ガラスとエナメル。自宅で楽しい化学体験

ガラスとエナメル。化学実験

化学の面白い実験

バッジ、ブローチ、さまざまな装飾品、および多くの家庭用品は、金属にガラスを適用したエナメルで覆われています。ここではガラスを作ってみます。これらの実験には特別なオーブンが必要です。それだけに、ガラス作りは家庭ではできません。しかし、それに加えて、ホットメルトを扱うスキルも必要なので、実験は当然、年長者の立会いのもとで行われなければなりません。

工場や化学研究所では、粉末の塩、酸化物、その他の化合物を完全に混合した乾燥混合物である装入物からガラスが得られます。炉内で非常に高温 (多くの場合 1500 °C 以上) に加熱すると、塩は酸化物に分解し、酸化物が相互作用して、高温でも安定なケイ酸塩、ホウ酸塩、リン酸塩、その他の化合物を形成します。一緒にガラスを作ります。

加熱温度1000℃までの実験用電気炉で十分な、いわゆる可融ガラスを準備します。るつぼ、るつぼばさみ（火傷しないように）、小さな平らな板、鋼鉄または鋳鉄も必要です。まずガラスを溶接し、それから用途を見つけます。

ふるいにかけた四ホウ酸ナトリウム（ホウ砂）10 g、酸化鉛20 g、酸化コバルト1,5 gを紙の上でスパチュラで混ぜます。これは私たちの負担です。それを小さなるつぼに注ぎ、へらで圧縮し、るつぼの中心に上部のある円錐形を作ります。圧縮された混合物はるつぼ内の体積の 800 分の 900 以下を占めるべきであり、そうすればガラスはこぼれません。トングを使用したるつぼを電気炉 (るつぼまたはマッフル) に入れ、XNUMX ～ XNUMX °C に加熱し、混合物が溶けるまで待ちます。これは泡の放出によって判断され、泡が止まるとすぐにグラスの準備ができています。トングを使ってるつぼをオーブンから取り出し、すぐに溶けたガラスを清潔な鋼板または鋳鉄板の上に注ぎます。ストーブの上で冷却すると、ガラスは青紫色のインゴットになります。

他の色のガラスを得るには、酸化コバルトを他の色の酸化物に置き換えます。酸化鉄 (PI) (1 ～ 1,5 g) はガラスを茶色に着色し、酸化銅 (II) (0,5 ～ 1 g) は緑色に着色します。0,3 g の酸化銅と 1 g の酸化コバルトおよび 1 g の酸化鉄の混合物 ( III) - 黒。ホウ酸と酸化鉛だけを摂取した場合、ガラスは無色透明のままです。クロム、マンガン、ニッケル、錫などの他の酸化物を試してみてください。

磁器製乳鉢の中で乳棒を使ってガラスを粉砕します。破片で怪我をしないように、必ず手をタオルで包み、乳棒がついた乳鉢を清潔な布で覆ってください。

厚いガラスに細かいガラス粉末を注ぎ、少量の水を加え、ハンドル付きのガラスまたは磁器のディスクであるチャイムでクリーミーな状態まで粉砕します。チャイムの代わりに、底が平らな小さなモルタルや磨かれた花崗岩片を使うこともできます。これは、昔の巨匠が絵の具をこすったときに行ったことです。結果として生じる質量はスリップと呼ばれます。ジュエリーを作るときと同じように、アルミニウムの表面に塗布していきます。

アルミニウムの表面をサンドペーパーできれいにし、ソーダ溶液で煮沸して脱脂します。きれいな表面上で、メスまたは針でパターンの輪郭をトレースします。通常のブラシを使用したスリップで表面を覆い、炎の上で乾燥させ、次に同じ炎でガラスが金属上で溶けるまで加熱します。エナメル質になります。バッジが小さい場合は、ガラスの層で覆い、バッジ全体を炎で加熱することができます。製品が大きい場合（文字が入った皿など）、それをいくつかのセクションに分割し、それらに 5 つずつガラスを貼り付ける必要があります。エナメルの色をより濃くするには、もう一度ガラスを塗ります。このようにして、装飾だけでなく、さまざまなデバイスやモデルのアルミニウム部品を保護するための信頼できるエナメルコーティングを得ることができます。この場合、エナメルには追加の負荷がかかるため、脱脂洗浄後に金属表面を緻密な酸化膜で覆うことが望ましい。これを行うには、10℃よりわずかに低い温度のオーブンに部品を600〜XNUMX分間保持するだけで十分です。

