Silikatlar Shisha olishning sanoat usuli

Silikatlar Shisha olishning sanoat usuli Shisha ishlab chiqarish tarixi

Silikatlar. Shisha olishning sanoat usuli.
Reja:

1. 
   
   Silikatlar
   
2. 
   
   Shisha olishning sanoat usuli
   
3. 
   
   Shisha ishlab chiqarish tarixi
   

Silikatlar (lot. silex chaqmoqtosh) — silikat kislotalarning tuzlaridan iborat murakkab moddalar. Kristallar shaklidagi S. tabiiy birikmalar ichida juda koʻp uchraydi. Tabiiy S.ning kimyoviy tarkibi va tuzili shi juda murakkab boʻlganligidan ularni faqat rentgen analizi yordamida oʻrganish mumkin. S.ning struktura nazariyasiga koʻra, barcha kristall shakldagi S. asosini [SiOJ4~ tarkmbli tetraedrlar tashkil qiladi. Tetraedrning markazida Si4+ ioni boʻlib, uni 4 ta kislorod ioni qurshab olgan. S. tabiatda turli sharoitlarda hosil boʻlishi mumkin. S. otqindi va metamorfik togʻ jinslarni tashkil etuvchi minerallardir; baʼzi S. (mas, gillar, seolitlar) nurash natijasida hosil boʻladi. S.ning xossalari ularni tashkil etuvchi tetraedrlarning xiliga, tarkibida suv boryoʻkligiga va boshqa omillarga bogʻliq. Koʻpchilik S. kimyoviy jixatdan barqaror; ular kislotalar taʼsiriga chidamli. Ularning rangi tarkibidagi kationlar tabiatiga boglik,. S.ning qattiqligi Moos shkalasi boʻyicha 4 dan 7 gacha, zichligi 2—4 g/sm³. S.da izomorfizm xrdisasi keng tarqalgan; shunga kura, turli S. oʻzaro izomorf aralashmalar (maye andaluzit, sillimanit, kianit va b) hosil qiladi. S. tabiatda keng tarqalgan boʻlib, Yer pusti massasining 3/4 qismini tashkil etadi. Barcha maʼlum minerallarning taxminan 1/3 qismi S.dir. S.ning sanoat miqyosidagi ahamiyati katta. Ularning baʼzilari xom ashyo, ruda (nikelning silikatli rudalari, berilliy, litiy S. va h.k.), baʼzilari nometall foydali qazilma (mas, slyuda, talk, gil, dala shpatlari, asbest) va qurilish materiali (granit, bazalt va boshqalar), qimmatbaho va ziynat toshlari (zumrad, topaz, granat, berill va boshqalar) sifatida ishlatiladi. S. parchalanishi natijasida kvars (qum) SiO2 hosil boʻladi; alyumosilikatlar parchalanganida esa, kum va kaolin H4Al2Si20 hosil buladi.

Tabiiy S. bilan bir qatorda sunʼiy S.ning ham a.hamiyati juda katta. Tabiatdagi deyarli barcha S, shuningdek, tabiatda uchramaydigan yoki kam uchraydigan S. sunʼiy usulda olingan. Sunʼiy S. tarkibi va tuzilishi jihatdan maʼlum darajada bir xil boʻlganligi uchun ularning xossalarini oʻrganish osonroq. Sunʼiy Sdan, ayniqsa, shisha, sement, keramika, sir, olovbardosh materiallar va boshqalarning ahamiyati muhim.
Shisha qattiq amorf moddadir. Shisha odatda moʻrt va shaffof boʻladi.

Yashil shishadan tayyorlangan kuldon.

