Trend razvoja stakla

Prema istorijskoj fazi razvoja, staklo se može podijeliti na staro staklo, tradicionalno staklo, novo staklo i kasno staklo.

(1) U istoriji se drevno staklo obično odnosi na doba ropstva. U kineskoj istoriji, drevno staklo uključuje i feudalno društvo. Stoga se drevno staklo općenito odnosi na staklo napravljeno u dinastiji Qing. Iako se danas oponaša, može se nazvati samo starinskim staklom, koje je zapravo lažno antičko staklo.

(2) Tradicionalno staklo je vrsta staklenih materijala i proizvoda, kao što su ravno staklo, staklo za boce, staklo za posuđe, umjetničko staklo i dekorativno staklo, koji se proizvode metodom superhlađenja rastopljenog s prirodnim mineralima i stijenama kao glavnim sirovinama.

(3) Novo staklo, također poznato kao novo funkcionalno staklo i posebno funkcionalno staklo, je vrsta stakla koja se očigledno razlikuje od tradicionalnog stakla po sastavu, pripremi sirovina, preradi, performansama i primjeni, te ima specifične funkcije kao što su svjetlo, elektricitet, magnetizam, toplota, hemija i biohemija. To je visokotehnološki intenzivan materijal sa mnogo varijanti, malim obimom proizvodnje i brzom nadogradnjom, kao što je staklo za optičko skladištenje, trodimenzionalno staklo sa talasovodom, staklo sa spektralnim otvorom i tako dalje.

(4) Teško je dati preciznu definiciju budućeg stakla. To bi trebalo da bude staklo koje bi se moglo razvijati u budućnosti prema pravcu naučnog razvoja ili teorijskog predviđanja.

Bez obzira na staro staklo, tradicionalno staklo, novo staklo ili buduće staklo, sve ima svoje zajedničko i individualno. Sve su to amorfne čvrste materije sa temperaturnim karakteristikama staklastog prelaza. Međutim, s vremenom se mijenja ličnost, odnosno postoje razlike u konotaciji i produžetku u različitim periodima: na primjer, novo staklo u 20. vijeku će postati tradicionalno staklo u 21. vijeku; Drugi primjer je da je staklena keramika bila nova vrsta stakla 1950-ih i 1960-ih, ali je sada postala masovna roba i građevinski materijal; Trenutno je fotonsko staklo novi funkcionalni materijal za istraživanje i probnu proizvodnju. Za nekoliko godina, to bi moglo biti široko korišteno tradicionalno staklo. Iz perspektive razvoja stakla, ono je usko povezano sa političkom i ekonomskom situacijom u to vrijeme. Samo socijalna stabilnost i ekonomski razvoj mogu se razviti. Nakon osnivanja nove Kine, posebno od reforme i otvaranja, kineski proizvodni kapaciteti i tehnički nivo ravnog stakla, dnevnog stakla, staklenih vlakana i optičkih vlakana bili su na čelu svijeta.

Razvoj stakla je također usko povezan sa potrebama društva, što će promovirati razvoj stakla. Staklo se oduvijek uglavnom koristilo kao kontejneri, a stakleni kontejneri čine značajan dio proizvodnje stakla. Međutim, u staroj Kini, tehnologija proizvodnje keramičkog posuđa bila je relativno razvijena, kvaliteta je bila bolja, a upotreba zgodna. Rijetko je bilo potrebno razvijati nepoznate staklene posude, tako da je staklo ostalo u imitaciji nakita i umjetnosti, što je uticalo na cjelokupni razvoj stakla; Međutim, na zapadu su ljudi oduševljeni prozirnim staklenim posuđem, vinskim setovima i drugim posudama, što potiče razvoj staklenih posuda. Istovremeno, u periodu upotrebe stakla za pravljenje optičkih instrumenata i hemijskih instrumenata na zapadu za promicanje razvoja eksperimentalne nauke, kineska proizvodnja stakla je u fazi „kao žad“ i teško je ući u palatu nauka.

Sa napretkom nauke i tehnologije, potražnja za količinom i raznovrsnošću stakla nastavlja da raste, a sve više se vrednuju i kvalitet, pouzdanost i cena stakla. Potražnja za energetskim, biološkim i ekološkim materijalima za staklo postaje sve hitnija. Od stakla se traži da ima višestruke funkcije, da se manje oslanja na resurse i energiju i da smanjuje zagađenje i štetu okoliša.

Prema gore navedenim principima, razvoj stakla mora slijediti zakon koncepta naučnog razvoja, a zeleni razvoj i niskougljična ekonomija uvijek su pravac razvoja stakla. Iako su zahtjevi zelenog razvoja različiti u različitim historijskim fazama, opći trend je isti. Prije industrijske revolucije, drvo se koristilo kao gorivo u proizvodnji stakla. Šume su posječene i okoliš je uništen; U 17. veku, Britanija je zabranila upotrebu drveta, pa su korišćene peći na ugalj. U 19. stoljeću uvedena je regeneracijska peć peći; Električna peć za topljenje razvijena je u 20. stoljeću; U 21. stoljeću postoji trend ka netradicionalnom topljenju, odnosno umjesto tradicionalnih peći i lonaca koristi se modularno topljenje, topljenje pod potopljenim sagorijevanjem, vakuumsko bistrenje i visokoenergetsko topljenje plazme. Među njima, modularno topljenje, vakuumsko bistrenje i taljenje plazmom su testirani u proizvodnji.

Modularno topljenje se vrši na bazi šaržnog procesa predgrevanja ispred peći u 20. veku, čime se može uštedeti 6,5% goriva. 2004. godine kompanija Owens iz Illinoisa izvršila je test proizvodnje. Potrošnja energije tradicionalnom metodom topljenja bila je 7,5mj/kga, dok je kod modularne metode topljenja 5mu/KGA, ušteda od 33,3%.

Što se tiče vakuumskog bistrenja, proizveden je u peći srednje veličine od 20 t/D, što može smanjiti potrošnju energije topljenja i bistrenja za oko 30%. Na osnovu vakuumskog bistrenja uspostavljen je sistem topljenja nove generacije (NGMS).

1994. Ujedinjeno Kraljevstvo je počelo koristiti plazmu za ispitivanje topljenja stakla. Godine 2003. Ministarstvo energetike Sjedinjenih Država i udruženje industrije stakla izvelo je ispitivanje u peći sa malim rezervoarom od staklenih vlakana visokog intenziteta koji se topi u plazmi, čime je ušteđeno više od 40% energije. Japanska agencija za razvoj tehnologije nove energetske industrije također je organizirala Asahi nitko i Tokyo University of Technology kako bi zajednički uspostavili 1 T/D eksperimentalnu peć. Staklena šarža se topi u letu uz pomoć radiofrekventnog indukcionog grijanja plazme. Vrijeme topljenja je samo 2 ~ 3 h, a sveobuhvatna potrošnja energije gotovog stakla je 5,75 MJ/kg.

Xunzi je 2008. godine izvršio test ekspanzije stakla sa soda vapnom od 100t, vrijeme topljenja je skraćeno na 1/10 originalnog, potrošnja energije je smanjena za 50%, Co, ne, emisije zagađivača su smanjene za 50%. Agencija za sveobuhvatni razvoj tehnologije nove energetske industrije Japana (NEDO) planira koristiti peć za ispitivanje stakla od 1 t za doziranje, topljenje u letu u kombinaciji s procesom vakuumskog bistrenja, te planira smanjiti potrošnju energije topljenja na 3767 kj/kg stakla u 2012.