folyékony anyagot különböző öntőformákba helyezik (így készülnek például a különböző poharak), vagy pedig egy fémlapra öntik, melyen szétterülve létrejön a síküveg vagy táblaüveg, melyet például ablakainkban használunk.

Létezik még az úsztatás eljárása, amikor az olvadt üveget precízen egy sekély ónfürdőbe öntik. A folyadék egyenletesen elterül az ón felületén, szép, sima felületű lesz. Alkalmazzák még a hagyományos üvegfúvásos technikát is, mely abból áll, hogy az olvadt anyagot egy fúvópipa segítségével, forgatással saját tüdőnk légáramlatát felhasználva, egyenletes falvastagságú üreges testté formáljuk. Így jönnek létre a különböző palackok.

A homokhoz hozzáadott anyagok aszerint változhatnak, hogy milyen üveget szeretnénk készíteni. Zöld színű üveg gyártásánál például vas- és krómalapú vegyi anyagokat öntenek a keverékbe. A hőálló edényekhez használt boroszilikát üveg bór-oxidot tartalmaz, mely csökkenti az üveg olvadáspontját. A szépen csillogó kristálypoharak előállításához ólom-oxidod használnak a gyártók, egyes különleges esetekben, például a golyóálló plexiüvegeknél pedig különleges műanyagokkal elegyítik az üveget. Az autók szélvédőjéhez használt üveg esetében az olvasztott egyveleget az átlagosnál sokkal gyorsabban hűtik le, minek következtében jóval keményebb és ellenállóbb lesz a végtermék.

Mustra