Shisha — tarkibi Shisha hosil qiluvchi komponentlar (kremniy, bor, alyuminiy, fosfor, germaniy oksidlari va boshqalar) va metallar (litiy, kaliy, natriy, kaltsiy, magniy, qoʻrgʻoshin va boshqalar)ning oksidlaridan iborat aralashmani qizdirish yoʻli bilan suyuqlantirib sovitishdan hosil boʻlgan amorf moʻrt material. Shisha qizdirilganda kristall moddalar kabi maʼlum bir trada suyuqlanmaydi va qotmaydi, balki asta-sekin qattiq holatdan choʻziluvchan yumshoq holatga va nihoyat suyuq holatga oʻtadi. Suyuqlantirilgan Shisha eritmasi sovitilganda maʼlum tralar oraligʻida avval plastik holatga oʻtadi, soʻngra qotadi. Shisha — izotrop, yaʼni uning fizik xossalari (yorugʻlik nurini sindirish koʻrsatkichi, issiqlik oʻtkazuvchanligi va boshqalar) turli yoʻnalishlari boʻyicha oʻlchanganda bir xil boʻladi. Tarkibidagi anorganik birikmalarning turiga koʻra, Shisha quyidagi sinflarga boʻlinadi: elementar Shisha, oksid Shisha, galogenid Shisha, xalkogenid Shisha va aralash Shisha
Elementar Shisha — faqat bir element atomlaridan iborat. Oltingugurt, selen, margimush, fosforni, oʻta tez sovitilganda esa baʼzi metallarni ham shishasimon holatda olish mumkin.
Oksid shishaning asosiy komponentlari kislorodli birikmalardan tashkil topgan. Kremniy, germaniy, bor, fosfor, margimush oksidlari juda osonlikcha Shisha hosil qiladi.
Xalkogenid Shisha sulfidlar, selenidlar va telluridlar asosida olinadi. Margimush sulfid (A8,83), surma sulfid (8253), selenidlar (Az28e3), (828e3), telluridlar (A$2Te3) asosidagi Shishalar maʼlum.
Galogenid Shisha berilliy ftorid VeGʻ2va rux xlorid 2pS12asosida olinadi.
Oksid Shisha tarkibidagi Shisha hosil qiluvchi oksid xiliga koʻra quyidagi guruhlarga boʻlinadi (qavslarda Shisha hosil qiluvchi komponent koʻrsatilgan): silikat Shisha (8YU2), borat Shisha (V,03), fosfat Shisha (R2b5), germanat Shisha, (Oye02), borosilikat Shisha (V20, va 8YU2), alyumosilikat Shisha (A1203va 8YU2).
Ishlatilishiga koʻra, qurilish Shishasi (deraza oynasi, Shisha bloklar va boshqalar), meʼmorlik qurilish Shishasi, avtomobil Shishasi, termik barqaror Shisha, kimyoviy lab. Shishasi, tibbiyot Shishasi, optik Shisha, elektrovakuum Shishasi, yorugʻlik texnikasi Shishasi, idish Shishasi, navli Shisha, shuningdek Shisha tola va Shisha plastiklar farqlanadi. Ionlovchi nurlardan saklaydigan Shisha, yorib oʻtuvchi radiatsiya indikatorlari Shishasi, oʻzgaruvchan yorugʻlik oʻtkazuvchi fotoxrom Shisha, lazer materiallari sifatida qoʻllanadigan Shisha, eruvchan Shisha va h.k. ishlab chiqariladi.
Eng oddiy tarkibli bir komponentli kvars Shishasi sanoatda kremniy dioksid 8YU2asosida olinadi. Me20p 8YU2(bu yerda Me — №, K; p=2*4) tarkibli eruvchan binar ishqoriysilikat Shisha ham sanoat ahamiyatiga ega. Deraza oynasi, meʼmorlikqurilish, navli, idish va boshqalar sanoat Shishalari asosini №20—SaO—8YU2uchlik sistemadagi kompozitsiyalar tashkil etadi. Bu oksidlardan tashqari ular tarkibiga Shishaiing kristallanishga moyilligini susaytiruvchi M§0 va kimyoviy barqarorligini oshiruvchi A120, kiradi. Baʼzi Shisha turlarining kimyoviy tarkibi jadvalda keltirilgan.