もちろん、ブラシを使用するのではなく、スプレーガンまたは単に水をかけるだけで、大きな部分にスリップを適用する方が便利です（ただし、層は薄い必要があります）。 50～60℃のオーブンで乾燥させた後、700～800℃に加熱した電気炉に移します。

また、低融点ガラスからモザイク作業用の塗装プレートを準備することもできます。割れた磁器皿（陶器店では必ず提供されます）の上にスリップの薄い層を注ぎ、室温またはオーブンで乾燥させ、電気炉で一定の温度に保ちながら皿の上にガラスを融合します。少なくとも700℃以上

ガラスの仕事をマスターしたら、生物学サークルから同僚を助けることができます。彼らはそこでぬいぐるみを作ることがよくありますが、ぬいぐるみには多色の目が必要です...

厚さ約 1,5 cm の鋼板に、円錐形または球形の底を備えたさまざまなサイズの凹部をいくつか開けます。先ほどと同じように、色とりどりのガラスを融合させます。おそらくガンマで十分であり、強度を変更するには、着色添加剤の含有量をわずかに増減します。

鉄板のくぼみに明るく溶けたガラスを一滴たらし、虹彩色のガラスを流し込みます。液滴はメインの塊に入りますが、それと混ざりません - 瞳孔と虹彩の両方がこの方法で再現されます。急激な温度変化を避け、ゆっくりと製品を冷却してください。これを行うには、加熱したピンセットを使用して、硬化したがまだ熱い「目」を型から取り外し、緩いアスベストに入れて、すでにその中に入れて室温まで冷却します。

もちろん、可溶ガラスは他の用途にも使用できます。でも、自分で探したほうがいいんじゃないでしょうか？

そして、ガラスの実験の最後に、同じ電気炉を使って、普通のガラスを色ガラスに変えることを試みます。自然な疑問は、「この方法でサングラスを作ることは可能ですか?」ということです。それは可能ですが、このプロセスは気まぐれであり、ある程度のスキルが必要であるため、最初から成功する可能性は低いです。したがって、ガラス片で練習した後にのみメガネを取り、結果が期待どおりであることを確認してください。

ガラス用塗料のベースはロジンになります。ロジンを構成する樹脂酸塩から、油絵の具用の乾燥剤を以前に準備しました。レジネートはガラス上に薄く均一な膜を形成し、色素のキャリアとして機能するため、再びレジネートに戻りましょう。

約20％の濃度の苛性ソーダ溶液に、ロジン片を注意しながらかき混ぜながら、液体が濃い黄色になるまで溶解します。濾過後、少量の塩化第二鉄溶液を加えます。₃ または他の第二鉄塩。溶液の濃度は低くなければならず、塩を過剰に摂取することはできないことに注意してください。この場合に形成される水酸化鉄の沈殿が邪魔になります。塩濃度が低い場合、樹脂酸鉄の赤い沈殿物が形成されます。これが必要な場所です。

赤い沈殿物を濾別し、空気中で乾燥させてから、純粋なガソリン (自動車ではなく、溶剤ガソリン) に飽和するまで溶解します。ヘキサンまたは石油エーテルを使用するとさらに良いでしょう。ガラス表面に刷毛やスプレーガンで薄く塗装し、乾燥させて約5℃に加熱したオーブンに10～600分間入れます。しかし、ロジンは有機物に属しており、そのような温度には耐えられません。そうです、しかしそれがまさにあなたが必要なことです - 有機塩基を燃え尽きさせてください。そうすると、酸化鉄の最も薄い膜がガラス上に残り、表面にしっかりと付着します。また、酸化物は一般に不透明ですが、このような薄い層では光線の一部を透過します。つまり、光フィルターとして機能します。

おそらく、光保護層は暗すぎるか、逆に明るすぎるように見えるでしょう。この場合、ロジン溶液の濃度をわずかに増減したり、焼成時間や温度を変更したりして、実験の条件を変更します。ガラスの塗装色に満足できない場合は、塩化鉄を別の金属塩化物（ただし、酸化銅や塩化コバルトなど、酸化物が明るい色のもの）に置き換えてください。

そして、この技術をガラス片に注意深く加工すれば、ほとんどリスクを負うことなく、普通の眼鏡をサングラスに変えることが可能になります。ガラスをフレームから外すことを忘れないでください。プラスチックフレームは、ロジンベースと同様にオーブンの熱に耐えられません...

著者：オルギンO.M.

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