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Nov 26, 2023

ガラスはどのように作られるのか

ラリー・シェケル著『Ask a Science Teacher』(The Experiment、2011) は、あなたがいつも疑問に思っていた日常の謎を確実に解決します。 飛行機が実際にどのように飛ぶのか、なぜ地球は丸いのか、どのように飛ぶのかを学びます。

ラリー・シェケル著『Ask a Science Teacher』(The Experiment、2011) は、あなたがいつも疑問に思っていた日常の謎を確実に解決します。 飛行機が実際にどのように飛ぶのか、地球はなぜ丸いのか、電子レンジがどのように食べ物を加熱するのかなどを学ぶことができます。気づけば、友達全員があなたに質問するでしょう。 このセクションでは、ガラスがどのように作られるのかを説明します。

ガラスは硬くてもろい、透明な固体です。 当社が使用するガラスの約90パーセントはソーダ石灰シリカガラスです。 それは 75% がシリカ、または単なる砂です。 「ソーダ」は炭酸ナトリウムを指し、「石灰」は石灰石から得られ、そのほとんどは炭酸カルシウムです。 材料をガス炉に入れます。 窓ガラスは、溶融した液体ガラスを連続シート状の溶融スズ槽上に流すことによって作られます。 窒素ガスが上面を押して滑らかにします。

ガラスは華氏 2,500 ～ 3,000 度の温度で溶けるか、液体に変わります。 溶解温度はガラスの組成によって異なります。 ガラスは正確な温度では溶けません。

正確に華氏 32 度の温度で溶ける氷とは異なり、ガラスは相変化転移を起こします。 ガラスは温度が上昇するにつれてどんどん柔らかくなり、最終的には流動し始めます。 ガラスは私たちが望むあらゆる形状に成形できるため、これはガラスの優れた特性です。 ソーダとライムに成分を加えてガラスの性質を変化させます。 鉛やフリントはガラスを輝かせます。 ホウ素はガラスの熱特性を変えるためにガラスに添加されます。 これによりホウケイ酸ガラスが調理に適したものになります。 科学実験室でもホウケイ酸ガラスを多く使用しています。 熱膨張率が非常に低く、非常に熱い液体や非常に冷たい液体を入れても壊れません。 パイレックスは同じ種類のガラスのブランド名です。 酸化ランタンは光を反射する性質があり、眼鏡などに使われています。 窓ガラスに鉄を入れると赤外線エネルギーが吸収されます。 普通の窓ガラスの端を見てみると、緑色がかっているのがわかります。 それはアイロンからです。

光学機器に使用されるガラスは、一般的に低分散のクラウンガラスまたはより緻密で高分散のフリントガラスで作られています。 ガラスは、光がガラスを通してどのように曲げられるか、または屈折するかに基づいて選択されます。 分散とは、光がガラスを通過する際にどれだけ曲がるかまたは屈折するかを表す用語です。

強化ガラスは通常のガラスよりも強度がありますが、破損した場合は通常のガラスのような大きな鋭利な破片ではなく、小さな破片に砕け、重大な身体的危害を引き起こす可能性があります。 通常のアニール処理を施したガラスをテーブルの上に置き、炉内で転がします。 その後、表面が急冷されるか空気で急速に冷却されますが、ガラスの内部は液体または溶融したままになります。 このプロセスにより、ガラスに応力が生じます。 強化ガラスは、車のサイドガラスやリアガラス、枠のないガラスドアなどに使用されています。

ガラスは時間とともに流れるという古い通説があります。 トーマス・ジェファーソンのモンティチェロの家のガラスなど、数百年前のガラスに見られる歪みが、この神話を生み出しました。 ガラスは非晶質の固体であり、流動しません。 歪みの原因となる厚さのばらつきは、非常に不完全な製造技術によるものでした。

最初のガラスは人間ではなく自然によって作られました。 古代の落雷が一般的な珪砂を直撃すると、砂は瞬時に加熱され、溶解して粒子がガラスに融合しました。 「フルグライト」と呼ばれる結果物は、天然のガラス管の形をしています。 フロリダで発見された最長のフルグライトは、長さが16フィートを超えています。

火山で採れる黒いガラスは黒曜石と呼ばれます。 溶岩が冷えるときに生成され、結晶の成長は最小限に抑えられます。 欠けた黒曜石の端は数分子ほどの薄さになるため、黒曜石は古代の狩猟者の矢じりや、心臓手術に使用される現代の医療用メスの刃に最適です。 黒曜石の刃は金属の刃よりも何倍も鋭いことがあります。

Tomah にはガラスとの独自のつながりがあります。 カーディナル IG (断熱ガラス) とカーディナル TG (強化ガラス) は、トーマの東端の工業団地にあります。 IG工場では、主に住宅やオフィスビルに使用される窓用の低放射複層ガラスを製造しています。 二重窓の内面の 1 つに塗布された低放射率の微細な薄い金属コーティングが熱伝達を制御します。 光を取り込みながら熱を遮断します。