shahrining xossalari uning tarkibidagi komponentlarga bogʻliq. Eng tavsifli xossasi uning shaffofligidir (deraza oynasining shaffofligi 83— 90%, optik shahriniki esa 99,95% gacha). Shisha moʻrt jism, mexanik taʼsirlarga juda sezgir. Zichligi 22008000 kg/m³.
Tabiatda perlit, obsidian kabi tabiiy Shishalar mavjud (qarang Vulkan shishasi). Sunʼiy shishaning paydo boʻlishini, odatda, kulolchilik bilan bogʻlaydilar. Kulolchilikda loydan yasalgan mahsulotni kuydirishda unga soda va qum tushgan boʻlishi, natijada buyum sirtida shishasimon sir (glazur) hosil boʻlgan boʻlishi mumkin.
Shisha mil. av. 4 ming yillarda qadimiy Misr va Markaziy Osiyoda ishlab chiqarila boshlagan. Dastlab boʻgʻiq Shisha ishlab chiqarilgan. Tarkibidagi moddalar asta-sekin oʻzgartirila borgan. Undagi ishqoriy metallarning oksidlari 30% dan 20% gacha kamaytirilgan. shishaga qoʻrgʻoshin va qalay oksidlari qoʻshiladigan boʻlgan, rang kiritish maqsadida marganets va kobalt birikmalari qoʻshilgan. Mil. av. 2 minginchi yillarda Misrda hajmi 0,25 l li sopol koʻzalarda Shisha eritilgan. Qadimgi Shishalar 1000—1100°da pishirilgan.
2 muhim masala — shaffof Shisha tayyorlash va mahsulotga puflab shakl berish hal qilingandan boshlab shishasozlik texnologiyasida muhim oʻzgarish roʻy berdi. 19-asr oxirigacha shishasozlikda qoʻl mehnati ustun edi, 20-asrning 20-yillaridan boshlab turli xil Shishalar ishlab chiqarish avtomatlashtirildi.
Badiiy Shisha badiiy idish va buyumlar, meʼmorlik qismlari, manzarali kompozitsiyalar, haykaltaroshlik (asosan, kichik shakllarda), yoritqichlar, sunʼiy bezak toshlar, Shisha mozaika va boshqalardan iborat. Dastlab qadimiy Misr (mil. av. 4—1-asrlar), Suriya, Finikiya, Xitoyda rivojlangan. Bu davrdagi shishasozlik maktablarining ish tajribalari yozilgan asar va kitoblarning eng qadimgisi mil. av. 2 ming yillarga oid boʻlib, ular qadimiy Mesopotamiyat topilgan. Aynan shu mamlakatda loyga mixxatlar yordamida yozib qoldirilgan mil. av. 7-asrga taalluqli jadvallarda eng qadimgi rangli Shishalar tarkibi va tayyorlash usullari bayon etilgan. Arxeologik izlanishlar qadimgi sunʼiy Shisha buyumlar mil. av. 4-ming yillik oʻrtalariga mansubligini, ular ilk bor Misr yodgorliklarida, keyinroq Mesopotamiyada uchrashini koʻrsatadi. Mil. av. 3-ming yillik oʻrtalariga mansub Shisha mahsulotlar koʻpgina mamlakatlar yodgorliklarida topilgan.
Qadimgi dunyo sanʼatida Shisha mahsulotlar (guldon, munchoq, isirgʻa, tamga va boshqalar), asosan, sopol qoliplar yordamida tayyorlangan, lekin ular boʻgʻiq (noshaffof), yashil, zangori, feruza rangli boʻlgan. 6-asrdan badiiy shishachilik markazi sifatida Vizantiya shuhrat qozondi, Gʻarbiy Yevropada gotika davrida vitraj sanʼati yuksak darajaga koʻtarildi.
