Gakken × Asahi Shimbun Kids Net

Làm thế nào để sản xuất kính?

Làm thế nào để sản xuất kính?

Câu trả lời: Đun chảy nguyên liệu ở nhiệt độ cao cho đến khi sền sệt, sau đó để nguội và đông lại.

Glass is made by melting silica, soda ash, and limestone in a furnace at 1500-1600°C, then stretching it out (related article "Glass is made of what?). Bạn đã bao giờ thấy cảnh thợ thủ công thổi hơi vào đầu ống để tạo ra những chiếc lọ từ thủy tinh nóng chảy như mật ong chưa? Đây là phương pháp "thổi thủy tinh thủ công" có từ thế kỷ 1 trước Công nguyên. ※1). Phương pháp thủ công này không thể sản xuất một lượng lớn thủy tinh (thủy tinh công nghiệp) cần thiết cùng một lúc. Do đó, vào thế kỷ 20, nhiều phương pháp sản xuất thủy tinh với số lượng lớn bằng máy móc đã được nghĩ ra.

Một trong số đó là "phương pháp nổi", là phương pháp tiêu chuẩn để sản xuất kính tấm dùng cho cửa sổ, màn hình TV, v.v. ※2)Trong phương pháp này, thủy tinh nóng đỏ được đổ vào một bể lớn chứa kim loại thiếc nóng chảy. Thủy tinh nóng chảy sẽ nguội dần và đông cứng lại trong khi lan rộng ra, sau đó được kéo ra bằng băng tải con lăn để tạo thành tấm thủy tinh có độ dày và chiều rộng đồng đều.

Ngoài ra, còn có phương pháp "phương pháp cuộn" để sản xuất kính lưới và kính khuôn. Phương pháp này sử dụng hai cuộn để kẹp phần "nguyên liệu" của kính nóng chảy từ trên xuống dưới, kéo dài để tạo thành tấm kính. Trước khi kẹp bằng cuộn, lưới kim loại được kết hợp với kính, tạo thành kính lưới khi ra khỏi cuộn.

Khi sản xuất chai, trước tiên, nguyên liệu thủy tinh được nén thành những khối nhỏ, sau đó được đổ vào khuôn (khuôn làm bằng kim loại không bị nóng chảy ở nhiệt độ cao) để tạo thành hình dạng ban đầu của chai. ※3)Sau đó, dùng khuôn hình que để tạo hình thành chai có miệng rộng, hoặc dùng khí áp suất cao để thổi phồng thành chai có miệng hẹp.

Như vậy, bằng cách kết hợp nhiều loại vật liệu và sử dụng phương pháp thi công phù hợp với mục đích, có thể tạo ra các loại kính có kích thước và hình dạng đa dạng.

Nhân tiện, tại sao kính lại trong suốt?

Kính là vật liệu chính của thủy tinh, là một loại khoáng chất không hấp thụ ánh sáng và có độ trong suốt cao. Tuy nhiên, đó không phải là lý do duy nhất khiến thủy tinh trong suốt.

Khi vật liệu thủy tinh nóng chảy, ranh giới giữa các hạt sẽ biến mất. Sau đó, khi vật liệu nóng chảy được làm lạnh, các phân tử chỉ tập hợp lại với nhau mà không xếp thành hàng đều đặn, và đông cứng lại (trạng thái không phải lỏng cũng không phải rắn này được gọi là "trạng thái thủy tinh") *4). Do đó, ánh sáng đi vào bên trong sẽ truyền qua mà không bị tán xạ, nên thủy tinh trông trong suốt.

Tài liệu tham khảo

1) Hiệp hội Công nghiệp Sản phẩm Thủy tinh Nhật Bản, "Sự khởi đầu của thủy tinh"

http://www.glassman.or.jp/know_01.html

2) AGC, "Phương pháp sản xuất và gia công kính tấm" trong "Tổng hợp danh mục vật liệu xây dựng kính tấm - Phần tài liệu kỹ thuật"

https://www.asahiglassplaza.net/catalogue/

3) Toyo Glass, "Quá trình sản xuất chai thủy tinh"

https://www.toyo-glass.co.jp/making_process/

4) Tổ chức nghiên cứu gia tốc năng lượng cao (KEK), "Bài luận KEK #6: Chico biết không!? Lý do tại sao thủy tinh trong suốt"

https://www.kek.jp/ja/newsroom/2019/04/12/1317/

Giám sát: Mitsuharu Oyama

Sinh năm 1957 tại Tokyo. Tốt nghiệp thạc sĩ tại Đại học Công nghệ Tokyo. Từng là giáo viên vật lý tại trường trung học, giám đốc giáo dục tại Ủy ban Giáo dục tỉnh Chiba, hiệu trưởng trường trung học Chosei tỉnh Chiba, hiện là giáo sư tại Khoa Sư phạm Đại học Shumei, phụ trách giảng dạy và thực hành về phương pháp giảng dạy "nghiên cứu toán học và khoa học" và "giờ học tổng hợp". Ông cũng thường xuyên xuất hiện trong các chương trình thí nghiệm khoa học trên truyền hình và các lớp học thí nghiệm khoa học. Ông là cố vấn dự án của Bảo tàng Khoa học Chiba, giám đốc điều hành của Hiệp hội Giáo dục Vật lý Nhật Bản, thành viên của Hiệp hội Giáo dục Khoa học Nhật Bản và Hiệp hội Giáo dục Khoa học Tự nhiên Nhật Bản, thành viên ban biên tập tạp chí "Giáo dục Khoa học Tự nhiên" hàng tháng.

PAGETOP