Musulmon Sharqida 12—14-asrlarda Suriya Shishasi mashhur boʻldi. 15—16-asrlarda Venetsiya Shishasi, 17-asrda Chexiya Shishasi dongtaratdi. 1770-yillardan (dastlab Angliyada) billursimon Shisha ishlandi. 18-asrdan sunʼiy qimmatbaho toshlar tayyorlash avj oldi. 19-asr oxiri va 20asr boshida shahridan amaliy bezak sanʼatida keng foydalanila boshlandi.
Oʻrta Osiyoda bronza va temir davrlarida shaffof va turli rangli Shisha mahsulotlar tayyorlangan. Tuxolo (Toxarisgon) (hozirgi Oʻzbekistonning janubi va Tojikistonning bir qismini oʻz ichiga olgan davlat)da havorang , qizil rangli Shisha tayyorlangan. Arxeologiya yodgorliklari oʻsha davrlarda Samarqandda ham shahridan bezak buyumlari ishlanganligini qoʻrsatadi. Bolaliktepadan topilgan nok shaklidagi medalon (2,5x2 sm) Shishasi yashil boʻlib, gardishga oʻrnatilgan. Movarounnahr 9—10-asrlarda Shishasi bilan ham shuhrat qozongan. 10— 12asr shishasozlari metall qoliplar, qirquvchi, randalovchi dastgohlardan foydalanib badiiy Shisha mahsulotlari tayyorlaganlar. Tabiblarning idishlari, pardoz butomlari shahridan ishlangan. Oʻrta asrlarda Shisha meʼmorlikda ham ishlatilgan. Venetsiyalik sayyoh Klavixo oʻz xotiralarida Samarqandning ulugʻvor binolarida rangli Shisha ishlatilganini yozgan.
Ulugʻbekning Chinnixona koʻshki, Ishratxona maqbarasining ganch panjaralarida rangli Shisha ishlatilgan. Buxoro ham qadimdan oʻz Shishasi bilan mashhur boʻlgan. Marv, Nisoda oʻrta asrlarda Shisha tayyorlovchi ustalarning doʻkonlari boʻlgan.
Xitoy manbalarida Oʻzbekiston hududidan Xitoyga borgan ustalarning mil. 424 yilda shu yerli xalqni shishasozlik sirlari bilan tanishtirganliklari, shahridan imperator uchun maxsus taxt yasab berganliklari haqida maʼlumotlar keltirilgan. Amerika olimi E. Sheferni "Samarqandning oltin shaftolilari" nomli kitobida (1881 yil) Xitoyga Tan Imperiyasi davrida (7—10-asrlar) Fargʻonadan (675 va 761 yillar), Toxaristondan (hozirgi Surxondaryo viloyati) (730 va 741 yillar) va Keshdan (hozirgi Shahrisabz) (746 yil) qizil va koʻk, havorang , tiniq va shaffof Shishalar (xitoycha "boli") va qimmatbaho tabiiy toshlar singari nur oʻtkazmaydigan rangli Shishalar (xitoycha "lyuli") olib borilganligi qayd etilgan. Bu maʼlumotlar ilk oʻrta asrlarda shishasozlik Oʻzbekiston hududida yuqori darajada rivojlanganligini qoʻrsatadi.
Shisha ishlab chiqarish jarayoni xom ashyo (tabiiy yoki sunʼiy) komponentlarini tayyorlash, aralashtirish (shixta hosil qilish), pishirish, Shisha massasini sovitish, shakl berish, qizdirish va ishlov berish (termik, kimyoviy va mexanik)dan iborat. Asosiy xom ashyo sifatida kvars qumlari, soda, potash, ohaktosh, kaolin, dala shpatlari, turli oksidlar, yordamchi materiallar oʻrnida boʻyagichlar (kobalt, nikel, temir, xrom, mis oksidlari va boshqalar), oksidlovchilar (natriy yoki kaliyli selitra va boshqalar) va qaytaruvchilar (koʻmir, koks, vino toshi, qalay birikmalari) ishlatiladi.
Shisha sanoatda, asosan, vanna pechlarida va maxsus xumdonlarda pishiriladi. Shisha pishirish jarayoni Shisha massasini suyuqlantirish, tiniqlashtirish (havo va boshqalar gazlardan tozalash), gomogenlash va sovitishni oʻz ichiga oladi. Shisha 1400— 1450°da pishiriladi, 14601500°da tiniqlashtiriladi va gomogenizatsiya qilinadi, 1200— 1300°da sovitiladi. shahriga shakl berish va undan buyumlar yasash presslash, puflash, choʻzish va prokatlash yoʻlibilan amalga oshiriladi. shahrini 500—600"da (shishalanish trasidan 20—30° yuqori) astasekin sovitish yoki sovitish trasidan keskin sovitish (toblash) yoʻli bilan undagi ichki kuchlanishlarning bir tekis taqsimlanishiga erishiladi. Shisha toblanganda mexanik mustahkamligi ortadi.
Shisha xalq xoʻjaligida (sanoat inshootlari qurilishida), Shisha tola va Shisha plastiklar ishlab chiqarishda, texnikaning turli sohalarida — optika, asbobsozlik, yorugʻlik texnikasi, elektrovakuum sanoatida kimyoviy laboratiya jihozlari, Shisha idishlar, badiiy va maishiy buyumlar ishlab chiqarishda keng qoʻllanadi.
Shisha ishlab chiqarish eng qadimiy sanoat tarmoqlaridan biri bo‘lib, ilk bor eramizdan 4 ming yil oldin Misrda boshlangan. Evropaga shisha ishlab chiqarish sirlari I asrda (Rim) yetib kelgan. Keyinchalik shisha ishlab chiqarish Bogemiyaga (Chexiya) o‘xshash tog‘lik va o‘rmonzor joylarda (1526-yili) rivojlangan.
O‘zbekistonda shisha buyumlari Toshkentdagi «Mikond» zavodi, "Quvasoyshisha» ishlab chiqarish birlashmasi, Toshkent shisha va G‘azalkent oyna zavodlarida ishlab chiqariladi.
Shishaning asosiy xomashyosi tarkibida temir oksidi 0,02% dan oshmagan kvars qumi hisoblanadi. Tarkibi kremnezyomdan SiO₂ iborat bo‘lmish toza qumdan elektr pechlarda tajribaxonalar, laboratoriyalar uchun kolba va probirkalar tayyorlanadi. Ammo elektr pechlarda buyum ishlab chiqarish qimmatga tushganligi sababli bu usulda uy-ro‘zg‘or idishlari ishlab chiqarilmaydi. Qumning erish harorati 1713°C bo‘lganligi tufayli uni 1580°C ga bardosh beradigan shamot va dinasdan yasalgan domna pechlarda eritib bo‘lmaydi. Shuning uchun qumga natriy sulfiti Na₂SO₃ qo‘shib, erish harorati 1088°C gacha pasaytiriladi, lekin natriy shishaning kimyoviy va termik xususiyatlarini pasaytiradi. Shishaning kimyoviy xususiyati yaxshilanishi uchun xomashyo tarkibiga bo‘r CaCO₃ qo‘shiladi. Uning termik xususiyatini oshirish maqsadida eritmaning qotish jarayonini sekinlashtiruvchi dolomit CaCO₃•MgCO₃ va issiqlikda kengayish darajasini kamaytiruvchi dala shpati Al₂O₃•2SiO₂•2H₂O ishlatiladi. Qum tarkibidagi temirning ko‘kimtir ikki valentli oksidini FeO sarg‘aytirish uch valentli oksidga Fe₂O₃ aylantirib, shishani rangsizlantirish uchun selitra NaNO₃ aralashtiriladi.
Rangli shisha olishda xomashyo tarkibiga quyidagi moddalar: to‘q qizil uchun selen va kobalt oksidi aralashmasi, olcha rangga mis oksidi, to‘q pushtiga erbiy oksidi, pushti rangga kaliy xromat, to‘q sariqqa selen, sariqqa xrom oksidi, kadmiy sulfid yoki samariy, xiralashtirilgan sariq rangga natriy sulfat, rux oksidi va ko‘mir, asal rangga oltingugurt hamda koks aralashmasi, kahraboga kadmiy sulfid va selen aralashmasi, limon rangga kaliy xromat, seziy va titan oksidlari ajalashmasi qo‘shiladi. Zumrad rangli shisha olishda neodim oksidi va mis sulfati aralashmasi, oltin tovlanishli yashil rang uchun prazcodim oksidi, yashil rangga mis oksidi yoki kaliy xromat, feruza rangga mis va xrom oksidi yoki kobalt oksidi hamda mis sulfati aralashmasi qo‘shiladi. Ko‘k rangli shisha olishga kobalt oksidi, to‘q zangori rangga kaliy xromat, mis sulfati, kobalt oksidi aralashmasi, havo rangga mis va kobalt oksidlari aralashmasi, binafsha rangga marganes, kobalt oksidlari aralashmasi, qizg‘ish binafshaga marganes oksidi, kulrang uchun nikel, kobalt va mis oksidlari aralashmasi, qora rangga ko‘p miqdorda marganes oksidi va sut rangga qalay yoki rux oksidi aralashtiriladi. Nodir metallar shisha qalinligiga qarab turlicha tovlanishi uchun ko‘proq ishlatiladi.
Shishalar tarkibi bo‘yicha ohakli-natriy (tarkibi 75% kremniy, 13,5% natriy, 6,5% kalsiy, 2,5% kaliy, 2% magniy va 0,5% alumin oksidlaridan iborat), kam qo‘rg‘oshinli billur (tarkibi 66% kremniy, 8% qo‘rg‘oshin, 14% kaliy, 1,5% natriy va 0,5% kalsiy oksidlaridan iborat), og‘ir billur (tarkibi 57% kremniy, 24% qo‘rg‘oshin, 16% kaliy, 3% bor bilan rux oksidlaridan iborat), qo‘rg‘oshinsiz billur (tarkibi 74% kremniy, 14% kaliy, 6% kalsiy, 4% natriy va 20% rux oksidlaridan iborat), bariyli billur (tarkibi 58% kremniy, 18% bariy, 16% kaliy, 5% rux va 3% natriy oksidlaridan iborat) va olovbardosh borli (tarkibi, asosan, kremniy, bor, rux va titan oksidlaridan iborat) lurlarga bo‘linadi.
Ohakli natriy shishasi tayyorlash uchun shamot yoki dinas toslarida, rangli va billur shishalar olishda xumlarda ustidan gaz yoqib eritiladi. Boshida 900°C da xomashyo kaliy, kalsiy, natriy va boshqa metallar silikatidan iborat yaxlit bo‘tqaga aylanadi. 1200°C da eriydi, 1500°C da pufakchalardan va erimay qolgan moddalardan xoli bo‘lib tinadi. Eritma 1200°C gacha sovitilib, qolip yoki puflash naychalari yordamida shakllantiriladi. Birinchi usulda shakllantirilgan buyumlar qalin, naqshdor va konussimon bo‘ladi. Puflash usulida murakkab shakldagi yupqa idishlar tayyorlanadi. Idish qurama usulda tayyor-lansa, yuzasida qolipning choki qoladi. Shakllangan buyumlar issiq-sovuqqa chidamli bo‘lishi uchun pech bilan birgalikda 530-580°C gacha sovitiladi.

Adabiyotlar

1.